地热钻井技术
地热井钻完井技术
够有效起到密封效果,下表
套。
三、地热井钻完井技术
原设计生产套管不固井,如不固井,无法有效的封隔层间,给
后期的生产带来很大的隐患,极易造成层间串层,井喷失控等恶性 事故的发生。根据该井实际情况,建议修改完井结构;完井结构为
根据电测结果确定生产层后,对准生产层下滤水管+套管+盲板+管
外封隔器+分级注水泥器+套管串+悬挂器,对上部套管固井封固, 只有这样才能长期、有效地避免井喷失控等恶性事故的发生。
泵提液的主动保温技术。
流量与地热水井口温度关系
二、 地热井与热采井完井方式的不同
1、主动保温技术
该技术主要适用于日产400m3以下的地热井,采用大排
量提液技术可以显著降低井筒热损失,进而大幅提高地热 水井口温度,为后续地热梯次利用环节提高保障。该技术 适用于对温度要求不高的地热资源应用方式,而对于温度 要求较高,如地热发电等技术,从能量损失角度考虑,则 大排量提液亦没有避免总的地热能量损失。。
二、 地热井与热采井完井方式的不同
1、保温管被动保温 国内外普遍使用的“隔热管+伸缩补偿器+封隔器”的隔热 完井管柱,其中最重要的保温措施是隔热管,常用双层预应力 隔热管,隔层通常需要充惰性气体、抽真空或充填其它隔热材 料。该技术主要用于稠油热采注蒸汽开发井,是目前最为有效 的隔热完井技术。 (下图为隔热管组成结构示意图)
地热钻井操作规程
地热钻井操作规程
(经典版)
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序言
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地热钻井操作规程
地热钻井操作规程
一、前言
地热钻井作为一项重要的地热资源勘探技术,需要严格的操作规程来确保作业安全和高效,本规程旨在规范地热钻井操作流程,提高作业质量和效率。
二、设备准备
1. 检查钻机、钻柱、钻头、钢丝绳等设备的完好性,发现问题及时修理和更换。
2. 填充钻柱内的齿轮箱和轴承润滑油,确保顺畅运转。
3. 检查固息器和钻具的连接情况,保证其夹持牢固。
三、安全操作
1. 钻井前,应进行现场安全培训,确保作业人员具备相关技能和安全意识。
2. 工地应设置明显的安全标识,指示作业区域和危险区域,以及应急设备和逃生通道位置。
3. 严格执行安全操作规程,如戴安全帽、穿防护服、佩戴安全带等。
4. 定期进行设备维护和检修,防止设备故障引发意外事故。
四、钻井操作步骤
1. 准备井场和钻井材料,清理井口,确保井口无障碍。
2. 安装井口设备,如废水池、井口管等。
3. 进行钻井井眼设计,确定钻头规格和井深。
4. 剖分钻柱,将查询所有的钻具,确保井下设备完好。
5. 组装钻柱和钻头,保证钻具连接牢固。
6. 降下钻柱和钻头,开始钻井作业。
7. 当钻头钻至一定深度时,停止钻进,进行套管操作。
8. 根据需要,可进行固井和完井操作。
9. 钻井结束,将钻柱和钻头拆卸,进行设备清理和维护。
五、应急措施
1. 发现异常情况,立即停止作业并上报,如突发事故、设备故障等。
2. 发生井喷、井塌等危险情况时,立即实施逃生和避险措施。
3. 熟悉应急设备的使用方法,如灭火器、急救箱等。
4. 定期组织应急演练,提高应对突发事件的能力和效率。
六、作业报告和记录
LQDR-1_地热温泉井钻井施工技术
第50卷增刊2023年9月
Vol. 50 Sup.
