地熱井施工風(fēng)險控制探討

地大熱能：在人們節能環(huán)保意識不斷增強的背景下，做好新能源開(kāi)發(fā)與利用已成為社會(huì )主要發(fā)展趨勢。在眾多新能源類(lèi)型中，地熱資源屬于常見(jiàn)資源類(lèi)型，具備無(wú)污染、儲藏量大等優(yōu)勢。在地熱源開(kāi)發(fā)活動(dòng)中，地熱井屬于重要開(kāi)發(fā)載體，其施工質(zhì)量也將直接影響地熱源的開(kāi)發(fā)質(zhì)量。從實(shí)際應用情況來(lái)看，地熱井在施工活動(dòng)中會(huì )面臨多類(lèi)風(fēng)險，若不能對其進(jìn)行高效控制，也將增加安全事故發(fā)生概率，帶來(lái)較大的經(jīng)濟損失。地大熱能通過(guò)多年地熱開(kāi)發(fā)經(jīng)驗總結，加強地熱井施工風(fēng)險控制對于加快施工進(jìn)度，提高資源利用率有重要意義。

2 地熱井施工風(fēng)險類(lèi)型及原因

2.1 常見(jiàn)類(lèi)型

地熱井施工風(fēng)險貫穿于施工全過(guò)程，幾乎每個(gè)施工環(huán)節都存在風(fēng)險，其風(fēng)險類(lèi)型包括施工合同風(fēng)險、施工組織設計風(fēng)險、鉆進(jìn)風(fēng)險、地質(zhì)錄井風(fēng)險、加深風(fēng)險、測井風(fēng)險、下管風(fēng)險、固井風(fēng)險、洗井和產(chǎn)能風(fēng)險。這些風(fēng)險的存在給施工帶來(lái)嚴重的不利影響，因而必須采取有效措施對其進(jìn)行控制。復雜的地質(zhì)環(huán)境也會(huì )增加施工風(fēng)險，影響風(fēng)險控制工作順利進(jìn)行。另外，在地熱井施工活動(dòng)中，人員操作風(fēng)險也是施工期間面臨的重要問(wèn)題，是施工期間需要重點(diǎn)關(guān)注的內容。

2.2 風(fēng)險原因

基于實(shí)際應用情況可以得知，導致地熱井施工風(fēng)險出現的原因可歸類(lèi)為以下方面：

1）地質(zhì)因素，若施工井所在區域地質(zhì)穩定性較差，存在裂縫、斷層、松軟土層等問(wèn)題，也將增加施工風(fēng)險問(wèn)題的發(fā)生概率。

2）地熱水或土壤因素，由于地熱水溫度較高，溶解了大量礦物質(zhì)，尤其是氯離子和溶解氧，對金屬的腐蝕性較強。而且在特定環(huán)境下，金屬井管外的土壤環(huán)境存在腐蝕性微生物，也會(huì )引起金屬腐蝕，形成腐蝕電池，對金屬井造成腐蝕，影響結構穩固性。

3）人員因素，在地熱井施工過(guò)程中，由于施工人員綜合能力有待提高，在施工過(guò)程中容易出現人為失誤，如單次鉆進(jìn)深度過(guò)大、進(jìn)尺快劃眼不及時(shí)、井眼光滑度差等，從而影響地熱井施工結果的可靠性。

4）鉆進(jìn)工藝因素，在鉆進(jìn)活動(dòng)中隨著(zhù)鉆進(jìn)深度的增加，使鉆渣總量不斷增多，如果不能及時(shí)將多余鉆渣輸送到外界，那么因鉆渣沉淀而致重復碾磨，加上鉆進(jìn)參數未進(jìn)行合理控制，有可能導致井壁坍塌埋鉆、卡鉆問(wèn)題。

3 地熱井施工風(fēng)險控制難點(diǎn)

3.1 勘查過(guò)程比較困難

從實(shí)際應用情況來(lái)看，在地熱井施工風(fēng)險控制過(guò)程中存在勘查過(guò)程比較困難的特點(diǎn)。該內容體現在以下方面：

1）地熱井施工時(shí)，需要對區域地質(zhì)情況進(jìn)行全面梳理，所整理的資料完善度越高，施工井作業(yè)過(guò)程的安全性也越強。但施工井施工深度較大，地層復雜度較大，即使有綜合物探技術(shù)、地震波勘探技術(shù)等技術(shù)的輔助，采集到的資料的完善度依然存在較多不足，使施工活動(dòng)面臨較多的風(fēng)險。

2）在勘查活動(dòng)中，企業(yè)的預投入資金量較少，在資金因素的限制下，所使用的技術(shù)手段較為落后，且聘請的專(zhuān)業(yè)隊伍能力不足，給勘查工作的推進(jìn)帶來(lái)諸多不便，這樣也直接影響了采集數據的使用價(jià)值，影響后續施工活動(dòng)的有序進(jìn)行。

