现在深层钻探开发的温泉和原有温泉根本不同。有什么不同呢?首先是温度的差异。原有温泉位在地热(火山)地带。但现在深层钻探开发的温泉,温度多在50℃以下,需要加温使用 以容易利用的场所及时间作为开发温泉的条件,正不断地在城市近郊开发温泉。因此,温泉开发场所多远离火山,不处于地热带。 其次是成分的不同。温泉成分虽不能用一句话概括。但原有温泉中的火山成分含量较多,现在的温泉的主要成分是由于深部压力作用所溶解的各种矿物质,其功效也大不相同。
余庆县小腮地热温泉钻探完成计划深度1500米,完成一期工程投资0.15亿元,洗井后抽取500米地热水水温达46度,高于地热水温泉利用基本水温要求。
现准备进行二期工程,将于2015---2016年完成地热水取水设施、宾馆、健身中心、信息网络中心、公路、步道、停车场、公厕、休闲中心和游泳池建设。计划三期工程投资,将于2017--2018完成温泉养生社区、健康管理中心、温泉公寓、温泉度假村、温泉广场、商业步行街、民族养食街、篝火广场建设。
地热是一种新型的可再生、环保的清洁能源,可进一步促进供暖、房地产开发、医疗、宾馆、洗浴、旅游、特色养殖等产业的发展、培育新的经济增长点,同时还可以提升我县城市品位、改善城市环境,具有良好的经济效益、环境效益和社会效益。地热井的成功钻探,必将有力地提升我县休闲旅游产品的竞争力,从而促进我县旅游产业的更好更快发展
占领地热市场开发市场优势在于将石油钻井中*、成熟的工艺与相关水文、地热施工进行了有机地结合。充分利用现有设备,优选钻头和机械参数,积极推广和采用近喷射钻井,大大提高了钻井效率,缩短了建井周期。1994年西安地热市场主要由水文钻机占领,钻井速度慢,风险大,半年一口井,台月效率不足500米,而石油钻机创造了17天完成2013米,28天完成全部测试工作的记录,台月效率提高到3300多米,机械钻速提高到8-10m/h。从工程质量到成井水温、水量指标均远超合同指标。
2)引进科学的泥浆工艺
在地热开发中,一进入既摒弃水井市场通行的“坂土+碱”原始分散型泥浆,针对不同地层采用科学的泥浆配方,引进近平衡钻井和完井液概念,有目的使用了细分散、不分散低固相聚合物泥浆、抗高温泥浆,在目的层尽量降低泥浆比重,达近平衡钻进。
1998年华阴施工的“零五一”地热井中,吸取邻井由于地层污染导致废井的教训,在钻遇目的层及完井过程中,坚持使用低固相、低密度不分散聚合物钻井和完井液,确保了施工顺利和水层保护,使该井成为所在工区*口高温高产地热井。
1999年随着地热井的不断加深,井底温度急剧增高,在施工陕西省委地热井中出现了泥浆在井底高温高压下变质、变性的问题,在紧接着施工的“中国兵器工业二0六研究所地热井”中,到3000米以下目的层井段,及时更换了抗高温泥浆,在完钻后泥浆井内静置4天以上时间情况下,性能并无重大变化,确保了3400米套管不到24小时全部顺利入井。
3.完井工艺0年代,由于非专业从事地热钻探,所发现地热井均沿用水井完井方式,水层采用笼式过滤管入井后投填砾料,止水采用投泥球封隔止水的古老方式。
90年经过对水井完井工艺的研究,结合石油完井工艺,针对不同水层采用:包网缠丝滤水管、不包网缠丝滤水管完井(大多数孔隙型地热井)、裸眼完井(基岩、裂隙-溶洞型热储,如骊山微电子公司地热井”北京白云岩裂隙—溶洞型热储)、滤水管+射孔等完井方式,均获得了理想的产量。止水方式完善了传统止水装置,改进为海带加伞状橡胶加金属托盘的混合止水器,针对地热井多为大段混合开采的特点,在单个水层顶部又增加了伞状防塌装置,确保了每个水层的畅通和寿命。
4.洗井工艺原始的水井洗井就是反复抽吸。在地热洗井中逐步引入高压喷射冲洗,活塞抽吸(如省邮电局地热井),压风机气举洗井(陕西省185煤田地质队地热井),二氧化碳气举、酸化(北京地热井),高能气体压裂(二零六地热井),这些方法针对不同井场产生了良好的效果。地热是一种清洁、环保的绿色能源,我国地热资源储量丰富,从国家和世界范围分析,地热有望成为绿色能源的生力军。我国经济发达地区如北京、天津地热已被广泛开发、利用, 已开始将资源优势转化为产业优势。地热钻井技术通过不断研究、探索,特别是在安全钻井、水层保护、完井方式、洗井作业、随钻分析、判断等方面加强研究和改进,逐步完善成系统化、多样化,能适应不同地质条件的钻井技术方法和工艺技术,利用石油钻探技术优势开发地热开发资源,地热钻井必将成为未来能源一大支柱产业。
埋钻事故的处理
埋钻或抱钻事故发生后,应及时调整泥浆性能,控制事故继续扩大,并及时分析原因采取相应措施,以免错过处理时机。埋钻的处理可以总结成“清、透、顶、炸、扩、捞、砸、挖”等方法和步骤。
