地?zé)峋删斫Y(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)分析

1、地?zé)峋删順?gòu)造優(yōu)化設(shè)計(jì)分析【摘 要】 隨著我國(guó)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的快速穩(wěn)定開(kāi)展，城市化程度加強(qiáng)，人民生活質(zhì)量進(jìn)步，地?zé)嶙鳛橐环N環(huán)保、高效、可持續(xù)利用的能源，市場(chǎng)對(duì)它的需求非常強(qiáng)烈。尤其是在我國(guó)北方寒冷地區(qū)，急需開(kāi)發(fā)大規(guī)模的中、低溫地?zé)醽?lái)解決城鎮(zhèn)供熱的問(wèn)題，而西北高原也急需開(kāi)發(fā)熱礦水來(lái)進(jìn)步人民生活程度，改善人民生活條件。目前，我國(guó)的高溫地?zé)豳Y源發(fā)電產(chǎn)業(yè)已經(jīng)具有了一定的根底，但是，還有許多問(wèn)題仍然存在。雖然地?zé)嶙鳛橐环N新型環(huán)保的替代能源，而且它的利用、技術(shù)研發(fā)本錢非常低廉，但是它開(kāi)采投資大、風(fēng)險(xiǎn)高，也是不容無(wú)視的問(wèn)題。【關(guān)鍵詞】 第三系地?zé)峋?潛山地?zé)峋?定向井隨著我國(guó)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的快速穩(wěn)定開(kāi)展，城市化程度

2、加強(qiáng)，人民生活質(zhì)量進(jìn)步，地?zé)嶙鳛橐环N環(huán)保、高效、可持續(xù)利用的能源，市場(chǎng)對(duì)它的需求非常強(qiáng)烈。尤其是在我國(guó)北方寒冷地區(qū)，急需開(kāi)發(fā)大規(guī)模的中、低溫地?zé)醽?lái)解決城鎮(zhèn)供熱的問(wèn)題，而西北高原也急需開(kāi)發(fā)熱礦水來(lái)進(jìn)步人民生活程度，改善人民生活條件。由于地?zé)崾袌?chǎng)的推動(dòng)使得地?zé)崮芤呀?jīng)由開(kāi)采中低溫地?zé)豳Y源逐漸過(guò)渡為開(kāi)采高溫地?zé)豳Y源，而且地?zé)峋目碧胶偷責(zé)峋某删疃纫脖厝浑S之增加。而隨著地?zé)峋删疃鹊牟粩嘣黾樱率菇衣兜貙忧闆r越來(lái)越復(fù)雜多變，特別是深潛山和潛山內(nèi)幕為主體的隱蔽型潛山的地?zé)峥辈?，雖然它們有著宏大的勘探效益，但同時(shí)也由于地形的影響致使地層可鉆性急劇變差，有更大的幾率產(chǎn)生如井壁垮塌、漏失及井斜等一系列的復(fù)

3、雜情況，致使它有著高度的復(fù)雜性及風(fēng)險(xiǎn)性。1 定向井井身構(gòu)造目前定向地?zé)峋簿褪切本饕獞?yīng)用于地?zé)嵋徊梢还鄬?duì)井鉆鑿，以此來(lái)解決回灌熱儲(chǔ)層段的程度間隔 受到井口位置限制的問(wèn)題。1.1 第三系孔隙熱儲(chǔ)層二開(kāi)定向井身構(gòu)造第三系孔隙熱儲(chǔ)層定向井一般情況下為二開(kāi)井身構(gòu)造。一開(kāi)井身構(gòu)造用444.5mm井眼下入339.7mm套管，且管外全井段水泥固井并封住定向井表層。二開(kāi)井采用的是311.2mm井眼，包括直井段、增斜段、造斜段以及穩(wěn)斜段，下入244.5mm進(jìn)展套管，頂部與339.7mm的套管重疊不得小于30mm，下部超過(guò)目的層不得小于30m，要采用“穿鞋帶帽的方法進(jìn)展水泥固頂，下部水泥漿上返至目的層以上的間隔

4、 不得少于150m。目的層段要采用射孔成井，可根據(jù)抽水地?zé)崴沉康那闆r來(lái)選擇補(bǔ)掛177.8mm濾水管。1.2 潛山裂隙熱儲(chǔ)層定向地?zé)峋順?gòu)造深潛山定向井一般情況下采用四開(kāi)井身構(gòu)造。一開(kāi)井身構(gòu)造用444.5mm井眼下入339.7mm套管，管外全井段用水泥固井封住表層；而二開(kāi)井身構(gòu)造采用311.2mm井眼包括直井段、增斜段、造斜段以及穩(wěn)斜段下入244.5mm套管，頂部與339.7mm套管重疊間隔 不得小于30m，并采用“穿鞋帶帽的方法用水泥固井；三開(kāi)井身構(gòu)造采用215.9mm井眼，下入177.8mm尾管，頂部與224.5mm套管重疊間隔 不得小于30m，并采用“穿鞋帶帽的方法用水泥固井；四開(kāi)潛

