地熱井施工設計

1、2. 地質施工設計2 1 基 本 數 據1. 地熱開采井井號： JNR-11設計井深：2000m目的層：中元古界薊縣系霧迷山組地熱井坐標：X： 20533912， Y： 43140842. 地熱回灌井井號： JN-11B設計井深：2100m目的層：中元古界薊縣系霧迷山組地熱井坐標：X： 20534925， Y： 4314236地理位置：位于JNR-11 井東側，井口相距1.06km。2 2 地 熱 地 質 條 件2 2 1 地質構造條件設計對井位于萬家碼頭地熱田IV級構造單元小韓莊凸起之北部。小韓莊凸起在平面上呈北北東（NNE向展布，在空間上為一個南高北低的斷塊狀侵蝕剝蝕 孤山，東部、南部陡峭

2、，北部、西部平緩。凸起最高部位在萬家碼頭一帶，隱伏深度在900m左右。區(qū)域上對小韓莊凸起空間展布影響較大的斷裂有東、西部北 北東（NNE向的滄東斷裂和白塘口東斷裂，南、北部近東西（ EW向的海河斷 裂和增福臺斷裂。在小韓莊凸起內部，發(fā)育有北北東向和北西西向的咸水沽斷裂、小營盤斷裂、獨流堿河斷裂，這些次級斷裂相互作用，將小韓莊凸起分割成兩個次級凸起和次級凹陷，即王穩(wěn)莊次凸起，雙河橋次凸起，咸水沽次凹陷和北閘口次凹陷，北閘口次凹陷基巖頂板埋深 14001500m具有良好的熱流背景（見圖2-1）。對北閘口次凹陷地熱地質影響最大的是東部北北東（ NNE向的滄東斷裂 和北北東（NNE向的小營盤斷裂等次級

3、斷裂，這些構造，對局部地層分布、水 熱均衡有一定的影響。1、滄東斷裂地震測深證明，該斷裂是一條切穿地殼硅鋁層的深大斷裂，是印支燕山旋 回的產物，由于多次活動，斷裂呈現多條帶分布，斷裂的總體走向為北東向，斷面向南東傾斜，傾角為50 700。據大地電磁測深反應，在斷裂帶西側古生界頂板埋深為10002000m東側為30003500m斷裂東盤發(fā)育古近系，西盤缺失 該地層。該斷裂在新生界的結構面上表現形式各樣，可分為勺形、椅形、階形、坎形四種，控制著中新生代盆地的發(fā)展，是同沉積的生長斷層，并成為滄縣隆起與黃驊坳陷的分界。2、小營盤斷裂位于設計開采井東側，該斷裂分布于津南區(qū)小白莊老左營一線，是小韓莊次凸起

4、內部的一條斷裂，走向NE， 傾向SE， 傾角25°左右，為正斷層，延長約13km。該斷裂控制著北閘口一帶中生界和上古生界發(fā)育，在斷裂上升盤，基巖為奧陶系，下降盤為中生界，并發(fā)育有石炭二疊系。該斷裂對設計對井位置奧陶系熱儲起主要的控制作用。鉆井顯示，在小營盤斷裂的東側，奧陶系地層厚度發(fā)育不均，JN-07、 JN07B 井未鉆遇該地層，小站的JN-09、 JN-09B 對井揭露奧陶系地層均為550m左右，鉆井顯示該地層裂隙發(fā)育，滲透率良好，但出水情況很差。在小 營盤斷裂的西側，JN-02井出水量高達180吊/h。由于本區(qū)新生界地層下面覆蓋 有較厚的中生界、古生界石炭二疊系地層，缺乏垂向補