Sep. 2023:309-315
钻探工程
Drilling Engineering
LQDR-1地热温泉井钻井施工技术
冯红喜1,赖子威2,万振卓2,杨永明1,封优生1,
李海兴1,杨炀2,李林庆1,郑秀华2
(1.河北伟业地热新能源科技有限公司,河北邯郸 057650; 2.中国地质大学(北京),北京 100083)
摘要:地热资源是一种清洁、安全、可靠、稳定的可再生能源。LQDR-1是一口地热温泉井,设计井深3500 m,实际完钻井深3201.2 m。热储属于裂隙型,设计靶区范围较小,钻井的针对性、目的性比较强,且地层倾角大、可钻性差。在一开、二开井段,为减少井底水平位移,提高中靶率,LQDR-1井采用了塔式+钟摆钻具组合,通过优化钻具组合及钻井参数,全井保持了较低的井斜和较高的井身质量。在三开、四开井段,采用气举反循环钻井工艺钻进热储地层,一方面可以解决大口径多开次地热井环空携岩能力较差问题,另一方面可避免或减少伤害储层,保持地层最大出水能力,提高单井出水量。
关键词:地热资源;地热温泉井;井斜控制;塔式+钟摆钻具组合;气举反循环;沉没比
中图分类号:P634;TE242 文献标识码:B 文章编号:2096-9686(2023)S1-0309-07
Drilling technology for LQDR-1 geothermal hot spring well
FENG Hongxi1,LAI Ziwei2,WAN Zhenzhuo2,YANG Yongming1,FENG Yousheng1,
地源热泵钻井工艺流程
、作业工具;
1无压磅、DN140自由钳两把、DN127自由钳两把、200KG铁铊、DN140套管、大扳手、12吋管子钳、24吋管子钳、钢卡、套筒扳手、梅花扳手、梅花改锥、克丝钳等
2•钻进设备
2.1 使用合格钻机,回转和给进系统工作必须正常,滑轨和机器之间不能有松旷。
2.2 设备安装应符合质量标准。钻机必须正确水平安装在基台上,保证滑轮、立轴和孔的中心在一条直线上。
2.3钻具组配要合理。粗钻具与孔壁的间隙要小,可采用扶正器来加强钻具的稳定性,粗钻具长度要合理,一般为5〜8m。钻具要准确、规范;不同岩层改换不同钻具;钻具不弯曲,不偏心。
二、钻孔准备
1 了解并确定土壤地质条件。
2 确定地下综合管线分布及设置情况,并做好明显的标识记号。
3 平整土地,根据地埋管施工图,标示具体钻孔位置及总管管沟位置。
4 确认钻孔支架打设位置。
5 确认钻孔机械电源容量及供给情况。
6 提供水源至钻孔现场。
三、工程钻孔
1 根据工程实际情况,随时填写记录表并及时分析土壤实际状
况。
2 预先挖好泥浆池,利于泥浆收集和清理。
3 采用原浆混合黄沙、膨润土进行泥浆护壁,防止产生孔壁坍塌。
4 采用地源热泵专用全液压钻井机,以确保钻孔深度和垂直度,钻孔实际深度要大于设计深度。
5 利用岩芯管取出岩芯,观察地质情况,从而选择不同的钻头。
6 钻孔完毕后,应及时埋设管道并注浆回填。
7 地埋管施工完毕后应及时对现场进行清理,以利于土建单位下一步工作的顺利进行。
四、钻机操作步骤
1 下钻联动操作步骤当钻场准备工作完成后,要实现下钻联动操作步骤是:
地热钻井操作规程
地热钻井操作规程
一、前言
地热钻井作为一项复杂的工程活动,需要严谨的操作规程来确保安全、高效地完成钻井作业。本操作规程旨在明确地热钻井的工作流程、安全措施以及各个环节的要求,以供操作人员参考并遵守。本操作规程仅适用于地热钻井作业,非地热钻井作业的参考请谨慎使用。
二、作业前准备