5、山目的層段采用152.4mm鉆頭或149.2mm鉆頭鉆進(jìn)，直接裸眼完井或根據(jù)基巖破碎情況來(lái)選擇性下入127mm襯管或114.3mm襯管來(lái)完井。2 第三系孔隙熱儲(chǔ)層地?zé)峋顦?gòu)造第三系孔隙型熱儲(chǔ)層一般情況下埋藏較淺，地層的巖性是由泥巖以及砂巖所組成，砂巖的泥質(zhì)膠結(jié)而疏松，而泥巖的致密性較差。地?zé)峋删木順?gòu)造一般情況下為一次管串構(gòu)造見(jiàn)圖1，泵室管段一般情況下為444.5mm井眼或375.0mm井眼下入 339.7mm套管或273.0mm套管，通過(guò)變徑來(lái)和下部177.8mm套管連接，而下部為244.5mm井眼。其中目的熱儲(chǔ)層段的開(kāi)采，要對(duì)應(yīng)含水砂巖層有選擇性的下入濾水管，而目的熱儲(chǔ)層以上的開(kāi)采套

6、管外要采用膠傘黏土球止水，且粘土球的厚度要大于30m，而上部要回填粘土以止水。在第三系孔隙型熱儲(chǔ)層以上的第三系明化鎮(zhèn)組熱儲(chǔ)層巖性構(gòu)造是最松散的，所以為了防止地?zé)峋錾?，目前最常采用且最?jīng)濟(jì)有效的方法是在濾水管外與井壁環(huán)隙中間用礫料進(jìn)展充填要在2mm到4mm之間。500.0mm井眼或444.5mm井眼下入339.7mm套管或273.0mm套管，通過(guò)變徑來(lái)和下部177.8mm套管連接，而下部為375.0mm井眼，且成井段以上套管外要采用粘土球止水，而上部要通過(guò)回填粘土來(lái)止水。而對(duì)于成井過(guò)深成井深度大于2000m的第三系孔隙型熱儲(chǔ)地?zé)峋瑸榱私档涂ㄣ@以及井壁垮塌等特殊情況的風(fēng)險(xiǎn)，可以采用二開(kāi)井身構(gòu)造

7、，一開(kāi)用444.5mm井眼下入339.7mm+273.0mm套管一般情況下300m500m，管外全孔段采用水泥固井封住表層；二開(kāi)采用244.5mm井眼下入177.8mm套管，頂部采用變徑和膠傘來(lái)與273.0mm套管進(jìn)展座封，下部和熱儲(chǔ)層段頂部那么采用膠傘來(lái)止水。3 潛山裂隙熱儲(chǔ)層地?zé)峋順?gòu)造通過(guò)利用基巖裂隙型熱儲(chǔ)層成井，一般情況下開(kāi)采目的熱儲(chǔ)層為古生界奧陶系和寒武系府君山組以及元古界長(zhǎng)城系巖溶裂隙熱儲(chǔ)層來(lái)分析不同類型的潛山井，根據(jù)實(shí)地情況分別給出不同類型的井身構(gòu)造方案。3.1 超過(guò)4500m的深潛山井超過(guò)4500m的深潛山井可采用四開(kāi)井身構(gòu)造。一開(kāi)用444.5mm井眼下入339.7mm套管，

8、管外全井段利用水泥固井封住表層；二開(kāi)用311.2mm井眼下入244.5mm套管，頂部和339.7mm套管重疊間隔 不得小于30m，并采用“穿鞋帶帽的方法利用水泥固井。而對(duì)于地層較穩(wěn)定且下部地層壓力體系正常的井，二開(kāi)套管可以封住陶組易漏的地層，下井深度2000m左右；而對(duì)于下部鉆遇地層復(fù)雜且坍塌壓力高的區(qū)塊，二開(kāi)套管那么需要坐入沙河街組地層，下井深度在3000m至3500m之間，可以有效地降低上部地層垮塌和漏失的風(fēng)險(xiǎn)；三開(kāi)用 215.9mm井眼下入177.8mm尾管，頂部和244.5mm套管重疊間隔 不得小于30m，并且采用“穿鞋帶帽的方法利用水泥固井。當(dāng)非開(kāi)采目的基巖熱儲(chǔ)層的潛山泥巖地區(qū)薄，井