5、給的條件，因此判斷小營盤斷裂為水平方向的阻水斷裂，在斷裂西側奧陶系有較好的水力條件，成井希望較大。3、咸水沽斷裂位于津南區(qū)咸水沽八里臺一線，是小韓莊凸起內部斷裂，走向北東，傾向南東，傾角300左右，為正斷層，長約10km斷點埋深1400m左右，斷距100 200m推測斷至下古生界。2 2 2 地層概況 根據以往的鉆探和地震勘探成果，設計對井及附近已揭露的地層自上而下有：新生界的第四系和新近系，中生界，古生界的石炭-二疊系、奧陶系及寒武系，中、新元古界的青白口系和薊縣系。各地層特征如下。1、新生界（ 1）第四系：該地層在研究區(qū)內普遍分布，以沖洪積為主，間夾有海相沉積的粘性土與砂層組成巖性為沖洪積

6、相粘土及砂層，揭露厚度為277520m（ 2）新近系明化鎮(zhèn)組在區(qū)內廣泛分布，可分為上下兩段，底板埋深11501300m,揭露厚度在600800m上段： 巖性以灰、灰綠色砂巖、含礫砂巖與灰綠、淺棕紅、 紫色等雜色泥巖、粉砂質泥巖成不等厚互層，間夾薄層淺灰綠色泥質粉砂巖、細砂巖、鈣質砂巖，成巖性和膠結程度自上而下逐漸變好。下段：以棕紅、紫紅、灰綠色厚層泥巖、砂質泥巖夾灰綠、灰白色細砂巖為主，泥巖普遍含砂，有較多的鈣質團塊，砂巖層理發(fā)育。館陶組區(qū)內均有分布，底板埋深在 13501700m厚度在200400m上部巖性為灰色粉砂巖與棕紅色、灰色泥巖成等厚互層；中部以泥巖為主；下部為灰黃、淺灰色中粗含礫砂

7、巖夾灰色泥巖，與下伏中生界地層呈不整合接觸。2、中生界區(qū)內滄東斷裂以西底板埋深為14301800m揭露厚度為46250 m JN-07、 JN-07B井、津3和津4有揭露。津3井揭露底板埋深為1729m揭露厚度為240m 中生界地層為一套弱氧化環(huán)境的河湖相沉積，主要巖性為紫紅、棕紅色泥巖與灰黃、灰色粉砂巖互層，和下伏地層呈不整合接觸。3、古生界（ 1）石炭-二疊系區(qū)內滄東斷裂以西底板埋深14602300m揭露厚度30500m津3、津4、 JN-07、 JN-07B 井揭露到該層。石炭-二疊系地層上部巖性為灰黃色粉砂巖；下部巖性為紫紅色、深灰色、灰黑色、灰白色泥巖、鈣質泥巖、碳質泥巖、鋁土質泥巖

8、夾灰色粉砂巖、細砂巖及深灰色泥灰?guī)r、灰白色灰?guī)r，局部見煤層，和下伏地層呈不整合接觸。（ 2）奧陶系該地層主要分布在白塘口斷裂以東，以西缺失。在萬家碼頭地熱田高凸部位缺失，本區(qū)普遍分布。從北閘口二道橋一線向西北方向埋深逐漸加深至2000m以上，厚度也加厚至700m以上。在小營盤斷裂附近局部受到剝蝕，甚至出現缺 失，JN-07、 JN07B 井未鉆遇該地層。鉆井顯示，在小營盤斷裂以東和以西厚度均有變大的趨勢，本次論證所定的井位所在地為該斷裂以西，與斷裂相距較近，地層復雜，厚度變化大。鄰近津3、津4 井揭露到該層，津3、津4 井位于設計對井的東南側，相距分別為6km和5kmi津3揭露奧陶系頂板埋深1

9、811m厚度 61m,未揭穿。津4揭露底板埋深2346m揭露厚度為714m東北2km處的JN-08 井奧陶系底板埋深1464m揭露厚度144m東北6km處的JN-04并揭露奧陶系底 板埋深1321m揭露厚度134m設計對井南部5km處的小站鎮(zhèn)JN-09、JN-09B 揭露奧陶系頂板埋深分別為1858m和1720m揭露厚度分別為546mffi 550m,其中 JN-09 井未揭穿。鉆井資料顯示奧陶系地層以碳酸鹽巖為主，屬淺海相沉積，與下伏寒武系整合接觸。（ 3）寒武系區(qū)內普遍分布，小營盤斷裂以西底板埋深17002950m厚度為270500m 小營盤斷裂以東底板埋深26003500m津4井揭露底板

