陕西关中地区深层地热井成井工艺探讨

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1、2010年第5期GE0THERMALENERGY陕西关中地区深层地热井成井工艺探讨闺小利，郑树楼，王振福(陕西省地矿局，陕西西安710054)摘要：陕西关中地区是我国地热开发较早的地区之一，经过长期实践形成了一套适合本地区实际的地热井成井_丁艺。本文主要就该地区深层地热井成井工艺的传统做法进行论述，对现存的问题提出一些改进的建议，希望能对今后陕西关中地区深层地热井的施工及成井有参考作用。关键词：深层地热井；成井工艺；陕西关中地区0引言选用小口径钻完泵室段，经测斜钻孔垂直度陕西关中地区的地热井大体可分为浅层地热符合要求后，再用导向钻具扩孔。井和深层地热井2种类型，两种地热井的施工

2、方(4)精心操作法及成井工艺有所不同。浅层地热井大都分布在开孔时钻具重心高，应采用慢转吊打，确保断裂构造带上部的温泉附近，开采第四系及老基开孑L正。孔深在100m之内采用轻压并控制进尺岩风化壳中的热储，其成井工艺与凉水井成井工速度。正常钻进时压力均匀，严禁盲目加大压艺大致相同。深层地热井分布范围广，一般分布力。应定期检查转盘的水平度，注意观察加钻杆在断裂构造带附近，多开采第三系及其以下热及提下钻时钻杆是否偏出转盘中心。储；目前深层地热井成井工艺均采用二级结构，1．2防埋卡钻措施设计两次下管成井方案；泵室段长度约450m，f1)合理使用泥浆孔径445mm，管径340mm，管外全段

3、固井；下应根据预计钻遇的地层配制泥浆，在钻进过部孔径241mm，管径178mm；在大小管连接程中根据实际钻遇地层及时调整泥浆的性能指处、开采段顶部及热储段之间进行永久止水。标，保证孔壁稳定及孔内干净。f2)注意观察泥浆消耗量1钻进及下管的保证措施钻遇断裂带时要特别注意，如发现泥浆消耗1．1防止孔斜措施量大增时应将钻具提至安全孔段循环冲返，同时(1)合理选择钻机类型并保证安装质量进行泥浆性能指标调整或采用堵漏措施，直至漏根据设计孔深及地层情况，本着经济合理、失量正常后方可钻进。能力有余的原则选择钻机类型及配套设备。设备(3)注意扫孔及拉孔壁安装时做到坚实稳固，确保天车、转盘、钻孔

4、三正常情况下每钻完一根单根应进行一次扫心处同一垂线。孔，如遇缩径地层应反复扫孔，直至提下钻无阻f2)合理组合钻具时方可；定期提钻检查是否有缩径孔段。采用塔式组合钻具，并保证钻具的垂直度和1．3下管保证措施同心度。(1)充分做好下管前的准备工作f3)小钻机施工，泵室段应采用二次钻进成孔对所有入井管材及附件进行检查、试装、排法序。对提升设备及工具进行检修，确保灵活可·18·地热能2010．No．5靠。认真通井、调浆冲返，泵室段用粗径管状钻h，然后打开管口封闭，提起钻杆即可。具修孔，确保孔壁稳定、圆滑畅通及孔内干净。为防止挂坏过滤管，在过滤管外间隔50133加一3止水粗刚性扶正；孔底

5、预留足够长度的砂袋。3．1大小管连接部位止水方法及存在问题f2)下管作业精心操作，岗位分工明确、各负3．1．1挂接软金属丝坐封止水法其责、统一指挥，确保下管作业安全、连续、顺在小径管顶部设一外带软金属的挂接内套，利当用钻杆通过甩管接头将小径管送至孔内预定挂接内套旋流板钢丝喇叭位置时，内管与泵室管下2固井部的外套进行挂接软金属坐封止水。2．1常用的固井法目前，地热井施工单位大都采用管口内注管外返固井法，即用一变径接头将泵室管口与地面固井管路连接，固井时水泥由管口进人管内，挤压管内泥浆下行并从管底排至管外上返。水泥注完后再注入略小于泵室管及地面管路内容积量的泥浆，将管内水泥压至管外

6、保压，候凝48h。2．2常用固井法存在的问题旋流板(1)水泥在大径泵室管内行程过长，且前后与中273管鞋泥浆发生挤压替代作用，难免混入大量混浆，影钢丝响水泥固结的质量。喇叭¨f2)泵室段较长且直径过大，固井水泥用量大，而目前所用固井设备泵量相对偏小，固井时图1泵室管底水泥流速较低、作业时间较长，容易形成线流造由于该止水法的操作简单且成本较低，因此成偏固。目前广为采用。但笔者认为该种止水效果不可(3)泵室管内容积较大，水泥注完后注入替代靠。因为泵室管口上窜，事实证明管柱受热伸长的泥浆量过大，难以准确控制。如果注入泥浆量上窜后难以下沉到原来的位置。地热井建成后，不足，管内预留水泥塞

7、过高，不仅浪费水泥，而管柱下部及中间止水部位必然被泥砂埋没卡死，且增大扫塞的工作量；如果注入泥浆过量，造成而上部相当长度仍处于环空状态。因此，抽水时管底空固，将直接影响固井质量，而且在二开钻管柱受热伸长必然向上延伸，坐封止水效果可能进过程中容易发生管底水泥脱环卡钻事故。受到影响。2_3固井方法改进建议3．1．2橡胶止水器止水法建议在340mm泵室管下端设一挂节外套，止水器主体为长3—4m的小径短管，在短外套下接273mm管鞋(图1)。管鞋底唇呈微喇管中部加工螺纹，将橡胶加热流化后固结于螺纹叭