1. 编制操作计划:在开始钻井作业之前,需要编制详细的操作计划,包括钻井目标、井深、井眼直径、有关岩石地质特征等。操作计划应根据实际情况进行适当的调整,并由相关人员进行审核和批准。
2. 安全分析:在操作计划编制的同时,需要进行安全分析,确定可能出现的危险及应对措施,以保障作业人员的安全。
3. 设备准备:进行地热钻井作业需要准备一系列的钻井设备,包括钻机、钻头、钻杆、钻柱等。在使用前需要对设备进行检查和试验,确保其安全可靠。
三、钻井井口准备
1. 修整井口:在开始钻井之前,需要对井口进行修整,清除可能妨碍钻井作业的障碍物,并确保井口平整。
2. 安装井口防护装置:在井口周围安装井口防护装置,包括井口防喷装置、围栏、安全标志等,以防止人员误入危险区域。
四、钻井作业
1. 钻井排涌:在进行钻井作业前,需要进行排涌操作,以清除井眼内的水等液体,确保钻井顺利进行。
2. 钻头的下入:将合适的钻头下入井眼,并逐渐增加钻进速度,注意观察钻屑和循环液的情况,及时调整操作。
3. 钻进过程中的注意事项:在钻进过程中,需要注意切削力的控制,避免钻头卡钻和井眼塌陷等情况的发生。同时,还需定期检查钻头的磨损情况,及时更换新的钻头。
4. 钻井过程中的测井:在钻进过程中,需进行测井操作,确定不同地层的参数和性质,以指导钻井作业的进展。
地热钻井操作规程
地热钻井操作规程
地热钻井是一种利用地下热能的技术,可以为发电、供暖或冷却等提供可再生能源。然而,地热钻井操作对于技术人员来说是一项非常严峻的任务,需要遵循一些特定的规则和程序。本文将介绍地热钻井操作规程。
1.前期准备
地热钻井操作开始前,必须确保地质调查和现场勘测已完成。孔的位置、深度和钻进顺序需要清楚记录,并确定钻杆、钻头和泥浆的规格。机械和电子设备也必须检查和准备完好。在操作过程中必须有足够的安全设备和应急措施。
2.钻井机操作
在钻进过程中,必须加强钻具的维护和定期检查,以确保其完好。钻井机必须进行定期维护和检查以确保其运行顺畅。地质物质如砾石或泥浆必须及时清理,避免对钻杆和机器的磨损和损坏。
3.泥浆处理
泥浆是配合钻杆钻进的必要物料。在选择泥浆前,必须对水源和泥浆配方进行仔细检查和筛选。选好泥浆后,必须准确控制钻井过程中的泥浆浓度和流量,以确保钻孔的稳定和钻头的顺畅。
4.钻杆、钻头和补充物料处理
在钻孔过程中,钻杆和钻头需要不断更新。挂钻、取钻、清杆、构筑浆、拉线等步骤都需要非常小心。使用过的钻杆必须及时更换并妥善处理,以避免二次使用的安全隐患。
5.孔壁稳定处理
孔壁稳定处理是钻井期间的重点。钻孔要保持直径稳定、形状规则,减少钻进过程中所出现的破裂和崩塌现象。可以对孔壁进行加固、箱形钻进或使用其他支撑设备等方式增强孔壁稳定度。
6.钻探物质回收处理
钻进过程中涌向孔底的钻屑或其它物质需要及时回收处理,避免环境污染和二次影响。钻屑的回收处理应遵循相关安全规范,并采用稳定、可靠的方式进行处理。
地热钻井井型选择及参数优化设计
地热钻井井型选择及参数优化设计
地热钻井的井型选择和参数优化设计对于地热能的利用具有重要的意义。不同的井型
和参数设计对于地热开发具有不同的影响,因此针对具体的地质条件和开发目的,选择合
适的井型和优化设计参数是必要的。
地热钻井常见的井型包括垂直井、斜井和水平井。垂直井是指直线钻井,适用于深层
热储层或地下水层采热的情况。斜井是指井眼与垂直井轴线呈一定角度的钻井,其可采集
更广的热水和热储层信息。水平井是指在地下进行水平钻井,使得井底与热储层夹角很小,可在储层中钻出更多的水平开采井段,从而提高地热能的开发效率。除了这些常见的井型,还可以根据具体需求选择其他井型,如环井、钩形井等。
对于地热钻井的参数设计,需要综合考虑地质条件、井型和开采目的等因素。其中,
