影響溫泉鉆井質(zhì)量和速度的因素

影響溫泉鉆井速度最主要因素主要有兩大點(diǎn)，一是地質(zhì)因素，二是工程因素。溫泉鉆井工程是地熱溫泉鉆井、溫泉鉆井的重要環(huán)節之一，只有嚴格控制工程質(zhì)量、進(jìn)度才能提高鉆井成功率。然而溫泉鉆井質(zhì)量和速度又受很多因素控制，下面就淺談一下影響溫泉鉆井工程的因素以及如何控制風(fēng)險。

鉆具對溫泉鉆井質(zhì)量和速度的影響

普通溫泉鉆井通常采用的是常規轉盤(pán)溫泉鉆井，這種傳統的溫泉鉆井方式的溫泉鉆井速度很低，為了提高溫泉鉆井速度，地大熱能推薦“PDC鉆頭+井下動(dòng)力鉆具+轉盤(pán)鉆”的復合溫泉鉆井方式，其具有如下優(yōu)點(diǎn)：  
1）由于復合鉆進(jìn)的鉆頭轉速是鉆機Ⅱ檔速的2倍，接近Ⅰ檔速的4倍，大幅度提高機械鉆速很容易實(shí)現。
2）復合鉆進(jìn)的高轉速適合于PDC鉆頭剪切地層的切削特點(diǎn)。
3）井眼軌跡平滑。導向鉆進(jìn)和滑動(dòng)鉆進(jìn)相結合的間隔變換，易于控制狗腿度，保證井下安全。
4）鉆具結構得到有效簡(jiǎn)化。復合鉆進(jìn)時(shí)鉆壓一般＜100～120kN ，少下或不下鉆鋌即可完成鉆進(jìn)要求，粘卡機率大大降低。
5）高效PDC 鉆頭配合動(dòng)力鉆具溫泉鉆井，避免了高轉速下牙輪軸承的先期失效，不會(huì )發(fā)生掉牙輪事故。
6）導向鉆具結構若采用MWD監測井眼軌跡，更能發(fā)揮優(yōu)勢。在深部及中深部地層利用井下動(dòng)力鉆具復合鉆進(jìn)技術(shù)提高溫泉鉆井速度，將會(huì )有較為明顯的效果。
 
鉆進(jìn)參數對溫泉鉆井質(zhì)量和速度的影響

在溫泉鉆井過(guò)程中，可控因素中的鉆進(jìn)參數對溫泉鉆井速度的影響不容忽視，如：鉆頭類(lèi)型、鉆頭噴嘴直徑、鉆頭水功率、鉆壓、轉速、泵壓、排量等。在客觀(guān)條件一定的情況下，通常通過(guò)控制鉆壓、轉速、泵壓及排量來(lái)提高機械鉆速。一般情況下鉆壓越大，轉速越高，機械鉆速就越高。而且一般遵從的規律是上部地層對轉速比較敏感，下部地層對鉆壓比較敏感。因此，鉆遇上不松軟地層時(shí)，采用低鉆壓，高轉速；鉆遇下部堅硬地層時(shí)，采用低鉆壓，高轉速。

如果鉆壓或轉速控制不當，一方面會(huì )影響機械鉆速，另一方面會(huì )加劇鉆頭的磨損，進(jìn)而影響鉆頭的使用壽命。在考慮鉆壓和轉速的同時(shí)，還應調節好泵壓，泵壓不能太大，也不能太小，泵壓適當最好。若泵壓太小，則井底破碎的巖屑不能及時(shí)返出，造成巖屑的二次破碎；若泵壓太大，則產(chǎn)生井底壓差，井底壓差對剛破碎的巖屑有壓持效應，阻礙井底巖屑的及時(shí)清除，影響鉆頭的破巖效率?？傊?，在溫泉鉆井過(guò)程中應根據實(shí)際情況適時(shí)的調節鉆進(jìn)參數，只有這樣才能高速有效的鉆進(jìn)。
 
