地熱井完井施工工藝措施深討

地大熱能地熱鉆井：地熱井鉆完井施工過(guò)程中，也會(huì )存在一定的問(wèn)題，主要有以下幾點(diǎn)：水文、壓力、水量、靜水位等衰減速度過(guò)快，同時(shí)沉砂問(wèn)題比較嚴重，開(kāi)采水層與表層水之間存在相互流竄的現象，測試難度增大。以上問(wèn)題都會(huì )影響地熱井鉆完井施工質(zhì)量和經(jīng)濟效益，不利于地熱能源的可持續發(fā)展。所以我們需要進(jìn)一步的優(yōu)化地熱井鉆完井施工工藝技術(shù)，可以在不同地區不同熱儲類(lèi)型的情況下都能適用，有效解決以上問(wèn)題，促進(jìn)地熱能源的長(cháng)遠發(fā)展。

地熱井鉆完井技術(shù)難點(diǎn)

鉆頭壽命短

地熱井在鉆井施工過(guò)程中，一般情況下會(huì )鉆遇到變質(zhì)巖地層、火成巖地層。以上兩種地層有著(zhù)地層研磨性強、巖石硬度大、鉆井難度高的特點(diǎn)，地層溫度的升高會(huì )造成傳統牙輪鉆頭牙齒磨損越來(lái)越嚴重，軸承系統運行不穩定，掉齒等問(wèn)題，因此在地熱井鉆完井施工過(guò)程中傳統鉆頭適應性不高。

鉆具易磨損

地熱井在地層、特殊鉆井液的影響下，會(huì )造成鉆具的磨損。地熱井內部環(huán)境的腐蝕性很強，一些非凝聚性氣體在鉆進(jìn)到變質(zhì)巖及火成巖時(shí)會(huì )溢出，主要是一氧化碳、二氧化碳、硫化氫等。以上氣體會(huì )對鋼產(chǎn)生影響，造成其變脆、出現裂痕等，鉆具磨損程度越來(lái)越大，嚴重情況下會(huì )導致鉆具斷裂。

安全鉆井難

高溫蒸汽在地熱井鉆井過(guò)程中就會(huì )出現，其溫度一般高于150℃，產(chǎn)層的溫度隨著(zhù)井深深度的增加而增加，最高溫度可能達到350℃，鉆井難度大。

漏失層位固井質(zhì)量差

必須保障地熱井固井每層套管水泥封固安全可靠，固井難度隨著(zhù)地層溫度的升高、漏失嚴重等變得越來(lái)越大，嚴重的情況下造成套管損壞，容易損壞地面表套與技套，產(chǎn)生嚴重的后果。

鉆進(jìn)工藝優(yōu)化

鉆井液正循環(huán)鉆井工藝

目前我國比較常用的鉆進(jìn)工藝技術(shù)為正循環(huán)鉆進(jìn)工藝技術(shù)，其中鉆井液設計與管理工作是正循環(huán)鉆進(jìn)工藝技術(shù)中的關(guān)鍵，就是正確的處理可能出現的卡鉆事故、腐蝕、井底高溫、漏失等。其中熱儲地層很容易出現漏失問(wèn)題，也會(huì )發(fā)生涌噴問(wèn)題。該類(lèi)型鉆井工藝應用過(guò)程中，需要保障地層壓力梯度密度中鉆井液的密度保持在1.05～1.20 kg/L范圍之內，pH值在9～10范圍之內，黏度要求滿(mǎn)足35～45 s，流失量不能超過(guò)5 mL。一般情況下應用牙輪鉆頭，特殊情況下應用PDC鉆頭。

清水正循環(huán)鉆進(jìn)工藝

鉆井液在地熱井中熱儲層鉆進(jìn)過(guò)程中，可能會(huì )出現污染熱儲層的問(wèn)題，直接影響出水量，所以我們通常將循環(huán)介質(zhì)水應用在正循環(huán)鉆井過(guò)程中。該種鉆進(jìn)工藝技術(shù)的優(yōu)勢在于洗井效果比較好、鉆進(jìn)速度比較快、成本比較低、保護含水層及熱儲層，避免對周邊環(huán)境產(chǎn)生污染。主要的缺點(diǎn)就是可能對井壁造成破壞，影響井壁的穩定性，攜巖能力較低，大量巖屑填充在含水層裂縫中，直接影響出水量。

清水充空氣正循環(huán)鉆井工藝

漏失現象是目前地熱井儲層中比較常見(jiàn)的問(wèn)題之一，清水充空氣正循環(huán)鉆井工藝在欠平衡鉆井過(guò)程中應用效果比較理想，應用清水充空氣正循環(huán)鉆井工藝技術(shù)，可以實(shí)現井內地層水的連續注入，有效保護熱儲層。同時(shí)避免出現壓差型漏失，避免井筒內液柱壓力過(guò)高，保障鉆速。最后我們需要消除正壓差，避免出現濾餅問(wèn)題，有效預防壓差卡鉆問(wèn)題，降低故障發(fā)生率。清水充空氣正循環(huán)鉆井工藝技術(shù)在應用中也存在一定的問(wèn)題，主要表現為空氣在清水中滑脫聚集的問(wèn)題，這就要對鉆井施工過(guò)程中的配合施工及不同情況下的工序時(shí)間有著(zhù)更加嚴格的要求。