井径、井深、孔隙度、渗透率、井筒径等参数的选择需要与井型和开采技术相匹配。此外,还需要针对不同的地质构造和地下水文条件进行不同的参数优化设计。
比如,在孕育地热能的构造中,如果层位厚度不够,需要增加井深和井筒径,增加地
热能的开采量。如果孔隙度和渗透率较高,可以选择细钻头,从而提高井壁稳定性和井底
钻进速度;反之则需要选择粗钻头。此外,还需要考虑井的完井条件、井水环境和井底压
力等参数,从而确保地热资源的高效开采和安全性。
总之,地热钻井井型选择和参数优化设计是一个相对复杂的过程,需要考虑多方面的
因素,从而实现地热能的高效利用和持续发展。
地热钻探方案
地热钻探方案
地热能作为一种清洁且可再生的能源,具有巨大的潜力。利用地热
能可以实现供暖、发电、温室农业等多种应用。然而,为了充分利用
地热能,我们需要进行地热钻探,以获取地下热能资源。本文将介绍
地热钻探的方案,并探讨其应用前景。
一、地热钻探方案介绍
地热钻探是通过钻探井口进入地下,获取地下热能资源的技术。从
技术的角度来看,地热钻探主要包括以下几个步骤:
1. 钻井准备:确定钻井地点,进行现场勘测,选择合适的钻井设备
和方案。
2. 钻井操作:按照事先设计好的钻井方案,进行钻井操作。这包括
钻井井筒的打设、冲洗、钻进过程以及钻井液的循环使用等。
3. 钻井结束:达到预定的钻探深度后,进行井口固化等处理,确保
安全和环境保护。
4. 地热能开发:开展与地热井的连接、地热能的抽取与利用等工作,使地热能得到有效利用。
二、地热钻探方案的应用前景
地热钻探的应用前景广阔,主要体现在以下几个方面:
1. 地热供暖:地下热能可以用于供暖,可以替代传统的燃煤锅炉等
高污染、高耗能的方式。地下热能的稳定性使得地热供暖具有持久的
优势。
2. 地热发电:地下热能可以通过地热电站转化为电能,实现地热发电。地热发电不受化石能源的限制,且排放的温室气体较少,具有良
好的环保效果。
3. 温室农业:地热能可以用于温室农业,通过地热供暖和灌溉,提
供温度和水分条件,创造有利于农作物生长的环境。
三、地热钻探方案的技术挑战
地热钻探虽然具有广阔的应用前景,但也面临一些技术挑战,主要
包括以下几个方面:
1. 钻井技术:地热钻探需要穿越地下各种不同的地层,需要掌握复
地热井钻完井技术
三、地热井钻完井技术
提纲
一、前言 二、地热井与热采井完井方式的不同 三、地热井钻完井技术 四、地热井试采技术 五、地热井利用技术 六、结束语
井下作业公司
四、地热井试采技术
筛管顶部注水泥完井工艺流程
井下作业公司
四、地热井试采技术
1、研制了地热井悬挂器、止水伞、滤水筛管等完井工具,优选出抽水 泵。
(一)、地热发电
地热发电是地热利用的最重要方式。高温地热流体应首先应用 于发电。 地热发电和火力发电的原理是一样的,都是利用蒸汽的热 能在汽轮机中转变为机械能,然后带动发电机发电。所不同的是, 地热发电不象火力发电那样要装备庞大的锅炉,也不需要消耗燃料, 它所用的能源就是地热能。
五、地热利用技术
地热发电相关专利技术推介: 利用地热能发电的方法及装置 该技术利用成熟技术集成;采用优选的专利低沸相变工质系列 材料,它可以确保能够利用30摄氏度以上的热源吸收;自动抽热, 井下的地热能,可以自动的以2-30/s的速度抽送到地面,不需另外 用泵抽送。随着应用范围的扩大,效用辐射面扩大,必定产生良好 经济效益。可应用于钢铁冶金等加热工产业向电冶、电热转变。煤、 油、气产业由能源产业向化工原料产业转变。远程输电供电向就地 近距供电变等,市场前景良好。
一、 前
言