鉆井液對溫泉鉆井質(zhì)量和速度的影響

鉆井液是溫泉鉆井的血液，所以鉆井液的性能對溫泉鉆井至關(guān)重要。影響機械鉆速的主要是鉆井液的粘度、鉆井液的密度及鉆井液中的固相含量三方面。針對現有深井液體系使用的處理劑富含鉻離子等其它對環(huán)境有極大影響的重金屬離子，建議研究應用環(huán)保型深井鉆井液體系，完善目前國內小范圍應用的硅酸鹽類(lèi)鉆井液體系、合成基類(lèi)溫泉鉆井體系，形成適應各鉆探區域地質(zhì)、工程條件的深井環(huán)保型鉆井液系列。針對目前深井鉆井液檢測手段、檢測設備遠不能滿(mǎn)足深井要求，建議配套完善能夠檢測粘土容量限、頁(yè)巖穩定性等系列深井鉆井液檢測儀器，使現場(chǎng)深井檢測達到一個(gè)新的水平。 

1）鉆井液粘度 若鉆井液粘度增大，將會(huì )增大環(huán)空壓降，使井底壓差增大，鉆速降低；鉆井液粘度增大，鉆柱內壓耗增大，在泵壓一定時(shí)鉆頭壓降減小，鉆頭誰(shuí)功率減小，清巖和破巖能力降低，鉆速下降。若鉆井液粘度太小則會(huì )降低鉆井液的攜砂能力，使巖屑不能及時(shí)返出井口，進(jìn)而影響鉆速。
2）鉆井液密度 鉆井液密度越大，井內液柱壓力越大。在井內液柱壓力大于地層空隙壓力的情況下，產(chǎn)生一個(gè)正壓差。在正壓差作用下，井底巖屑難以離開(kāi)井底，造成重復破碎現象，鉆速降低。若密度太小不足以壓住井下流體，可能會(huì )導致井噴危險。
3）鉆井液中的固相含量 固相含量對鉆進(jìn)速度和鉆頭消耗量都有嚴重的影響，一半應盡量采用固相含量低于4%的低固相鉆井液。
 
鉆井設備對溫泉鉆井質(zhì)量、速度的影響
鉆井設備對溫泉鉆井速度的影響不容忽視，在一口井的溫泉鉆井周期中，由于設備問(wèn)題導致溫泉鉆井周期延長(cháng)的時(shí)間占絕大部分。設備的影響大體分為以下幾種情況：
1）鉆機配置不能滿(mǎn)足溫泉鉆井需要，如鉆機動(dòng)力不足、鉆頭硬度不夠等。  
2）設備沒(méi)有進(jìn)行定期維護和檢修，經(jīng)常發(fā)生故障而延誤工期，如個(gè)別井位柴油機、泥漿泵、氣泵等大型設備多次發(fā)生故障。
3）鉆具陳舊，性能下降，增加了井下事故發(fā)生的頻率，發(fā)生諸如發(fā)生過(guò)1次鉆鋌脫扣，1次鉆桿脫扣，2次鉆桿折斷。
4）井場(chǎng)常用工具配備不齊全而延誤工期，如個(gè)別井位多次發(fā)生鉆具折斷而無(wú)打撈工具公錐和母錐；無(wú)備用鉆頭。深井、超深井的現有鉆井液體系中包被劑普遍存在抗溫性能達不到設計要求。
 
其它影響因素
由于溫泉鉆井區塊的井位基本上都在交通不便的山丘、沙漠等地理特殊位置，所以每逢雨雪天氣溫泉鉆井所需的物資很難運送到井場(chǎng)，進(jìn)而延誤工期。遇到下雨等天氣，水和柴油無(wú)法及時(shí)供應，也會(huì )嚴重影響工期。針對這種情況，后期提前儲備足夠的水和柴油，避免了雨雪天氣由于缺少水和柴油而延誤工期。對深井復雜情況的預防與處理，深井可能遇到的復雜情況比淺井多的多，在常見(jiàn)的復雜和事故如井涌、井漏、井塌、縮徑、斷鉆具等的預防上，只要把現有的技術(shù)運用好，把工作做細，完全能夠達到安全生產(chǎn)。預防井下復雜技術(shù)，以化學(xué)防塌為主、以物理防塌為輔。即抑制粘土分散、控制失水、改善鉆井液性能；堅持使用固控設備除砂補土、加重，邊鉆邊劃、端起長(cháng)起相結合整修井壁，起鉆前打重泥漿塞保持井筒當量密度。但在處理這些事故和復雜時(shí)，難度和危險性比淺井大的多，需要針對不同的地區和井下情況采取不同的措施，絕對不能生搬硬套其他井的工作經(jīng)驗。