10、埋深2864 m區(qū)內寒武 系地層上部巖性為以碎屑灰?guī)r為主夾泥質條帶狀灰?guī)r，并見有紫褐色泥頁巖；中部自上而下碎屑逐漸增多，巖性逐漸從顆?；?guī)r夾泥質條帶灰?guī)r為主過渡到一套暗紅色海相白云質泥巖；下部巖性為塊狀灰?guī)r、白云質灰?guī)r以及角礫狀泥灰?guī)r，與下伏元古界呈假整合接觸。4、中、新元古界（ 1）青白口系該層在區(qū)內普遍分布，小營盤斷裂以西底板埋深20002300m小營盤斷裂以東底板埋深28003760m厚度為150260m巖性上部為灰綠、棕紅色泥巖 及灰綠、灰褐色薄層狀泥灰?guī)r或頁巖，夾灰白、灰色灰?guī)r或薄層白云質灰?guī)r；下部為黑灰色、黃褐色泥質砂巖、粉砂巖，夾灰綠色泥巖及灰、灰綠色石英砂巖，主要成分為石英，含

11、有較多的海綠石，硅質膠結，屬濱海相沉積，與下伏霧迷山組呈假整合接觸。2）薊縣系霧迷山組區(qū)內普遍分布，小營盤斷裂以西頂板埋深 21003200m小營盤斷裂以東頂 板埋深28003760m未有鉆孔揭穿該層，預測設計井附近頂板埋深較淺，屬淺 海相碳酸鹽巖沉積。巖性上部為灰色白云巖，細晶、粒晶結構，遇熱酸起泡反應劇烈； 下部以淺灰色、灰色、 深灰色白云巖為主，夾有棕紅色或灰色泥質白云巖，泥質分布不均，并夾有燧石條帶白云巖，穿插有石英巖脈。巖溶、裂隙的發(fā)育主 要受構造控制，褶皺軸部和斷裂附近更為發(fā)育。2 3 目 的 層 熱 儲 特 征在設計對井區(qū)域，地溫梯度等值線走向與滄東斷裂基本一致，呈北北東，說明滄

12、東斷裂具有導熱性，設計對井緊鄰滄東斷裂，具有較高熱流背景。設計對井處在白塘口凹陷內的小韓莊凸起之上，屬萬家碼頭地熱田。根據區(qū)域地溫場變化特征和設計對井所處的地溫場位置，設計對井蓋層平均地溫梯度在4.4 /100m。預測設計對井鉆遇奧陶系頂板埋深15001600m巖性以灰?guī)r、白云質灰?guī)r 為主夾泥質灰?guī)r，預測水量4080 m3/h,井口穩(wěn)定流溫6872C,熱流體 化學類型Cl HCO- Na®,礦化度1.8 2.0 g/L。2 4 地 質 技 術 要 求2 4 1 地質資料采集地質資料采集主要進行巖屑錄井和鉆時錄井。目的是通過鉆進速度及時掌握地層軟硬程度及破碎帶、溶洞、裂隙的深度，卡準地

13、層界面；通過巖屑錄井可以最直接地描述地層巖性特征、研究沉積環(huán)境、判斷地層界面，通過室內化驗，還可進一步判定巖石沉積年代、古生物活動特征等，為日后的地質研究提供第一手的寶貴的基礎資料。鉆時錄井：由1000m完井，單位為h/m。巖屑錄井具體要求如下：由1000m-完井，每2m取一包巖屑，當地層變化頻繁，要加密取樣，每 0.5 -1m取一包巖屑，接近于易漏失層基巖頂板時，應連續(xù)撈取巖屑，隨時掌握泥 漿漏失情況及深度，切實卡準漏失層基巖頂部風化殼的深度。同時按規(guī)范要求，每100m測試一次泥漿遲到時間，確保巖屑準時反映地層情況，并確保巖屑洗凈、晾干、擺放整齊、裝袋及巖屑箱，嚴禁丟失漏寫巖樣標識。2 4

