WR2号地热井施工工艺技术.pdf

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1、镑他鹭第3O卷第2期GEOLOGYOFSHAANXI文章编号：1001---6996(2012)02083__o5WR2号地热井施工工艺技术张斌(陕西工程勘察研究院，西安710068)摘要：陕西渭南火车北站南部wrt2号地热井的温度、压力和流量较以往陕西已成地热井相比，均创造了新高。该井采用三开结构，首次在地热井上采用双级注水泥法对水层套管上部进行了固井，其施工工艺、成井的关键环节都具有一定的典型性。关键词：地热井；WR2号；一施工；双级注水泥中图分类号：TE249文献标识码：BWR2号地热井位于渭南火车北站南2km处，井深3806．5m。该井于2010年7月5日采用4

2、4．5n'lln牙轮钻头一开，于同年8月1日钻进至井深3806．50m完钻。取水段：2300．0～3786．6m，关井井口压力3．1Mpa，在余压0．31MPa情况下自流量278m／h，井口温度123℃。水质分析结果表明，该地热水水化学类型为硫酸、氯、重碳酸钠型水(SO、C1、HCO3一Na)，总矿化度5274．3mg／l，其中氟、碘、硼、硅、砷含量达到命名矿水浓度，是优质的热矿水，具有较高的医疗价值。wR2号地热井的建成，不仅探明了地下热水等情况，而且对渭南市区勘查、开发深部热储具有非常重要的指导意义。该地热井施工中采取的技术手段对在具有相同或相近环境区开展工作具有指

3、导意义，现叙述如下。1地质特征及工程设计概况WR2号地热井位于关中盆地东部固市凹陷南部陡坡低断阶带上，自上而下钻遇有第四系秦JII群、三门组，第三系张家坡组、蓝田一灞河组和高陵群地层，取用第三系热储层中砂岩孔隙裂隙地下热水。该井目的层段为蓝田一灞河组热储层和上第三系高陵群热储层为主要目的层段，设计混合开采蓝田一灞河组热储层和上第三系高陵群热储层地下热水。井深为3806．50m，采用三开结构，其中0—60m，井径为444．5mm，下人339．7n'lln石油用无缝套管；60～2000m，井径311．1mm，下人244．5mm石油用无缝套管至地面，管外环状间隙采用水泥封固；

4、2000m至3806．50m，井径为215．9mm，下人西139．7mm石收稿日期：2o12—1O一15作者简介：张斌，男，26岁，助理工程师，2008年毕业于中国地质大学(武汉)，从事地热资源勘查工作。陕西地质第3O卷油用无缝套管至~1970m；其中中244．5mm无缝套管与139．7mm无缝套管采用穿袖联结。取水层段：2O00m~3806．50m(混合开采蓝里_灞河组与高陵群热储层)。设计出水量：大于100m3~／h。设计井口出水温度：大于l10cc。2施工设备钻机选用RT40／2250DR塔式钻机，最大钻深能力可达4000m，气动控制，动力设备配备PZ12V一19

5、0B柴油机三台；绞车采用带式刹车，配FDWS40型电磁刹车；泥浆泵采用F一1600和3NB一1300各一台；因地热井井下温度较高，对泥浆性能和泥浆净化要求也高，故采用三级固控系统。首先采用两台2ZYS振动筛除去泥浆中的岩屑，在泥浆坑中沉淀后再吸到泥浆罐内，再使用ZCS250除砂器除去泥浆中较小颗粒的沙子，最后采用LW450—842N离心机除去更小颗粒，达到净化泥浆的目的。3钻井工艺3．1一开井段1一开钻具组合：方钻杆+7in钻铤+17÷in三牙轮钻头二钻进参数：转速60r／min，钻压10—30kN，排量28—32l／，s，泵压1—3MPa。0—60m为第四系松软地层，

6、采用大泵量，小钻压吊打钻进工艺确保井眼打直，并下入339．7mm石油无缝钢管作为表层套管(泵室段)，管外环空全部用水泥封固。3．2二开井段二开井段分别采用三牙轮钻头和PDC钻头。3．2．160—1220m井段1钻具组合：方钻杆+5in钻杆+6÷in(3根)+7in(12根)十三牙轮钻头。叶钻进参数：转速60～120r／min，钻压120—140kN，排量30—351／s，泵压5～7MPao采用三牙轮铣齿钻头钻进至井深1300In，此段地层多为未成岩的粘土和沙土互层，疏松，地层容易钻进，钻时较快。3．2．21220in～2000ITI井段1’，钻具组合：方钻杆+5in钻杆

7、+6寺in钻铤(7根)+7in无磁钻铤(3根)+7亍in螺1杆+12~-inPDC钻头。钻进参数：转速60r／min，钻压5O～7OkN，排量30—38L／s，泵压7—9MPa。采用了螺杆钻具+PDC钻头钻进，地层较疏松，一钻时较快；钻进至后期，因返出岩屑第2期张斌：WR2号地热井施工工艺技术85颗粒较大，泵量较小，岩屑不能及时清理井底，钻时变慢，调整泥浆泵排量，钻时变快。3．3三开井段2000m一3806,50m井段11钻具组合：方钻杆+5in钻杆+6÷叶in钻铤(7根)+6÷叶in螺杆+8~inPDC钻头。钻进参数：转速60r／min