9、壁垮塌情況不嚴(yán)重，可以采用177.8mm套管直接坐入潛山頂，同時(shí)封隔上部易垮塌地層，在一個(gè)開(kāi)次中直接鉆進(jìn)潛山內(nèi)幕地層；四開(kāi)潛山目的層段采用 152.4mm鉆頭或149.2mm鉆頭鉆進(jìn)，裸眼直接完井或者根據(jù)基巖破碎的情況選擇性的下入127mm襯管或114.3mm襯管完井。 假設(shè)古近系地層垮塌嚴(yán)重，且潛山泥巖地層垮漏同層，此時(shí)為了平安鉆進(jìn)，可以將四開(kāi)井身構(gòu)造更改為五開(kāi)井身構(gòu)造：用177.8mm套管下至潛山頂，四開(kāi)潛山泥巖易垮塌地層井段采用152.4mm鉆頭或149.2mm鉆頭鉆進(jìn)，同時(shí)下入127mm尾管，五開(kāi)井身構(gòu)造針對(duì)一般情況下為元古界長(zhǎng)城系的目的熱儲(chǔ)層的易漏地層采用105mm小鉆頭鉆進(jìn)。3.2

10、 潛山目的層段較淺的井潛山目的層段較淺的井，一般在2000m左右，采用三開(kāi)井身構(gòu)造。一開(kāi)用444.5mm井眼下入339.7mm套管，管外全井段采用水泥固井封住表層；二開(kāi)那么采用311.2mm井眼下入244.5mm套管坐入完好基巖的潛山35m，頂部和339.7mm套管重疊間隔 不小于30m，并且采用“穿鞋帶帽的方法利用水泥固井。這種構(gòu)造的潛山段鉆井參數(shù)和鉆頭選擇具有更大的靈敏性，而且機(jī)械鉆速能有更大的提升空間，同時(shí)處理井下突發(fā)緊急情況也更加方便。在探井鉆探的過(guò)程中，該構(gòu)造假設(shè)多預(yù)留一層套管，那么可以更好的實(shí)現(xiàn)鉆井目的。3.3 潛山目的層埋深在3500m4000m之間的潛山井潛山目的層埋深在350

11、0m4000m之間的潛山井一般采用三開(kāi)井身構(gòu)造。一開(kāi)用444.5mm井眼下入339.7mm套管，管外全井段采用水泥固井封住表層；二層一般采用241.3mm井眼下入177.8mm套管坐進(jìn)潛山3m至5m，頂部與339.7mm套管重疊間隔 不得小于30m，并且采用“穿鞋帶帽的方法來(lái)利用水泥固井。這種構(gòu)造與二開(kāi)采用 311.2mm井眼的構(gòu)造相比，可節(jié)約大量的鉆井本錢。4 結(jié)語(yǔ)1第三系孔隙型熱儲(chǔ)層埋藏深度較淺，井身構(gòu)造一般情況下為一次管串構(gòu)造，開(kāi)采目的熱儲(chǔ)層段是要根據(jù)對(duì)應(yīng)含水砂巖層的情況全部或有選擇性的下入濾水管；而泥質(zhì)膠結(jié)疏松的地層為了有效地防止地?zé)峋錾?，需要在濾水管外和井壁環(huán)隙之間進(jìn)展礫料填充。2在勘察和開(kāi)發(fā)潛山巖溶裂隙熱儲(chǔ)層時(shí)井身構(gòu)造多數(shù)情況下為三開(kāi)或者四開(kāi)井身構(gòu)造，三開(kāi)或四開(kāi)套管多數(shù)情況下入基巖頂部3m5m，三開(kāi)或四開(kāi)為裸眼完井或根據(jù)情況尾管固井完井，這種構(gòu)造為潛山地?zé)岬目辈彀l(fā)揮了重要作用。3目前斜井定向地?zé)峋饕獞?yīng)用與地?zé)嵋徊梢还鄬?duì)井鉆鑿，已解決開(kāi)采回灌的熱儲(chǔ)層段程度間隔 收到井口限制的問(wèn)題。第三系孔隙熱儲(chǔ)定向井多數(shù)情況下以二開(kāi)為主，包括穩(wěn)斜段、造斜段和增斜段以及直井段，開(kāi)采目的層段時(shí)要采用射孔成井；深潛山定向井一般情況下采用三開(kāi)或者四開(kāi)構(gòu)