目前,国内很多专业公司都在研究地热资源的高效利用。 我们通过对“不同区域、不同地层、不同岩性”的完井方式研 究,制定出适合该区域地层特点的完井方式,提高“水温、水 量、完井质量”,使地热资源得到充分利用。防止由于热能损 失较大导致地热井不能充分利用甚至报废。
秦皇岛市昌黎县地热井在钻探施工与成井工艺上的技术措施
秦皇岛市昌黎县地热井在钻探施工与成井工
艺上的技术措施
秦皇岛市昌黎县地热资源丰富,一直以来备受关注。为了更好
地利用这一资源,昌黎县进行了一系列地热井建设。在地热井的
钻探施工与成井工艺上,施工方采取了一系列技术措施来确保工
程质量和安全。下面我们将从以下几个方面来介绍这些技术措施。
一、井斜率控制
在地热井的钻探过程中,施工方需要控制井深和井斜率。这对
地热井的成井质量至关重要。为了确保井斜率的控制精度,施工
方采用了新型导向技术,结合定向钻机,通过对定位进行优化,
准确控制井口位置,降低井斜造成的错位和偏差,提高钻探的精
度和效率。
二、泥浆配方优化
在钻井过程中,泥浆是起到冷却、润滑、控制固层压裂和稳定
井壁等一系列重要作用的重要材料。对泥浆的配方进行优化,可
以在一定程度上降低井壁塌陷的风险,保证井斜率的控制。针对
不同地层和环境条件,施工方将泥浆的密度、黏度、PH值等关键参数进行优化调整,确保在施工过程中泥浆能够最佳适应不同昌黎县地质气象条件,从而保证钻井顺利进行。
三、缩短钻井时间
钻探井的时间长度是影响成本,本钱的一个重要因素。为了缩短钻井时间,施工方采用新型定向钻机和先进的操作技术,提高了钻速和钻头的使用效率,大大缩短了钻井周期,降低了成本。
四、井筒封堵
地热井成井后,井筒封堵是非常重要的一个环节。封堵不仅可以保证井道的完整性,也可以避免地下水混入和高温水蒸汽渗透到地下水层。在封堵过程中,施工方采用防水、隔氧、耐高温的橡胶管封堵材料,保证封堵质量和工期安全。
总之,昌黎县地热资源开发面临巨大的挑战与机遇。施工方为了确保工程质量和安全,在地热井建设中采取了一系列精细的技
地热钻探方案
地热钻探方案
引言
地热能作为可再生能源的一种,受到越来越多人的关注和重视。地
热钻探作为获取地热能的重要手段之一,在实际应用中具有广泛的应
用前景。本文将介绍地热钻探方案的基本原理、操作流程和关键技术,旨在为从事或对地热钻探感兴趣的读者提供有益的指导和参考。
1. 地热钻探的基本原理
地热钻探是一种通过钻探井口进入地下层进行勘探和开采地热能的
方法。其基本原理如下:
•整体方案设计: 根据地热能的分布情况、所需开采热能的规模等因素,确定地热钻探的整体方案设计,包括钻井深度、钻井方法、孔径等。方案设计需兼顾经济性、技术可行性和环境可接受性。
•钻探井的建立: 根据方案设计,选择合适的钻探设备和井斜孔与直井的布置方式。利用钻机进行钻探井的建立,以达到预定的钻井深度。
•钻井液的使用: 钻井液在地热钻探中起着冷却钻头、减小摩阻、稳定井壁等重要作用。根据具体情况,选择适当的钻井液组成和使用方式。
•地层结构的分析: 利用岩心、岩石碎屑样品等钻探井所采集的地层信息,进行地层结构的分析,包括地热能富集层及其周围地层的性质、厚度等。根据分析结果,调整钻井方案和后续工作。
•热能开采与利用: 钻井完成后,可以通过地热井从地下提取热能。地热井的设计和后续的建设与维护工作是确保热能有效开采和利用的关键。
2. 地热钻探的操作流程
地热钻探的操作流程一般包括以下步骤:
步骤1:方案设计与准备
在进行地热钻探之前,需要进行方案设计与准备工作。包括确定钻
探井的位置、深度和孔径,选择合适的钻井设备和钻井液等,制定施
工计划。
步骤2:钻探井的建立
