两种截然不同的地下
在高原地区的杰勒法周边,水文地质研究描述了一个向斜构造:其上部含水层位于中新世—上新世—第四纪沉积层中,据报道平均厚度达数百米,是草原上饮用水和灌溉水井及钻孔最常利用的含水层。其下为阿尔布阶和巴雷姆阶较老的砂岩和石灰岩地层,同样含水,由更深的钻孔开采。水位和出水量沿向斜变化,浅层含水层依赖周围山脉的降雨补给。
在撒哈拉北部的盖尔达耶周边,情况与整个撒哈拉盆地相同:下部是阿尔布—巴雷姆期的巨大砂岩含水层“大陆间层”(Continental Intercalaire),上覆“终端复合层”(Complexe Terminal)。本地区钻入大陆间层的钻孔很深,有的超过一千米,采用多级固井套管和滤水管成井;因深度大,出水温度较高。河谷底部和终端复合层的较浅水井满足许多当地需求,但水质变化较大。
实际经验是:“水井”一词既指几十米深的浅层潜水井,也指深层自流钻孔;当地水文地质资料(可从水务部门或邻近钻孔的研究中获取)是任何项目的起点。
回转钻进还是潜孔锤
两种钻进方法覆盖了大多数水井。泥浆回转钻进通过空心钻杆转动钻头,同时将钻井液泵入钻杆、经环空返回,带出岩屑并支撑孔壁;适用于松软和未固结地层,可钻大口径。潜孔锤(DTH)钻进用压缩空气驱动活塞冲击孔底钻头;在石灰岩、砂岩等硬岩中速度快,并用空气排出岩屑。许多钻机两者兼能,一口井可以用一种方法开孔、随地层变化换另一种方法完孔。方法根据预期地质、目标深度和口径以及可用于泥浆的水量选择。
从钻孔到可用的水井
常规顺序;每一步按含水层和用途确定规模。
选址与设计
审查已有钻孔、地质和许可文件;确定目标深度、口径和方法。
钻进
以一种或多种口径进行回转或潜孔锤钻进,记录地层和出水层位。
下套管与滤水管
套管保护孔壁,滤水管对准含水层段;滤水管周围填砾以过滤细砂。
固井
封填滤水管以上的环空,隔绝地表水和不需要的地层,并保护井口。
洗井
用气举、活塞拉洗或抽水清除钻井液和细粒,直至出水清澈。
抽水试验
分段或定流量试验测定出水量和降深,据此确定泵的规格和可持续流量。
安装设备
泵、扬水管、电缆、井口装置及与储水设施的连接;使用前分析水质。
许可程序简述
在阿尔及利亚钻凿水井须取得水资源使用许可。自 2021 年改革以来,申请通过一站式窗口审核,该窗口汇集国家水资源局(ANRH)、国家水资源综合管理局(AGIRE)以及环境、农业和灌溉部门的代表;文件随后送交省政府,由省长(wali)签发批文。条例规定完整文件的目标办理时限为一个月。工程一般须在通知后 18 个月内完成,条例允许在有正当理由时延长。
文件通常说明申请人、土地、用途和用水量以及拟建水井的特征。实用建议很简单:尽早申请,把许可文件留在工地,并由会记录深度、地层和试验结果以编制竣工报告的公司施工。
各地区水井的预期情况
区域研究报告的一般趋势;具体地点可能不同。
| 方面 | 高原地区(杰勒法向斜) | 撒哈拉北部(盖尔达耶一带) |
|---|---|---|
| 主要含水层 | 中新世—上新世—第四纪;其下为阿尔布阶和巴雷姆阶砂岩 | 终端复合层;深部为大陆间层 |
| 典型深度 | 几十米至数百米 | 几十米至数百米;深层含水层超过一千米 |
| 地层 | 冲积层、黏土、砂岩、石灰岩 | 砂、砂岩、石灰岩、黏土 |
| 水 | 一般较凉,水质随层位变化 | 深部水温较高;矿化度不一 |
| 方法 | 软地层回转钻进,岩层潜孔锤 | 深井泥浆回转钻进;硬层可用潜孔锤 |
| 补给 | 周围山脉的降雨 | 极慢;基本是储存资源 |
水质与水温
撒哈拉深层含水层的水往往温度较高,并可能含有矿物质,某些用途前需要冷却或处理;浅层含水层的水则可能受地表活动影响。对施工工地来说,这关系到混凝土(规范对硫酸盐和氯化物有限值)和营地(饮用水必须检测)。洗井后、装泵前做实验室分析是标准做法。
常见问题
在阿尔及利亚打井需要许可吗?
需要。阿尔及利亚的水井须取得水资源使用许可,文件经 2021 年设立的一站式窗口(ANRH 和 AGIRE 两机构参与)审核后由省长签发批文,完整申请的目标办理时限为一个月。
杰勒法和盖尔达耶周边的水井有多深?
因目标含水层而差异很大:浅层含水层的井深几十米至数百米,而盖尔达耶周边钻入撒哈拉盆地大陆间层的钻孔据报道有的超过一千米。当地钻孔资料和用途决定设计。
回转钻进与潜孔锤钻进有什么区别?
回转钻进用旋转钻头切削岩石,用循环液带出岩屑,适用于松软和松散地层;潜孔锤(DTH)在孔底用气动冲击破碎硬岩,在石灰岩和砂岩中更快。许多水井随地层变化两种方法结合使用。
钻一口水井需要多长时间?
浅井数天即可钻成并完井,而带多级套管的深井需要数周;许可程序往往是整个日程中最长的部分,应尽早启动。
水井能为施工工地供水吗?
能。在没有管网的阿尔及利亚内陆,在工地上或附近钻井并用水池或水罐储存,是供应压实用水、混凝土用水和营地用水的常见方式;用于混凝土或饮用前要做水质分析。