14、2 地球物理測井設計對井均要進行電法測井（包括2.5m 梯度電阻率、0.5m 電位電阻率、自然電位和側向測井），聲波時差測井及自然伽瑪測井。其目的是為了更準確地劃分地層，并掌握含水層的深度和厚度、孔隙率及滲透率。1. 第一次測井項目（二開）：標準測井:A. 自然電位測井（SP）B.2.5m 底部梯度電極系視電阻率測井（R250TD）2C.4.0m 底部梯度電極系視電阻率測井（R400TD）2綜合測井：D.補償聲波測井（A。E.自然伽瑪測井（GRF. 雙感應八側向測井（LL8）連續(xù)測溫2. 第二次測井項目（三開）：標準測井:A. 自然電位測井（SP）B.2.5m 底部梯度電極系視電阻率測井（R2

15、50TD2）C40m底部梯度電極系視電阻率測井（R400TD2綜合測井：D.補償聲波測井（ACE.自然伽瑪測井（GRF. 雙感應雙側向測井（LL2）井底溫度2 5 成 井 試 水 方 案 及 要 求1. 目的 確定熱儲層中涌水量； 取得地熱資源評價必需的計算參數，提供地熱資源評價依據。2. 類型試水試驗有兩種方案：一種是熱水不自流，要求進行3 個落程的抽水試驗；一種是熱水自流（自噴），要求進行放噴試驗。由于東麗湖地區(qū)霧迷山組熱儲層地熱井已不能自流，所以設計對井均要求做進行3 個落程的穩(wěn)定流抽水試驗，做第二口井抽水試驗時要求以第一口井做觀測井進行多井試驗。3. 落程規(guī)定根據按1989 8 29

16、發(fā)布實施的國家標準地熱資源地質勘查規(guī)范GB1161589中規(guī)定：單井抽水試驗一般做三個落程，穩(wěn)定延續(xù)時間812h,用以確定流量與水位降低的關系。先作大落程的抽水試驗，產量大了，溫度高了，地層的裂隙疏通了，才能求得真正的熱水水位。熱水水位是在大落程抽水試驗結束時，測恢復水位時得到的一個瞬間水位，在測水位恢復曲線時，在3 15min 內出現隨著溫度的降低水位開始回落?？梢栽谙淳嚦殡A段，大體測一個熱水水位，指導正規(guī)的抽水。4. 抽水試驗方案抽水試驗具體要求如下：完井后用空壓機氣舉洗井，做到水清砂凈（含砂量不得大于萬分之一），在水溫、水量無明顯變化后，轉入穩(wěn)定流正式抽水，依據地熱資源地質勘查規(guī)范（G

17、B11615-89規(guī)定，抽水時間為三個落程（即 48、16、8h）,并做好水位，降深、流量的觀測記錄工作，最后取全分析水樣一個按規(guī)范要求做到以下幾項具體觀測工作： 抽水前需觀測靜水位和液面溫度。 抽水試驗時，動水位、出水量和流體溫度的觀測時間間距為（min）：1，2, 2, 5, 5, 5, 5, 5, 10, 10, 10, 20, 20, 20, 30, 30,。 先進行最大降深抽水，其余2 次降深分別為最大降深的1/3 和 2/3 。 試驗穩(wěn)定標準應符合抽水孔出水量和動水位與時間關系曲線只在一定的范圍內波動，且沒有持續(xù)的上升或下降趨勢。 氣溫觀測的時間，宜每隔2h 同步觀測一次。最大落程

18、抽水試驗結束前2h,取全分析水樣、化探水樣2份送檢。 抽水終止后要立即進行水位恢復觀測。觀測時間間距要求與抽水時相同，應先密后疏，直至穩(wěn)定，或基本符合抽水前的天然動態(tài)為止，一般需要4h。 進行抽水試驗報告編寫。5. 水質分析最大落程抽水試驗結束前2h,取全分析水樣2.5kg送檢。6. 抽水試驗資料整理 基本要求A. 靜水位(壓力)及恢復水位觀測記錄；B. 抽水試驗水量、水溫、氣溫、動水位記錄；C. 抽水試驗安裝示意圖；D. 抽水試驗井身結構示意圖；E. 抽水試驗驗收表。 資料整理A. 抽水試驗各種歷時曲線圖；B. Q=f (s)曲線圖；C. q s 曲線圖；D. s T曲線圖；E. QT曲線圖