3.2 風(fēng)險評估難度較大

在地熱井施工風(fēng)險控制過(guò)程中，還面臨著(zhù)風(fēng)險評估難度較大的管理難點(diǎn)。為確保施工活動(dòng)有序進(jìn)行，提高地熱井的施工質(zhì)量，在施工前需要做好施工風(fēng)險評估，這樣才可以對施工風(fēng)險進(jìn)行全面控制，擬定更加可靠的風(fēng)險控制方案，營(yíng)造更加安全的施工環(huán)境，以免施工安全事故發(fā)生。但從實(shí)際作業(yè)情況來(lái)看，一些項目由于前期地質(zhì)勘查資料的完整性較差，使得所擬定的評估方案中指標的可靠性較差，這樣得到的評估結果質(zhì)量較差，無(wú)法為風(fēng)險控制活動(dòng)的推進(jìn)提供有效參考。而且在風(fēng)險評估活動(dòng)中，若采用的技術(shù)不夠先進(jìn)，會(huì )使地熱井施工風(fēng)險評估結果的可靠性較低，給施工風(fēng)險控制帶來(lái)較為嚴重的負面影響。

3.3 風(fēng)險控制難度較大

根據2.1的內容可知，地熱井施工過(guò)程中，其風(fēng)險貫穿了整個(gè)施工過(guò)程，如果其中某個(gè)環(huán)節存在問(wèn)題，那么很容易引起連鎖反應，造成施工風(fēng)險問(wèn)題。但地熱井的作業(yè)內容繁多，并且所處環(huán)境位于地下，相較于地面上施工，地下施工控制難度更高，而且監督過(guò)程的時(shí)效性也存在一定延遲，這樣會(huì )給工程施工風(fēng)險控制活動(dòng)的推進(jìn)帶來(lái)不利影響，進(jìn)而影響施工環(huán)境的安全性。

4 地熱井施工風(fēng)險控制要點(diǎn)

4.1 做好地層預測工作

通過(guò)做好地層預測工作，可以加快施工鉆進(jìn)速度，降低地層帶來(lái)的負面影響。在地熱井施工中，地質(zhì)情況的復雜度較高，因此，在地層預測工作中應注意以下內容：

1）搭建完善的地層勘測體系，其內容涉及勘測技術(shù)、勘測時(shí)間間隔、勘測內容等，其間需要提高資金投入以及勘查技術(shù)的先進(jìn)性，從而獲取更加全面、有效的勘測資料，為后續預測活動(dòng)的推進(jìn)奠定基礎。

2）基于計算機技術(shù)輔助數據處理，如采用BIM技術(shù)可以建立該地區的數字模型，直觀(guān)地呈現該地區的地質(zhì)情況，這樣在地熱井施工過(guò)程中，可以對鉆進(jìn)參數進(jìn)行合理控制，從而更好地避免停鉆問(wèn)題，確保地熱井施工活動(dòng)的有序進(jìn)行。

3）做好歷史數據的整理和存儲，為同類(lèi)型項目施工活動(dòng)的進(jìn)行提供有效參考。

4.2 提高施工設計水平

提高施工設計水平，可以對鉆進(jìn)施工提供有效指導，確保施工推進(jìn)過(guò)程的有序性?；谝酝┕そ?jīng)驗可知，地熱井施工期間很容易出現鉆井漏失的問(wèn)題，而且對其封堵時(shí)的整體難度較高，對設計工作水平要求較高。在實(shí)際設計中，需要對以往四開(kāi)井身結構進(jìn)行調整，如先利用一開(kāi)套管進(jìn)行施工，再下到頂面位置并且順利鉆穿之后，再進(jìn)行二開(kāi)套管的施工，最后進(jìn)行固井操作。此類(lèi)設計方案在應用中，相比以往的施工模式，可以更加高效地防止鉆井液漏失現象，同時(shí)可以對存在的滲漏問(wèn)題進(jìn)行及時(shí)封堵，以確保施工活動(dòng)的有序進(jìn)行。為不斷提升地熱資源的利用效率，需要做好綜合布局工作，如利用兩采一罐設計模式進(jìn)行布局，提升地熱資源利用效率。

4.3 加強鉆進(jìn)參數控制

通過(guò)加強鉆進(jìn)參數控制，能夠提升鉆進(jìn)結果的可靠性，減少鉆進(jìn)問(wèn)題帶來(lái)的施工風(fēng)險。在具體實(shí)踐中，應注意以下內容：

1）在鉆具安裝活動(dòng)中，需嚴格遵循相應的規范，依次進(jìn)行鉆具組裝、中心點(diǎn)偏移量校核、水平性校核等，從而提高鉆具安裝結果的可靠性，為后續鉆進(jìn)活動(dòng)的推進(jìn)奠定基礎。

2）在鉆進(jìn)過(guò)程中也需要做好參數控制，內容包括鉆進(jìn)速度、泥漿比例、鉆進(jìn)壓力等，整個(gè)鉆進(jìn)過(guò)程的參數也需要做好動(dòng)態(tài)調整，以此確保鉆進(jìn)過(guò)程的持續性。

3）如果在鉆進(jìn)活動(dòng)中遇到鉆進(jìn)故障，需要及時(shí)做好檢查與分析工作，從而加快故障排查速度，以此確保鉆進(jìn)施工活動(dòng)的有序進(jìn)行，提高地熱井鉆進(jìn)結果的可靠性。