地热井施工工艺和方法
地热井施工工艺和方法
地热井是一种通过地下钻探和井施工技术来利用地热能的设施。下面将介绍地热井施工的一般工艺和方法。
1. 前期准备工作
在地热井施工之前,需要进行以下准备工作:
- 地质勘探:根据地质勘探结果,选择合适的地热井施工位置。
- 地质勘测:对施工区域的地质情况进行详细勘测,了解地下
地质层和地热资源分布情况。
- 方案设计:制定详细的施工方案,包括井口位置、井深、钻
探方式、钻具选择等。
2. 钻孔施工
地热井的钻孔施工包括以下步骤:
- 选择钻探方式:根据地下地质情况和施工需求,选择合适的
钻探方式,包括直井钻探、水平井钻探、斜井钻探等。
- 选择钻具:根据井孔直径和施工深度,选择合适的钻具和配
套设备。
- 钻孔施工:根据设计方案,使用钻具进行地下钻探。根据需要,可以采用循环泥浆钻探、冲击钻探或者旋转钻探等方式。
3. 井施工
地热井的井施工包括以下步骤:
- 钻孔完井:在钻孔施工完成后,进行钻孔完井,包括井壁套管、固井和封堵等工作。
- 测井测试:进行测井测试,测试不同地质层的物理性质和温
度分布等。
- 安装热交换设备:根据设计方案,安装地热井热交换设备。
- 井口加固保护:对地热井井口进行加固保护,包括井口护壁、安全栏杆等。
4. 井口设施建设
- 配套设施建设:根据实际需要,建设地热井周边的配套设施,包括供电线路、热网管道等。
- 环境保护:进行环境保护措施,防止地热井施工对周围环境
造成污染。
地热井施工工艺和方法是一个复杂的过程,需要专业的技术和严格的操作。在实施地热井施工时,应遵守相关法律法规和环境保护要求,确保施工安全和环境友好。
地源热泵钻井流程
地源热泵钻井流程
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地热井原理
地热井原理
地热是能源的一种利用方式,地热的应用技术是从地下深处抽取地温二氧化碳
或热水,以建立一个热循环系统,然后来提供供暖和娱乐用途的能源。深注入钻井是地热应用技术中最重要的,其中地热井原理是深注入钻井的基础。
地热井是地热系统的重要组成部分,其作用是使将低温地热能源注入热水循环
系统,以获得暖气和节能供暖等目的。一般来说,地热井是一种深钻管,其深度一般在100米以上,以获取更深层次的地热能源。它的建设过程分为裸探、探井、钻孔和安装管道等步骤,以及随后的测试和评估步骤。地热井有一系列工程技术指标,包括温度允许范围,说明适宜的热源能源深度;有效抽取井深,可用于抽出低温的地热能源;地热井距离,说明所需的钻井量;热源井的孔径大小,说明可使用的地热量以及井壁结构强度等。
深注入钻井是地热应用技术的基础,其优点在于节省能源,功耗低,并且经济
环保、无污染等。地热井通过钻取深层地下热能,能实现高温带供暖,而在其他低温地区,则可实现低温地区供暖,同时节省成本。地热井应用技术也广泛应用于传统的采暖系统,按有条件的安装替代传统的燃煤等。地热井的建设具有重要的社会效益,促进了经济的发展,同时改善了政务民生,给老百姓带来温暖。
苏州地源热泵钻井施工方案
苏州地源热泵钻井施工方案
1. 引言
地源热泵是一种利用地下热能的高效环保的取暖和制冷系统。苏州地区具备较好的地下水资源和地下热能,因此地源热泵在该地区有广泛应用的潜力。为了实施地源热泵系统,钻井施工是非常关键的一步。本文将介绍苏州地源热泵钻井施工的方案。
2. 钻井地点选择
在进行钻井施工前,需要对钻井地点进行选择。地源热泵钻井的基本要求是地下蓄水层丰富、水质不污染、水位相对稳定。根据苏州地区的地质和水文条件,选择具备以下特点的地点进行钻井施工:
