碎裂钻井技术及其在地热钻井中的应用前景分析

地热资源储量丰富,分布广泛,开发前景广阔。但是在现有地热钻井技术条件下进行地热开发的周期长、成本高,所以亟待钻井技术的突破使巨大的地热资源得到经济有效地开发。碎裂钻井技术是一种采用了新的钻井原理的钻井技术,其能够有效地解决常规钻井过程中经常遇到的诸如在坚硬地层中进尺慢等棘手问题,一旦得到商业化应用,将会对地热资源经济有效地开发产生革命性的影响。在分析常规钻井技术存在的问题的基础上,介绍了碎裂钻井技术的工作原理及碎岩机理,阐明了其优缺点,为该技术在地热钻井中的应用研究提供参考。     

控压钻井及其在高温地热勘探开发中的应用

控压钻井包括管理压力钻井、欠平衡钻井和空气钻井。控压钻井可以减少非钻进时间和事故、提高机械钻速、预防漏失、消除压差卡钻、保护低压产层以提高产能。地热井具有温度高、地层硬度高、裂隙发育、地层压力低伴随浅部地层压力变化大等特点。在地热勘探开发中应用控压钻井技术有利于提高钻进速度、预防漏失、提高产能。介绍了控压钻井及其关键技术,同时阐述控压钻井在地热勘探开发中的应用。     

定向井工艺在复杂基岩地层地热钻井中的应用

定向井工艺首次在北京复杂基岩地层地热钻井中的成功应用,对指导类似地区地热资源的勘探开发具有重要的借鉴意义。本文以YR-2定向井的施工过程为例,介绍了定向井的钻井工程设计和区域地质构造条件,详细论述了定向井的地质构造条件、井身质量参数及钻探施工工艺,对应用定向井工艺的经验进行了总结。     

悬挂式独立内管气举反循环在地热钻井中的应用

随着天津地区深部热储开发力度逐渐加大,地热钻井需要钻穿多个严重漏失地层,其施工难度越来越大。为此,研究出一套悬挂式独立内管气举反循环钻井系统,结合天津地区东13区2口地热井工程实例,对该系统进行了介绍,并对其在地热深井施工中的应用效果进行了分析。     

适用于大深度地质钻探和油气地热钻井的双动力电顶驱系统设计

本文基于国家战略背景下的资源、能源钻探装备现实需求,针对大深度地质钻探和油气地热钻井的不同工艺特点,围绕“多工艺适用兼容、井口自动化适配”两个目标,在传承和集成现有顶驱优势特点的基础上,提出一种可适用金刚石取心钻探和油气地热钻井两种钻进工艺的双动力交流变频电传动顶驱系统方案。通过与其他典型顶驱系统在总体结构、控制系统和涉及井口作业自动化适配的关键部件的详细对比,本方案可充分发挥多功能、高效率、自动化的优势,在技术先进性、工艺适配性和产业经济性方面取得了良好的平衡。     

苏南地区复杂地层地热钻井冲洗液研究与应用

为了制定适合苏南地区复杂地层地热钻井冲洗液体系,通过对苏南地热钻井经常遇到的复杂地层即煤系、破碎泥质砂岩地层和凝灰岩、泥岩、页岩地层及高温地层特征进行研究分析,利用实验、实践和对比分析调整的方法,提出冲洗液方案,并对此冲洗液的作用机理和特点进行分析。在苏南临湖、宛平和石湖等地复杂地层地热钻井施工中,冲洗液的应用效果较好,孔壁稳定,钻孔质量好,钻进效率高,可以作为苏南地区复杂地层地热钻井冲洗液应用参考。     

酸化增产工艺在碳酸盐岩层地热开发中的应用

酸化增产技术是提高油田产量的有效措施,是开发油气层的重要手段。HD-39B地热井完井后,试水效果不理想,通过分析其测井综合成果,并结合地层情况,采用了酸化增产工艺,最终成功扩大裂隙,有效沟通了热储通道,出水量由5.4 m3 /h增加到80.83 m3 /h,井口水温由50 ℃增加到72 ℃,成为一口优质合格井。HD-39B地热井的应用实践证明,油田上使用的酸化增产技术同样适用于碳酸盐基岩裂隙地热井,可根据地热井实况及岩性特征,在类似地热施工中予以推广。     

XD-40型钻机在雄安新区地热勘探井施工中的应用

深部矿产资源勘查技术装备XD-40型钻机应用于雄安新区地热勘探井施工,圆满完成了D13井钻探任务,完钻井深2506.14 m,完钻口径152.4 mm。本文主要从工程概况、设备特点、施工情况、事故处理等方面,介绍D13井的施工情况,总结了XD-40型钻机的总体性能、事故处理、多工艺性、能耗等方面的表现。验证了XD-40型钻机的能力及安全可靠、智能控制、节能环保方面的优越性,可应用于井深2500~2800 m的地热井施工。     