19、；F. 熱儲參數計算表；G. 水質分析成果報告表；H. 地熱井抽水試驗報告。2 6 回 灌 試 驗 及 要 求完井后對回灌井進行回灌試驗，井權單位必須提供相應的試驗條件，時間為一周， 目的為通過回灌試驗驗證設計對井之間的水力聯系，盡量避免形成巖溶裂隙管道流，同時探討設計對井的回灌能力。1、回灌試驗前準備工作（ 1）原始水位、水溫測定首先對設計對井進行48h靜水位、水溫觀測，觀測時間間距為12h。（ 2）管路沖洗每組試驗開始前都必須進行管路沖洗，設計開采井抽水，通過輸水管道，從回灌井旁路的出口排出，沖洗輸水管和過濾裝置，直到水清。2、回灌方案試驗采取自然回灌（常壓）模式，依次回灌量為20m3/h

20、 、 60m3/h 、 100m3/h ，每個灌量回灌時間為48h。如果自然回灌量小于60n3/h ,則應使用加壓回灌方式 確定設計對井的回灌能力。3、試驗觀測數據（ 1）回灌井水位觀測在每組回灌試驗中對回灌井的水位進行觀測，觀測時間為開泵后第1、 2、 3、4、6、8、10、15、20、25、30、35、40、50、60、80、100、120min,之后每 60min 觀測一次。（ 2）回灌水溫度觀測要求水位、水溫同步觀測，觀測時間間距一致。（ 3）回灌量觀測包括回灌總量和瞬時回灌量，與回灌井水位同步觀測，觀測時間間距一致。2 7 資 料 歸 檔由鉆井施工所取得的各項基礎資料積累代表一個地區(qū)

21、研究程度的水平及將來勘查開發(fā)利用的基礎，因此地質資料的歸檔應嚴格執(zhí)行地質資料管理條例及 ISO9001： 2000質量認證體系要求，及時向上級主管部門和技術歸口部門進行匯交。1. 本次所取得的原始資料進行審核、校對、 分類整理、編目造冊、以備存檔。2. 將資料中的數據、參數經計算核定后，填制各種統(tǒng)計表。3. 所有原始資料（包括地質、鉆探、物探資料、巖屑）經驗收合格后方能歸檔、入庫，驗收資料必須符合完整、準確、系統(tǒng)、規(guī)格、清晰、載質、整齊七項標準。4. 資料驗收在鉆井驗收后7 天內完成。由主管部門按ISO9001： 2000質量體系標準組織驗收。5. 報告以紙介質和電子文檔兩種形式提交。3.地熱

22、井施工設計3.1 JNR-11B地熱回灌井施工設計3.1.1 設備選擇依據JNR-11B井的設計深度、成井工藝、以及地層的可鉆性等，選;f¥ RPS3000鉆機，其最大鉆進能力可達3000ml完全可以滿足施工要求。鉆機主要設備見表3 1 o表3-1 RPS3000型鉆機主要設備參數名稱型號負載或功率備注鉆機RPS-3000220kw井架A31135 KN游動滑車大鉤5X6滑輪組1225KNZP175272t泥漿泵SL1300A956Kw柴油機12V190B883Kw3.1.2 設備安裝及鉆前準備1 .鉆機設備的混凝土基礎應按鉆機基礎圖嚴格施工，基礎施工要按冬季保 養(yǎng)要求養(yǎng)護基礎，確保

