天津地区地热钻井及成井技术

多年来,天津地热钻井技术不断发展。天津市地热井施工最深达4041 m,最高井口温度105 ℃,自流水量300 m3/h。针对天津地区不同热储层的钻井工艺技术进行简要介绍,并总结了一些经验教训。     

天津地区地热钻井中地层漏失分析及堵漏方法选择

天津地区地热钻井中,井漏是常见的现象。按照地层差异,井漏可以分为孔隙型漏失和裂隙、溶洞型漏失两种,孔隙型漏失主要发生在砂岩、砂砾岩中,漏失量小,处理起来比较简单,裂隙、溶洞型漏失漏失量大,堵漏工艺复杂,且不易奏效。本文通过两种地热井漏失的成因分析,分别列举了它们各自的堵漏方法和施工中的注意事项,重点对堵漏难度大的裂隙、溶洞型漏失进行了漏层判定分析和堵漏方法介绍,并通过两项施工实例来加以佐证。此研究对地热钻井中的地层漏失及堵漏工艺有一定的借鉴作用。     

天津地区地源热泵系统应用中的若干问题

介绍了地源热泵的优势,分析了地源热泵在天津的适用性,介绍了地源热泵在天津地区的应用并对其经济性作了分析对比。对天津地区浅层地热勘探的特点及钻孔工程中的相关问题做了介绍,最后介绍了天津地区的水文地质条件,分析了如何解决地源热泵的回灌以及在钻探施工过程中确保不破坏咸淡水层之间的阻水层问题等。     

高温地热钻井的最佳实践

地热开发的关键是地热钻井,高温地热钻井成本高,风险大。2008年,欧盟出版了"增强型地热系统最佳实践手册";2010年,美国桑迪亚国家实验室出版了"地热钻井最佳实践手册"。本文参考这两本手册和世界主要高温地热钻井实践,分析了高温地热钻井的特点及主要潜在问题,介绍了高温地热钻井的成熟钻井技术和一些前瞻性的技术,以及不同地质条件下(火山岩、变质岩和花岗岩)适用的最佳钻井实践,旨在对我国高温地热钻井提供技术参考。     

福州花岗岩区大直径地热深井主要钻井技术

在福州大直径地热深井钻探施工中,使用钻井能力大于600m的大型水文钻机及相关配套设备,选用HA、HJ系列掌背强化金刚石保径、中-高抗压强度镶齿三牙轮钻头,采用 气举反循环钻井工艺,成功施工十余口550～1 200m优质高温大口径地热深井,介绍了其主要钻井技术,对今后深层回灌钻井施工具积极的作用.     

气举反循环钻井技术在超深地热井钻探中的应用

本文通过地热钻井气举反循环施工实例,说明其钻井深度可以达到4000m以下的深度。     

土耳其高温地热钻井关键技术

高温地热资源具有分布广泛、清洁环保的特点,世界各国都在加大高温地热资源的开发利用。土耳其ECOLOG公司Geo2E地热发电项目高温地热钻井实施过程中,针对区块高温地热钻井过程中存在的技术难点,从井身结构设计、钻井提速、抗高温钻井液、安全钻井技术等方面着手,进行相关技术的研究及应用,现场应用效果良好。该地区高温地热钻井成功经验能够为我国高温地热开发钻井施工提供有效借鉴,促进我国高温地热资源的经济高效利用。     

大地电场岩性探测技术在北京地热勘查中的应用

本文简要介绍了大地电场岩性探测技术的原理和方法,通过地热勘查实例着重探讨了大地岩性探测技术在地热勘查热储含水性评价和指导钻井施工中的应用,对岩性探测技术在地热勘查中的有效性进行了评价。     

天津地热井钻探用钻井液

天津地区的地热田多为中低温型，地温梯度为2.5～5℃／100m。目前钻探和开采的深度为2000m以浅。依据天津地区地热地质条件和地热井钻探施工的特点对钻井液有如下要求。     

山东省地矿局在河北霸州打出华北地热第一井

近几年来，山东省地矿局充分发挥地热勘察施工技术优势，大力开拓地热钻井市场，在地热井钻探施工中取得了重大突破。由该局鲁北地质工程勘察院在河北霸州施工的一眼地热井，钻井深度3440m，日出水量3360m^3，出水温度104℃，成为目前华北地区地热第一井。     

雄安牛驼镇地热田岩溶热储层地热深井井身结构优化设计

雄安新区牛驼镇地热田主要储层为岩溶热储型,地层破碎、裂隙发育,钻进时多失返性漏失。以往的开发主要集中于1800m以浅,岩溶热储段长为300-500m,裸眼段较短,钻进施工较简单。为了加强对深部地热资源的探测,满足雄安新区规划建设的需求,开展了深部地热资源调查工作,主要目的层为雾迷山组和高于庄组,其存在的难点主要有岩溶热储层裸眼段长、地层破碎、长段漏失、上部地层稳定性差等。本文根据深部热储勘探井施工过程中钻遇问题及难点分析,对岩溶热储层深井钻进关键技术进行总结,提出了优化建议,具有一定的参考意义。     

天津东丽湖CGSD-01井取心问题及技术探索

天津东丽湖CGSD-01井位于天津潘庄凸起构造区,该井设计井深4000 m,完钻井深4051.68 m,该井的主要目的之一是通过分段取心钻进获取各地层的地质资料。本文主要介绍了通过尝试不同的取心钻具与钻进方法的组合,探索出一种高效的取心钻进方案,成功地解决了三开雾迷山组复杂地层岩心采取率低的难题,并高质量地达到了取心要求。通过对各技术方案的取心对比分析,总结了地热深井取心钻进的关键技术,以期对后续的钻探取心提供技术上的借鉴和指导。     

