腾冲火山地热构造带空气钻探试验研究.pdf

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1、第49卷第3期地质与勘探Vo1．49No．32013年5月GE0L0GYANDEXPL0RAT10NMay，2013腾冲火山地热构造带空气钻探试验研究吴烨，卢予北，陈莹(1．中国地质大学(武汉)，湖北武汉430074；2．河南工程学院，河南郑州451191；3．河南省深部探矿S-程技术研究中心，河南郑州450053；4．河南省地热能开发利用有限公司，河南郑州I450053)[摘要]腾冲火山地热构造带地层破碎、漏失、缺水严重，传统的钻井液循环体系建立需要大量工程用水。为此，钻探成本和效率将是突出问题。针对项目区地层和环境条件，结合“云南腾冲火山

2、地热构造带科学钻探工程”项目，在上部由气孔状玄武岩、火山灰、致密玄武安山岩交替互层的复杂地层中进行了空气钻探试验。当无法建立循环体系时，采用“空气顶漏”钻进工艺，可以实现空气正循环取心钻探和大口径空气潜孔锤扩孔钻进，并且岩心采取率和质量得以保证。与其它方法相比可以解决无水地区的钻探问题，同时，具有效率高、成本低、钻孔质量好等特点。[关键词]火山地热构造带缺水空气钻探破碎漏失顶漏钻探[中图分类号]P634．5[文献标识码]A[文章编号]0495—5331(2013)03—0528—6WuYe，LuYu-bei，ChenYing．Research

3、ontheairdrillingtestintheTengchongvolcano-geo-thermal-tectoniczone[J]．GeologyandExploration，2013，49(3)：0528—0533．云南腾冲新生代火山68座，温泉139处，也是次年4月为干季，此时气候干燥多风，气温在一2～西南著名的地震活动区。它集大型走滑构造、岩浆20℃问变化。工作区无水，且地下水位埋藏较深，达活动、地热和大型有色金属成矿作用于一体，是实施140m。科学钻探的首选地区之一；课题组拟通过一眼该地区地层主要为火山喷发堆积为主，0～200

4、0m钻探试验，为高热异常区进行钻探工作提供600m主要由第四系气孔状玄武岩、安山岩、火山灰、各种地质地球物理参数，论证该区进行深孔科学钻砂层和黏土粉砂地层组成；600m以深主要由新近探的必要性和可行性，研究该区新生代火山作用和系、三叠系、二叠系侏罗系组成。所以，对于钻探工构造活动关系，了解大型走滑构造与岩浆活动和成程来讲，其地层特点是：在上部第四系地层最为复矿作用背景，为矿产资源开发和地方经济科学发展杂，其软硬互层频繁、漏失严重，且孑L内建立循环体提供依据。系困难、孔壁坍塌掉块，在国内钻探领域复杂情况集于一个钻孑L实属罕见。图l～2为地面出露

5、地层和l项目区自然地理概况和地层特点钻孑L内井壁情况。钻孔位于高黎贡山西腾冲地块马站盆地内，腾2钻孔结构设计与钻探方法选择冲县马站乡火山地热国家地质公园内黑空山火山与城子楼火山之间，海拔1860m。工作区气候具有明2．1钻孔结构设计显的低纬度山地西部季风型特点，垂直差异大。腾结合地层复杂情况和终孔口径要求，一开设计冲县城年平均气温15．O℃，最高气温21．5℃，最低口径0400mm，二开设计口径0300mm，三开设计口气温10．0CC，平均降雨量1489．1mm，平均相对湿度径O216mm，四开设计口径~152mm。其套管程序78％。干湿两季

6、明显，每年5月至10月为雨季，此为：一开0325X8ram、二开0244．5X10．3IIln'l、三开时潮湿多雨，雨量充沛，占全年降雨的87％，11月至177．8X8．05mm、四开裸孔。[收稿日期]2012—12—23．[修订日期]2013—03—15；[责任编辑]郝情情。[基金项目]国家科技专项“深部探测技术与实验”SinoProbe一05“大陆科学钻探选址与钻探实验”资助。[第一作者]吴烨(1968年一)，女，中国地质大学(武汉)在读博士，副教授，主要从事地质工程、环境地质研究上孑教学、E-mail：babyluyuan@163．co

7、rn。528第3期吴烨等：腾冲火山地热构造带空气钻探试验研究nologyforultra—deepwell[J]．ActaGeologicaSinica，84(6)：887—取样技术[J]．地质与勘探，39(2)：91—94894(inChinesewithEnglishabstract)卢春华，鄢泰宁，H_r．叶戈罗夫，蒋国盛，吴翔．2006．节水钻探新技ZhangWei．2012．Reviewofcoredrillingtechnologiesusedincontinen—术及球体冲击器研究[J]．地质与勘探，42(2)：93—96tal

8、scientificdeepdrillingprojects[J]．ExplorationEngineering卢予北．2011．空气潜孔锤在云南红层中快速钻井工艺