高温地热高效开发钻井关键技术.pdf

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1、爿弓)奄弟4且月地质与勘探Vo1．52NO．42016年7月GEOL0GYANDEXPL0RAT10NJuly，2016高温地热高效开发钻井关键技术光新军，王敏生(1．中国地质大学(北京)，北京100083；2．中国石化石油工程技术研究院，北京100101)[摘要]地热能是来自地球深部的热能，是一种清洁、低碳、环保的可再生资源，高效开发地热资源对调整我国能源结构具有重要意义。目前高温地热开发的钻井技术都是采用油气开发的技术，由于高温地热储层的特殊性质，使得常规油气钻井技术作业效率低，成本较高。针对目前高温地热资源开发的工程需求，介绍了高温地热储层的

2、类型，分析了高温地热储层特性和高效开发的钻井关键技术，包括高效破岩技术，防漏堵漏技术、抗高温井下工具和仪器、抗高温钻井液、抗高温水泥浆和高效低成本钻井技术，并对未来高温地热高效开发的钻井技术攻关方向提出了建议。[关键词]高温地热钻井破岩效率漏失低成本[中图分类号]TE242[文献标志码]A[文章编号]0495—5331(2016)04—0718—07GuangXin-jun，WangMin-sheng．Keydrillingtechnologiesforeficientdevelopmentofhigh-tempera-turegeothermal

3、resources[J]．GeologyandExploration，2016，52(4)：0718一o724．国际上把温度超过150％的地热资源称为高1高温地热资源的类型温地热资源。目前高温地热资源主要用来发电，在开发方式上，地热与常规油气有诸多相似之处。地热开发主要分为高温利用和中低温利用两大但由于地热储层的岩性、埋深、温度等特殊性质，类。地层温度高于150cC以上为高温地热，90cc～相比于油气钻井，地热钻井条件更为苛刻，使得高l50℃为中温地热，低于90℃为低温地热。高温地热温地热开发的钻井成本较高。井深相同的情况资源最佳利用途径是发电，中

4、温地热适用于工业利用下，高温地热钻井成本是常规油气钻井成本的2—和发电，低温地热通常作为热水或热源直接利用。高5倍，甚至更多。对于热液型高温地热系统，钻井温地热按工程划分，可分为热液型地热系统和增强型成本占整个发电投资的30％～50％。对于增强型(或工程型)地热系统(EGS)，如表1所示。高温地热系统，钻井成本超过50％(Pierceeta1．，热液型地热是地热资源的一种特殊形式，表现1993；Thorhallssoneta1．，2011；Dumaseta1．，为高温、高渗透和含大量水或蒸汽的岩层，通常分布2012)。为了高效利用高温地热资源，需要

5、提高钻于相对较浅的地层中。只需要利用高温电潜泵就能井作业效率，降低作业成本。国外在高温地热钻通过大直径生产井开采超热水和超热蒸汽，开采的井方面做了大量丁作，形成了相应的配套技术。超热水或超热蒸汽驱动涡轮发电系统进行发电。全我国对高温地热的开发还处于前期阶段，相关配世界这类储层相对较少，主要分布于构造板块活跃套技术还没有形成体系。笔者在介绍高温地热资区和板块内部靠近板块边界部位。我国这类地层相源类型的基础上，分析了高温地热的储层特性和对较少，主要在藏南、川西和滇西等地和处于板块内部靠近板块边界的东部沿海。高效开发的钻井关键技术。结合目前油气钻井技术的

6、现状，对高温地热开发的钻井技术攻关提出增强型地热是指地层埋藏较深且温度较高，但是含水量不足或渗透率不高的地热资源，需要经过了建议，以期对我国高温地热资源的高效开发和水力压裂或地面注水等作业后才能开采。美国最早利用有所裨益。认为深层结晶热岩体中没有流体存在，称其为干热[收稿日期】2016—03—23；【修订日期]2016—07—21；[责任编辑]陈伟军。[基金项目]中国石化科技攻关项目“石油工程技术装备发展趋势与战略对策”(编号：P15163)资助。[第一作者]光新军(1986年一)，男，工程师，现主要从事钻井前瞻技术及石油工程规划方面的研究工作。E

7、-mail：guangxinjun@126CONI。718第4期光新军等：高温地热高效开发钻井关键技术岩(Hotdryrock)。后来在日本肘折地区发现深部2009；王晓星等，2012；Gerard，2013)。这类资源主热岩体中存在构造裂缝，裂缝中含有少量水，称其为要分布在大型沉积盆地中，目前还没有商业开发，可湿热岩(Hotwetrock)。目前美国将这些地热资源能成为未来的地热开采资源。统称为增强型(或工程型)地热系统(Craigeta1．，表1高温地热资源按工程分类Table1Engineering—basedclassificationof

8、hightemperaturegeothermalresources资源，早期曾尝试利用这些浅层高温地热进行发2高温地热储