氣舉反循環(huán)鉆進(jìn)工藝

氣舉反循環(huán)鉆井工藝技術(shù)在鉆井施工中的應用，主要的作用就是利用反循環(huán)抽汲負壓系統，有效的解決了嚴重的漏失問(wèn)題，改善了只進(jìn)不出的鉆進(jìn)現象。該鉆進(jìn)工藝的應用過(guò)程中，隨著(zhù)鉆具中心的通道一些巖渣屑和流體介質(zhì)會(huì )出現上返現象，與井壁與含水層不會(huì )出現直接的接觸，這時(shí)候才能開(kāi)展抽水洗井及反循環(huán)鉆進(jìn)的操作，進(jìn)一步簡(jiǎn)化了抽水洗井工序及含水層孔隙的有效疏通。同時(shí)鉆井工藝的應用，有效的避免了正循環(huán)鉆進(jìn)時(shí)井壁受到流體介質(zhì)的腐蝕問(wèn)題，加強了井壁的穩定性，降低坍塌及井內事故發(fā)生的幾率。

完井工藝優(yōu)化

測井

測井參數的選擇，一定要根據地熱井測井的實(shí)際情況而定，具體參數的調整以測量井段為主。

固井

首先是對泵室段底部密封止水方式進(jìn)行完善和優(yōu)化，傳統的止水方式為異徑連接密封及重疊擠水泥密封，異徑連接密封的優(yōu)勢在于一次性下入整體管串，兩級井管之間的薄弱環(huán)節被彌補，重疊擠水泥密封主要的密封方式為懸掛連接密封，又可以分為兩種方式金屬密封與橡膠密封。橡膠密封主要是在下泵室管底部使用井管收徑頭將管底部與頂部相連接，使用橡膠層對擴徑位置進(jìn)行坐封；金屬密封的主要原理是利用懸掛器來(lái)完成，在外套錐面上利用鉛質(zhì)來(lái)實(shí)現坐封，利用內套外錐面與外套內錐面相互配合，達到密封的目的。以上兩種密封方式都是在石油鉆井結構的基礎上優(yōu)化和完善出來(lái)的，地熱井泵室底部通過(guò)懸掛器來(lái)實(shí)現連接，使用水泥將濾水管上進(jìn)行封固，保障密封止水效果滿(mǎn)足使用需求，提高了使用的安全性與可靠性。

洗井

裸眼井完井技術(shù)及濾水管完井技術(shù)是目前比較常用的兩種地熱井鉆井技術(shù)，而多種洗井方式在洗井過(guò)程中比較常用，保障地熱水的獲取量及水質(zhì)。同時(shí)多種洗井方式還能保障水溫滿(mǎn)足要求，出水量符合設計標準，保障出水量及水溫都處于最佳的狀態(tài)。目前化學(xué)藥劑洗井及機械洗井是比較常見(jiàn)的兩種洗井方式，機械洗井也分為好多種，主要包括氣舉洗井、活塞洗井、噴射洗井、水泵抽水洗井等，化學(xué)藥劑洗井的種類(lèi)也很多，主要包括酸化洗井、液態(tài)二氧化碳洗井、焦磷酸鈉洗井等。在實(shí)際的洗井應用過(guò)程中，需要將以上幾種洗井方式相互聯(lián)合使用才能滿(mǎn)足完整的地熱井洗井作業(yè)流程。我們主要采取噴射洗井加氣舉洗井的方式對砂巖熱儲地熱井進(jìn)行作業(yè)，采取噴射洗井加酸化洗井加氣舉洗井的方式對基巖裂隙型熱儲地熱井進(jìn)行作業(yè)。根據每種地質(zhì)環(huán)境的不同，我們需要選擇相應的聯(lián)合洗井方式才能滿(mǎn)足使用需求。

目前正在大力發(fā)展地熱能源，想要進(jìn)一步的對鉆井完井技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化和完善，就要根據井身實(shí)際結構、固井、測井、洗井等基本參數來(lái)確定，才能充分的發(fā)揮出地熱能源的優(yōu)勢，提高現場(chǎng)應用效果。地熱資源的開(kāi)發(fā)變得越來(lái)越廣泛，深度也越來(lái)越深，這就對鉆井施工技術(shù)有著(zhù)更高的要求，需要有效解決鉆井過(guò)程中噪音污染、鉆井施工中安全生產(chǎn)等各種問(wèn)題，同時(shí)也要重視鉆井液的處理工作，避免對環(huán)境產(chǎn)生污染，不斷的完善與優(yōu)化鉆完井施工工藝技術(shù)，符合我國環(huán)境保護的基本原則，為企業(yè)創(chuàng )造更大的經(jīng)濟效益，促進(jìn)企業(yè)的可持續發(fā)展。

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