雄安新区地热D20井钻井液固控循环系统应用分析

根据环保要求和雄安新区地热D20探采井钻探工程需求,开展钻井液固控循环系统研究和应用效果分析工作。整套系统由4+1个模块化封闭罐体组成,配置五级净化设备,满足钻探实施过程中钻井液的配制、储备、循环、净化、补给、加重及井下复杂情况处理等工艺需求与闭环处理环保要求。现场应用表明,系统满足绿色勘查要求和D20探采井钻探工程需求,但在结构设计及优化配置等方面有待进一步改进,并提出优化建议。     

综合物探方法在肥城安驾庄地热勘探中的应用

结合地质、水文地质调查,采用综合物探方法在肥城安驾庄进行地热勘探。通过选频法测量,可以快速确定断层位置及走向;常规电阻率法和EH-4电磁法通过查找低阻地热异常带,从而确定区内断裂性质及断层破碎带的分布;结合测氡、测温方法,进一步确定地热异常区及拟打井位置。经钻探验证,取得了较好的勘探效果。     

5000米智能地质钻探配套泥浆泵的方案设计

泥浆泵是地质钻探施工中的重要设备之一,本文简述了目前深孔岩心钻探配套用泥浆泵的现状,以及钻探中流量、压力、孔深等主要参数之间的关系。重点介绍了5000 m智能地质钻探配套用泥浆泵的方案。通过对方案进行对比,说明了最终方案确定的理由,同时列出了泥浆泵的主要技术参数及其具有的性能特点,以及为满足课题的要求对关键技术存在的难点、采用的新技术及措施进行了展望,为深孔智能钻探平台配套用泥浆泵的顺利研制提供了依据。     

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。     

地热井钻井液对井壁温度分布的影响研究

地热井钻井作业时,井深越大,井眼温度越高,给钻探施工造成的难度越大,因此有必要研究井内循环温度分布。通过分析钻井液循环时热量传导过程,利用井筒温度控制方程,结合雄安新区地热井工程实例中的各项参数,使用全隐式有限差分法求解方程,求解井内钻井液循环时各部分的温度分布。且通过方程模拟研究了钻井液的密度、粘度、排量等工程参数对井壁温度分布的影响,结果表明：钻井液密度、粘度、排量越大,井壁温度越低,井底附近的井壁温度降低幅度越大,其中钻井液的排量改变对井壁温度分布的影响最大。模拟研究结果对于现场施工设计有一定的参考价值。     

威海地区3000m深部地热钻探关键技术的应用与分析

“山东省文登-荣成-威海地区深部地热资源调查”项目是“山东省2018年度38个省直地质勘查项目”之一,总体目标是通过小口径深部钻探技术来完成3000 m测温孔的施工,为地热地质调查、钻孔测温、岩心热物性及放射性元素含量测试等工作提供通道和具体实物资料。本文结合3000 m小口径地热探孔的施工进程,系统介绍了该深孔的钻孔结构、施工设备、钻探工艺方法及关键技术等内容,重点针对严重破碎带、高应力复杂地层条件的泥浆技术、深孔钻头技术等展开了试验对比和分析研究,采取针对性技术措施,成功地解决了孔内复杂难题,配套研究的长寿命高效钻头提高了钻孔施工效率,减少了钻探成本投入。论文还探讨了深孔地热钻探的“现场标准化建设和绿色施工”管理方法。     

空气潜孔锤钻进技术在舜皇山基岩地热深井的应用

空气潜孔锤钻进技术不仅可以提高钻探效率,而且不损害地热储层,因此在地热井中的应用十分广泛,但是仍受到钻探深度和出水量的限制。在湖南永州舜皇山基岩地热深井钻探过程中,常规牙轮钻进与泥浆钻进工艺存在钻进效率低、堵塞储层、影响出水量的可能。应用空气潜孔锤钻进技术实现了钻探深度的突破,钻探深度达到1820 m,实际出水量400 m³/d,出水温度43 ℃,符合设计指标。本文总结了相应的钻进工艺措施,以期促进对该技术在地热深井中的推广应用。     

气动潜孔锤钻进技术在黔东南岩溶地区 地源热泵勘探井中的应用

气动潜孔锤钻进技术用于地源热泵勘探井施工,在地质条件复杂的黔东南岩溶地区累计钻进568 m,不仅查明了拟建项目区地质体的地质条件和可钻性,而且通过钻进工艺的改变,成功地实施了一口测试井,确保了项目的顺利开展。文中分析了岩溶地区的钻遇问题,及时调整思路,结合钻井工艺的改变,并选择气动潜孔锤间接性跟管钻进技术,保证了钻进的连续性,取得的经验体会可供借鉴。