•地下蓄水层丰富:选择地下蓄水层丰富且含水层厚度较大的地点进行钻井,以保证钻井后的热交换效果。
•喷气灰中低孔隙水含量:选择喷气灰中水含量较低的地点进行钻井,以防止井眼塌方和井筒砂垮。
3. 钻井工艺流程
3.1 前期准备工作
在进行钻井施工前,需要进行一系列的前期准备工作,包括:•确定施工地点并进行勘察,确定钻井井位。
•租赁或购置钻机、钢管和其他相关设备。
•制定施工方案,明确工艺流程和安全措施。
3.2 钻井井眼处理
在井位确定后,需要对钻井井眼进行处理,包括:
•进行清淤处理,清除井眼中的泥沙杂物。
•进行井眼固井处理,确保井眼的稳定性和密封性。
3.3 钻进施工
钻进施工是钻井的核心环节,包括以下步骤:
•安装钻机和相应的钻杆。
•开始钻进,同时进行循环冲洗,保持井眼的清洁。
•钻至目标井深后,进行井眼修整和巩固。
3.4 钻井井筒水泥固井
在钻进施工结束后,需要进行井筒水泥固井工艺,以加固井筒和保证钻井井眼的密封性。
3.5 完井与测试
钻井工艺完成后,进行完井和测试,包括:
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地热钻井技术
作者:发布时间:2006-05-2200:00:00 来源:
地热钻井技术的发展
1、井身结构及套管结构:
70-80年代井身结构多为:153/8″+81/2″,相应套管结构为103/4″(表层)
+51/2″(技套和采水套管)组合。
90年代中期至今,随着单井的热储层埋深、岩性、构造等的差异和石油钻井先进技术不断与地热钻井的融合,井身结构也由单一变为因井而宜,多样化并存。常选用的有:
A.井身结构:171/2″(表层)+121/4″(置泵段)+81/2″(技套+采水段)
套管结构:133/8″(表套)+103/4″(置泵管)+51/2″(技套+滤水管)
典型井为1994年所完成的“陕西省邮电管理局地热井”。
B.井身结构:171/2″(表层)+121/4″(置泵段)+95/8″(技套+采水段)
套管结构:133/8″(表套)+103/4″(置泵管)+7″(技套+滤水管)典型井有1997年所完成的西安市“中国通信建设第二工程局地热井”,1998年完成的渭南华阴市“中国兵器工业零五一基地地热井”等。值得说明的是,当时地热市场上采用A、B两种结构在施中均是分段钻开,分段下套管,最后将技套和滤水管串插入置泵管并重叠一段,用水泥强行自上往下挤入重叠段连接、封固的方法,其弊端有:
①.滤水管需插入井底,从而其对位率受制于井底沉砂之多少,难以保证;
②.挤水泥固井时水泥浆的压差会加剧水层部位泥浆对水层的污染;
③.固井候凝延长了水层部位泥浆静置时间,增加了洗井难度。针对以上弊端,在施工过程中采用了一次连续钻开置泵段和全部采水段,然后将置泵段与采水套管用自行设计的变径装置连接,完钻后一次下入井内的工艺,有效地解决了上述问题,钻成了一批高质量地热井,也使该种工艺成为后来钻凿孔隙型地热中—深井的各家首选方案。
C.井身结构:171/2″(表层+置泵段)+95/8″(技套+采水段)
套管结构:133/8″(表套和置泵管一体)+7″(技套和滤水管)
该方案是基于地热深井泵泵体,功率不断增大而改型的,在实施过程中,置泵管与水层套管之间三普自行设计了套管悬挂装置和软金属密封装置,有效地避免了前述I、H普通方案中的问题,该方案在完成的“陕西省省委地热井”中取得了巨大成功。
D.井身结构:171/2″(表层)/121/4″(置泵段)+95/8″(技套段)+81/2″(采水段)