4.4 做好材料質(zhì)量控制

做好材料質(zhì)量控制，可以從根源上減少地熱井施工問(wèn)題，以提高施工結果的可靠性。在地熱井施工活動(dòng)中，用到的施工材料及工具包括鉆頭、鉆井液材料、水泥、套管等，這些材料與工具的應用質(zhì)量也將直接影響地熱井施工質(zhì)量。在具體實(shí)踐中，應注意以下幾點(diǎn)：

1）做好地質(zhì)材料整理，根據地質(zhì)材料整理結果選擇契合該地區的施工材料，擬定材料采購計劃，在計劃中細化相應的參數，嚴格按要求進(jìn)行材料采購，確保采購材料的質(zhì)量。

2）在施工材料進(jìn)入施工現場(chǎng)前，也需要做好材料質(zhì)量的校核工作，等待其質(zhì)量滿(mǎn)足要求后再按要求進(jìn)行存儲，以此來(lái)提高施工材料應用過(guò)程的統一性，滿(mǎn)足相應的施工要求。

4.5 提高人員綜合素養

通過(guò)提高人員綜合素養，能夠減少人為因素帶來(lái)的負面影響?；诮y計數據顯示，超過(guò)70%的施工風(fēng)險都和人員操作能力有關(guān)，做好人員綜合素養控制對于提高施工有序性有積極的意義。在具體實(shí)踐中，應注意以下幾點(diǎn)：

1）做好施工隊伍的選擇工作，參與地熱井施工的團隊，需具備完善的管理體系、具備一定的施工經(jīng)驗、人員平均能力水平較高等特點(diǎn)，這也是減少施工問(wèn)題的重要保障。

2）在工程施工前需要做好技術(shù)交底工作，在地熱井施工活動(dòng)開(kāi)始前，技術(shù)人員需要做好施工培訓工作，幫助施工人員梳理地熱井施工過(guò)程中的相關(guān)工序，明確各工序的施工要點(diǎn)和管理要點(diǎn)，而且技術(shù)人員也會(huì )全程參與到工程當中，從而提高施工過(guò)程的有序性，降低施工風(fēng)險問(wèn)題發(fā)生的概率。

4.6 做好過(guò)程監督工作

通過(guò)做好過(guò)程監督工作，可以及時(shí)處理存在的風(fēng)險隱患和施工問(wèn)題，以確保施工活動(dòng)開(kāi)展過(guò)程的有序性。在具體實(shí)踐中，也需要注意以下內容：

1）建立完善的過(guò)程監督體系，在地熱井施工區域周?chē)荚O監測點(diǎn)，對鉆井過(guò)程的沉降、形變等情況進(jìn)行監測，對于存在的問(wèn)題進(jìn)行及時(shí)處理，以維持穩定的鉆井作業(yè)環(huán)境。

2）在鉆井施工過(guò)程中，需要對鉆進(jìn)過(guò)程的巖屑進(jìn)行及時(shí)檢查，也需要對鉆機工作狀態(tài)進(jìn)行監督，從而更好地完成地層跟蹤判斷工作，以確保施工過(guò)程的有序進(jìn)行，更好地預防施工鉆進(jìn)風(fēng)險。

3）擬定應急處理體系，基于上述資料可知，在地熱井施工過(guò)程中面臨著(zhù)許多施工風(fēng)險，這些風(fēng)險具備突發(fā)性、危害性大等特點(diǎn)，因此，需要在風(fēng)險突發(fā)后，及時(shí)采取措施進(jìn)行處理，從而減少施工問(wèn)題發(fā)生后帶來(lái)的負面影響，提高施工結果的可靠性。

5 結語(yǔ)

綜上所述，做好地層預測工作可以加快施工鉆進(jìn)速度，提高施工設計水平，可以對鉆進(jìn)施工提供有效指導；加強鉆進(jìn)參數控制，能夠提升鉆進(jìn)結果的可靠性；做好材料質(zhì)量控制，可以從根源上減少地熱井施工問(wèn)題；提高人員綜合素養，能夠減少人為因素帶來(lái)的負面影響；做好過(guò)程監督工作，可以及時(shí)處理存在的風(fēng)險隱患、施工問(wèn)題。通過(guò)采取以上措施來(lái)提高工程施工風(fēng)險管控水平，對于加快地熱井施工進(jìn)度，提高工程作業(yè)質(zhì)量有積極的意義。

地大熱能作為中國地熱產(chǎn)業(yè)發(fā)展的領(lǐng)軍企業(yè)，多年來(lái)不斷推動(dòng)地熱能規?；?、效益化發(fā)展，創(chuàng )新形成以地熱勘探技術(shù)、鉆井技術(shù)、自動(dòng)化控制技術(shù)、梯級利用技術(shù)、回灌技術(shù)、清潔能源集成技術(shù)為一體的六大核心技術(shù)體系。地熱業(yè)務(wù)遍布全國，成為國內最大的淺層地熱能、中深層地熱能開(kāi)發(fā)利用企業(yè)。