1、沉渣的处理
“清”即清渣洗孔。清渣可用正反循环、高喷或用洗井管空压机进行,清渣应根据地层确定泥浆质量和所用清孔设备,避免造成捞钻过程中二次塌孔事故的发生。
2、钻杆钻头的打捞
(1)有些情况下,处理埋钻事故的关键是疏通孔底与钻头上部之间的通道,使钻头底部与上部形成连通器,避免活塞效应,即为“透”。为了能够形成连通器,一般在孔边打几个比事故孔深的孔,用高压旋喷进行摆喷,如图2所示。用于通路形成,转动动力头同时增加主绳提拔力,有可能将钻杆和钻头一起提出。有的处理方案采用反循环钻机与扩孔钻头相结合。(2)“顶”即用千斤顶钻杆,是处理埋钻zui常用的力一法。用千斤顶需要有一个坚实的平台,并在钻杆上加焊千斤顶施力板,如图3所示。用3cm肋板与钻杆焊接,顶板与肋板及钻杆焊牢,并将2块顶板连接。工字钢采用60 x 100cm规格,并用连接板连接。千斤顶控制系统应联动加压。一般钻杆上部连接的卡环或直销,其所能承受的极限载荷为180kN左右,在千斤顶联动加压至150kN后,应逐步提高压力,并在每提高3到5kN压力后停滞1h左右,等待土层蠕变效应的发挥。加压的同时转动动力头。使用千斤顶的结果可能有几种:一是钻头钻杆全部顶出;二是钻头顶盖或斗门破坏,钻杆连同破坏的钻头顶出;三是钻杆内杆卡环或直销顶断,内杆和钻头留在孔内;四是钻杆从有旧裂痕处破裂,部分钻杆和钻头留在孔内。
(3)“炸”即孔底。如果洗孔后还不能提起,可以利用定位将钻头炸坏,提出钻杆,如图4所示。一般利用这种方法处理事故的基桩孔都已接近设计深度,经设计校验能够达到承载力要求,后可直接灌注。(4)“扩”即利用比钻头大10cm左右的扩孔钻头扩孔至钻头斗门以下,然后进行钻杆钻头的捞取。扩孔钻头可利用比原有护筒直径小10cm的护筒改制,改制力一法(5)打捞钻头或钻杆可以用“套、卡、钩”的力一法。如果是钻杆内心断裂,连钻杆带钻斗遗留在孔内,扩孔和洗孔清渣后,可以下潜水员套住钻杆钻具。当埋深较浅时也可用钢筋支架套取钻杆,如埋钻较深时扩孔清理沉渣后可用卡板打捞器进行打捞,卡板打捞器如图6所示;当沉渣较厚时,也可制作套取器,如图7所示,将提引器用自制钢销固定在三节钻杆上,将锅底形打捞器也固定在同节钻杆上。打捞器直壁高度应大于钻头力一头高度,以保证其内所焊的钢丝绳能够清渣到位。清渣时钢丝绳套可固定在动力头上,以保证绳套与钻杆同步。普通钻头埋钻较浅时也可用下钩的力一式,使用焊接的刚性杆件,直接下钻勾住被埋钻斗的横梁,提出钻头。
(6)有些炸后深度不能达到要求或钻头顶断于孔内,可用冲击钻砸烂破损钻头,进行冲击钻进终孔。
(7)有些地区水位较深,且钻杆埋深较浅,可用人下开挖的方法处理埋钻。人工挖孔的尺寸应大于孔径20cm左右,zui后可用洛阳铲将钻头周圈掏空,使钻头顺利挖出。
钻探工作的基本要求
1.水文地质钻探是以获取准确可靠的水文地质资料,满足地质设计要求,达到地质设计目的进行的,因此,要本着需要与可能的精神,在进行钻探设计和施工中采取切实可行的*方法与工艺,满足地质设计要求。同时,要努力提高地质、施工设计的准确程度,以便zui大限度地减少因设计不当而造成的损失。
2.在钻探工程施工的全过程中,都要始终贯彻“优质、高效、低耗、安全”和“质量*”的原则,推广应用钻探新设备、新方法、新工艺,提高经济效益。同时,在加强全面质量管理的活动中,既要反对单纯追求进尺,忽视工程质量的倾向,也要反对忽视安全和不注重经济效益,片面追求脱离实际可能或超越规程规范的技术要求。
3.要搞好钻孔各项原始资料的记录与整理工作。提交的资料必须真实、准确、可靠,对伪造钻孔原始资料数据者,必须严肃处理。
钻井工艺
占领地热市场开发市场优势在于将石油钻井中*、成熟的工艺与相关水文、地热施工进行了有机地结合。充分利用现有设备,优选钻头和机械参数,积极推广和采用近喷射钻井,大大提高了钻井效率,缩短了建井周期。1994年西安地热市场主要由水文钻机占领,钻井速度慢,风险大,半年一口井,台月效率不足500米,而石油钻机创造了17天完成2013米,28天完成全部测试工作的记录,台月效率提高到3300多米,机械钻速提高到8-10m/h。从工程质量到成井水温、水量指标均远超合同指标引进科学的泥浆工艺
在地热开发中,一进入既摒弃水井市场通行的“坂土+碱”原始分散型泥浆,针对不同地层采用科学的泥浆配方,引进近平衡钻井和完井液概念,有目的使用了细分散、不分散低固相聚合物泥浆、抗高温泥浆,在目的层尽量降低泥浆比重,达近平衡钻进。