套管结构:133/8″(表套)/103/4″(置泵室)+7″(技套)+81/2″(裸眼采水段)该方案用于基岩采水层地热井,典型利用为西安市临潼区“骊山微电子公司地热井”。2001年后在北京施工的地热井也多采用类似方案。
2、钻井工艺
占领地热市场开发市场优势在于将石油钻井中先进、成熟的工艺与相关水文、地热施工进行了有机地结合。充分利用现有设备,优选钻头和机械参数,积极推广和采用近喷射钻井,大大提高了钻井效率,缩短了建井周期。1994年西安地热市场主要由水文钻机占领,钻井速度慢,风险大,半年一口井,台月效率不足500米,而石油钻机创造了17天完成2013米,28天完成全部测试工作的记录,台月效率提高到3300多
米,机械钻速提高到8-10m/h。从工程质量到成井水温、水量指标均远超合同指标。
2)引进科学的泥浆工艺
在地热开发中,一进入既摒弃水井市场通行的“坂土+碱”原始分散型泥浆,针对不同地层采用科学的泥浆配方,引进近平衡钻井和完井液概念,有目的使用了细分散、不分散低固相聚合物泥浆、抗高温泥浆,在目的层尽量降低泥浆比重,达近平衡钻进。
1998年华阴施工的“零五一”地热井中,吸取邻井由于地层污染导致废井的教训,在钻遇目的层及完井过程中,坚持使用低固相、低密度不分散聚合物钻井和完井液,
确保了施工顺利和水层保护,使该井成为所在工区第一口高温高产地热井。
1999年随着地热井的不断加深,井底温度急剧增高,在施工陕西省委地热井中出现了泥浆在井底高温高压下变质、变性的问题,在紧接着施工的“中国兵器工业二0
六研究所地热井”中,到3000米以下目的层井段,及时更换了抗高温泥浆,在完钻后泥浆井内静置4天以上时间情况下,性能并无重大变化,确保了3400米套管不到24
小时全部顺利入井。
3.完井工艺
70-0年代,由于非专业从事地热钻探,所发现地热井均沿用水井完井方式,水层采用笼式过滤管入井后投填砾料,止水采用投泥球封隔止水的古老方式。
90年经过对水井完井工艺的研究,结合石油完井工艺,针对不同水层采用:包网缠丝滤水管、不包网缠丝滤水管完井(大多数孔隙型地热井)、裸眼完井(基岩、裂隙-溶洞
型热储,如骊山微电子公司地热井”北京白云岩裂隙—溶洞型热储)、滤水管+射孔等
完井方式,均获得了理想的产量。止水方式完善了传统止水装置,改进为海带加伞状
橡胶加金属托盘的混合止水器,针对地热井多为大段混合开采的特点,在单个水层顶
部又增加了伞状防塌装置,确保了每个水层的畅通和寿命。
4.洗井工艺
原始的水井洗井就是反复抽吸。在地热洗井中逐步引入高压喷射冲洗,活塞抽吸
(如省邮电局地热井),压风机气举洗井(陕西省185煤田地质队地热井),二氧化碳气
举、酸化(北京地热井),高能气体压裂(二零六地热井),这些方法针对不同井场产生
了良好的效果。
地热是一种清洁、环保的绿色能源,我国地热资源储量丰富,从国家和世界范围
分析,地热有望成为绿色能源的生力军。我国经济发达地区如北京、天津地热已被广
泛开发、利用,已开始将资源优势转化为产业优势。地热钻井技术通过不断研究、
探索,特别是在安全钻井、水层保护、完井方式、洗井作业、随钻分析、判断等方面
加强研究和改进,逐步完善成系统化、多样化,能适应不同地质条件的钻井技术方法
和工艺技术,利用石油钻探技术优势开发地热开发资源,地热钻井必将成为未来能源
一大支柱产业。
武清地热井回灌取得重大突破
2013-01-0515:15:40来源:中国国土资源报作者:吴梅王平日前,从天津市武清区地热回灌现场传来捷报,武清区天和林溪小区地热井回灌
试验工作取得重大突破,单井最大回灌量每小时达到120立方米,回灌率接近百分之百,实现了天津市北部区域冀中凹陷构造区地热回灌的历史性突破,改写了武清区单井开
采的历史。