贵州省复杂地层地热深井钻探工艺

贵州省地矿局组织实施了“贵州省地热深井钻探技术攻关”项目,研究了喀斯特地区复杂地层情况下地热深井钻探中螺杆钻井工艺和空气钻井工艺的适应性,攻克了两种工艺在该地区应用受地层特性限制的相关技术难题。螺杆马达平均寿命达到200小时以上,螺杆钻井工艺较常规钻井工艺钻进机械钻速提高2～3倍;空气潜孔锤单井应用深度超过1500m,空气潜孔锤钻井工艺较常规钻井工艺机械钻速提高10～29.5倍。同时研究了单井多工艺转换接力钻进技术,以及与上述工艺配套使用的钻井液体系。最终形成了一套适合贵州省地质条件地热深井钻探施工并能显著提高钻井效率和经济效益的组合工艺技术体系。该成果能将1口2000m以上地热深井施工周期由原来的8~12个月缩短至4~6个月,将单井平均施工成本由450万元降低至410万元以下。     

湖南株洲湾塘地区地热勘查定井探讨

基岩山区地热形成必须具备“储、盖、通、源、滞”五大基本要素,以湖南株洲湾塘地区地热成因为例,说明怎样利用地热勘查手段来分析论证株洲湾塘地区地热形成的五大要素,建立热储概念模型,确定地热井位置。为提高地热钻探成井率,在基岩山区钻探施工时,建议使用气举反循环清水钻进工艺。     

低固相高润滑双聚钻井液体系在地热井施工中的应用

在河南省兰考地区地热井施工中,二开井段深度超过1500 m,采用普通膨润土钻井液体系无法满足地热井施工及对含水层保护的要求,且容易造成卡钻事故。为了解决生产实际问题,研究设计了一种地热井施工用低固相高润滑双聚钻井液体系,通过现场4口井中的应用,钻井过程顺利,有效解决了井眼携砂能力不强、泥岩地层井壁不稳定、砂岩地层失水量大、泥皮厚等问题,4口井均未发生任何井下复杂情况和事故,说明该钻井液体系对兰考地区地层的适应性较好,能够满足该地区钻井工程的需要,对兰考地区地热井施工具有很好的指导意义。     

天津CGSD-01地热调查井固井技术

CGSD-01井是天津地区的一口深层水热型地热资源调查井。针对井下漏失、水层活跃、选择性固井及长期耐高温等复杂情况,通过采用抗高温防窜水泥浆体系,优选橄榄型水泥伞,应用筛管顶部尾管注水泥和正注反挤固井工艺,综合形成一套适合该井的固井技术。通过现场应用,固井过程中未发生漏失及水窜,隔层封固可靠,为该地区深层地热井固井提供了示范。     

深井钻机柴改电升级改造及其应用

针对柴油机驱动存在的可靠性低、钻井成本高、环境污染大等问题,提出将传统的柴油机驱动钻机改造为电驱动钻机的节能环保升级改造方案。直接利用工业电网作为动力源,对钻井的动力驱动系统进行优化,在地热井施工、石油钻井施工和其它深井钻井施工中得到广泛的应用。实践证明,柴改电升级改造在节能环保方面效果明显,提高了钻机运行的可靠性、先进性、经济性和安全性,达到了预期的目的。     

四川省甘孜州康定县高原地热井施工工艺

康定县地热资源丰富,但开发利用少,仅2008-2009年由四川省地质工程勘察院在中谷地区实施地热勘探井2口,钻探深度共计184.96m。DZK02井是部署在四川省雅拉河中上游热水塘区块地热资源大盖沟沟口雅拉河右岸一级阶地上的第一口预探井,设计井深2 000m。钻井施工主要面临地层倾角大、地层出水量大、温度高、岩性破碎等施工难题。施工队伍采用螺杆纠斜、清水控压等钻井工艺,圆满完成了该井的施工任务。为该地区地热水的开发利用进行了有益的尝试。     

4000 m地质岩心钻机在天津东丽区 地热资源调查中的示范应用

为了验证XD-40型钻机的性能参数,结合天津市东丽区地热井工程进行了示范应用。在钻进过程中φ311 mm口径钻深2258.83 m,超过了钻机额定钻深能力,提升系统、回转系统、液压系统、交流变频控制系统、数据及仪表参数监控系统、数据储存系统、钻机底座及钻塔等主要技术性能得到验证,并对钻机总体布置、控制系统程序、实用性设计进优化完善。XD-40型钻机机械化程度高,可以满足深孔钻探工艺要求,并可在地热、浅层油气勘探等领域进行应用拓展。     

双作用水泵泡沫增压装置应用及前景分析

双作用水泵泡沫增压装置是利用双缸双作用水泵的高压能力将低压空气和泡沫液二次增压至水泵的额定压力,并混合产生泡沫.采用BWZ-1200双作用水泵泡沫增压装置在北京地区深度为1 000 m以下的地热井钻探中,成功地克服了地热井钻进中井内漏失和洗井的难题;在极度缺水的宁夏南部地区水井钻探中,采用BWZ-1100双作用水泵泡沫增压装置解决了水井孔内严重漏失和施工用水的难题.该装置可代替价格昂贵的高压空压机实现气举反循环钻探,应用于深地热井、深水井和油气井钻探.