地大熱能：你真的了解地熱鉆井-打地熱井工作流程嗎？

地大熱能地熱開(kāi)發(fā)利用網(wǎng)訊：地熱鉆井(geothermal drilling)以勘探或開(kāi)發(fā)地熱資源為目的的鉆探工作。是工程鉆探的一部分。地下熱能儲量巨大，僅陸地以下地殼中儲存的熱能就相當于固體燃料、原油和天然氣等石化燃料的全部能量的1.3×103倍，是一種開(kāi)發(fā)利用前景廣闊的能源。

地熱鉆井主要有四種類(lèi)型：分別為地質(zhì)探井、探采結合井、開(kāi)采井（生產(chǎn)井）、回灌井。地質(zhì)探井主要用于了解勘探區有關(guān)地層剖面結構、厚度，埋藏深度，以及斷裂構造等情況。多用于基本地質(zhì)情況不明，勘探風(fēng)險很大的地區。通常采用井徑較小的取心鉆進(jìn)，但最好也能進(jìn)行簡(jiǎn)單的抽水試驗。探采結合井是通過(guò)地球物理勘探、資料收集和綜合分析，認為勘探區具有地下熱儲的形成條件，但還有某些重要資料有待查明，多布置鉆采結合井。開(kāi)采井（生產(chǎn)井）是當一個(gè)地區已發(fā)現了地熱田，并且確定了其范圍，在地熱田范圍內按照合理的井距，以開(kāi)采地熱資源為目的的鉆井。隨著(zhù)地熱田的開(kāi)發(fā)，產(chǎn)水層的水位會(huì )逐漸下降。如果水位嚴重下降，則會(huì )對地熱田的開(kāi)發(fā)帶來(lái)威脅，特別是熱儲層為封存水或開(kāi)采量明顯大于自然補給量的地熱田。回灌井（注水井）就是將水回灌到熱儲層中，以保持熱儲層的能量和水位，使地熱田能夠長(cháng)期穩產(chǎn)。

地熱鉆井多采用石油鉆機或水源鉆機，包擴三大系統(提升系統、旋轉系統、循環(huán)系統）。主要設備有八大件（天車(chē)、游動(dòng)滑車(chē)、大鉤、水龍頭、轉盤(pán)、絞車(chē)、泥漿泵、井架）提升系統包括井架、天車(chē)、游動(dòng)滑車(chē)、大鉤、吊環(huán)、吊卡、絞車(chē)等。旋轉系統包括轉盤(pán)、方補心、卡瓦等泥漿循環(huán)系統由泥漿池、泥漿泵、水龍頭、震動(dòng)篩、泥漿槽、除砂器、管線(xiàn)等組成。地熱井施工的主要工序，有井身設計、鉆進(jìn)、固井、錄井、洗井、測井、抽水試驗、完井。

井身結構設計內容包括確定套管的層次，各層套管的直徑和下入深度；各層套管相應的鉆頭直徑；各層套管外水泥漿的返回高度。應符合優(yōu)質(zhì)、快速、安全鉆進(jìn)的原則，滿(mǎn)足開(kāi)采地熱時(shí)要求，并有利于節約材料，降低成本。

地熱井的鉆進(jìn)與油、氣、水井鉆進(jìn)相似。不同溫度的地熱井采用不同的鉆進(jìn)方法。低溫地熱井多采用牙輪鉆頭或刮刀鉆頭全面鉆進(jìn)，鉆進(jìn)工藝與管井鉆進(jìn)工藝相似；中、高溫地熱井常采用壓力平衡鉆進(jìn)，即在井底最小壓力與裸眼地層孔隙內流體壓力相平衡條件下的鉆進(jìn)，以防止井噴和提高鉆進(jìn)效率；較深地熱井多采用綜合鉆進(jìn)方法施工，即對非熱儲層或中、低溫熱儲層采用常規鉆進(jìn)方法，干蒸汽熱儲層采用干空氣、霧化空氣、充氣泥漿和泡沫鉆進(jìn)(見(jiàn)空氣鉆進(jìn))，深部地層采用潛孔錘(見(jiàn)沖擊回轉鉆進(jìn))和金剛石鉆頭鉆進(jìn)。對中、低溫地熱井，通常采用搬土一褐煤一苛性鈉泥漿，可在井溫150℃以?xún)缺３址€定。對高溫地熱井則采用熱穩定性、抗鹽性、分散性較好的海泡石泥漿、坡縷石。

錄井就是在鉆井過(guò)程中，采用各種方法隨時(shí)記錄各種相關(guān)的信息。它是最及時(shí)、最直接獲取地質(zhì)資料的重要手段。同時(shí)也為安全鉆井實(shí)施了實(shí)時(shí)監測。在地熱勘察中采用的錄井工作主要有：巖屑錄井、鉆時(shí)錄井、泥漿錄井和井溫錄井。

固井是指下套管和注水泥封固作業(yè)的總稱(chēng)。鉆進(jìn)至設計深度后，下入套管，并注入水泥漿封固套管與井壁之間的環(huán)形空間，以封隔易塌、易漏地層和避免含水體地層之間的干擾，為繼續鉆進(jìn)和完井創(chuàng )造條件。洗井的目的是破壞和洗去泥漿在井壁形成的泥并。洗井的方法有多種，可分為兩大類(lèi)，即機械洗井和化學(xué)藥劑洗井。

測井是利用巖層的電化學(xué)特性、導電特性、聲學(xué)特性、放射性等地球物理特性，測量地球物理參數的方法。抽水試驗的目的是確定地熱井單井出水量、出水溫度及動(dòng)靜水位；求取熱儲層水文地質(zhì)參數，為提交該井的單井資源評價(jià)報告提供真實(shí)基礎數據。抽水試驗抽水試驗包括降壓實(shí)驗、放噴實(shí)驗，進(jìn)行三個(gè)落程降深實(shí)驗。

完井是地熱井工程的最后環(huán)節，主要指熱儲層或目的層部位的井身結構的建造。地熱井完井有裸眼、襯管和射孔套管完井三種基本方法。

地熱鉆井雖然比不上航天航空設施那樣高精密度，但是它的設計理念與開(kāi)發(fā)利用，也是根據科學(xué)原理進(jìn)行的，而在地熱鉆井后期，要根據自然規律和開(kāi)發(fā)利用法則，進(jìn)行全面運維，才能“后顧”無(wú)憂(yōu)。