23、基礎的施工質量。在基礎的周圍挖泄水道，防止水和泥漿 長期浸泡基礎。2 .鉆機設備安裝應按設備安裝程序進行，設備安裝要平穩(wěn)牢固，所安裝平 面必須用水平尺找平。天車、游車大鉤、轉盤中心三點成一線，轉盤安裝要平穩(wěn)、 水平、牢固，防碰天車要靈活可靠。提升主鋼絲繩要嚴格檢查，如發(fā)現斷絲數量 超標要及時更換。鉆塔必須安裝避雷針和指示燈，全部安裝工作結束后，要經院 有關部門驗收后方可進行開鉆。3.1.3井身結構設計JNR-11B為三開直井，完井裸眼直徑216mm井身結構設計參數見表3-2, 井身結構示意圖見圖3-1。表3-2井身結構設計方案回次鉆頭直徑及鉆進深度套管直徑及下入深度井徑（mm）深度（m）直徑（

24、mm）下入深度（m）444.5400339.7400二開3111600244.516002162100裸眼成井3 .1.4 套管程序及套管質量要求1.1.1 序1）表層套管小339.7mm下至400m2）技術套管小244.5mm下至二開底。1.1.2 量要求表層套管質量要求直徑：4 339.7mm壁厚：9.65mm鋼級J-55 ,符合API標準石油套管。技術套管質量要求直徑：小244.5mm壁厚：8.94mm鋼級J-55 ,符合API標準石油套管。3.1.5 鉆具組合一開：6 444.5mm SKG124占頭+小 203mm1占鋌+ 小 159mmi占鋌+ 小 127mmi占桿；二開：（|）3

25、11.2mmMP2ST517GK鉆頭 + 小 203mms鋌+ 小 159mmi占鋌+小 127mm 鉆桿；三開：4 215.9mm ST517GKS 頭+ 小 159m旃占鋌+小 127mnmU干。3.1.6 鉆進參數一開：鉆壓 10220KN 轉速 60r/min , 排量 22002500 L/min ;二開：鉆壓 100180KN 轉速 60r/min , 排量 2200 L/min ,泵壓 5MPa 三開：鉆壓80150KN 轉速6070r/min ,排量2000L/min ,泵壓57Mpa 在施工中應根據技術要求隨時調整鉆進參數。設計回灌井（）444.5mm400m（）311.2m

26、m1530m（）339.7mm400m（j）244.5mm1530m（）444.5mm400m（j）311.2mm1600m（）339.7mm400m（）244.5mm1600m（j）215.9mm2000m1060m（j）215.9mm 2100m圖31 JNR-11 、JNR-11B地熱對井井身結構示意圖3.1.7 鉆井液技術要求(1)鉆井液要有良好的護壁性能，鉆井液的護壁能力，包括兩個內容：一是 濾失數量，二是在井壁形成濾餅質量的好壞。 濾失量過大易泡垮易塌地層，形成 不規(guī)則井眼，造成一系列井下問題，如電測困難、起下鉆阻卡甚至造成卡鉆；在 高滲透地層易造成較厚的濾餅而引起阻卡，甚至發(fā)生壓

27、差卡鉆，因此，要求鉆井液濾失量要低，要求泥餅薄而堅韌、以利于護壁，避免壓差卡鉆，保證井下安全， 防止縮徑及井壁坍塌；(2)嚴格控制固相含量，對鉆井液中的無用惰性固相必須徹底清除。固相含量高，鉆井液柱壓力大，鉆速降低，濾失量大時，濾餅必然厚，摩阻系數增大，因而易引起井下復雜情況；固相含量高，鉆井液的流變性難以控制，且流阻大，功耗多，鉆井效率低。因此，應根據需要配備良好的凈化設備，徹底清除無用固相，嚴格控制澎潤土的含量，以保證鉆井液凈化效果；(3) 鉆井液的粘度和切力對鉆井與地質工作有較大的影響，粘度切力過大和過低都不利于鉆井。在實際鉆進過程中，盡可能采用較低的粘度及切力，進行調整時應注意對原漿性

28、能影響不大時可加清水、稀漿降低粘度切力，若添加降粘劑，應根據實際情況合理選擇、適量添加；鉆井液應滿足攜砂要求，防止砂橋卡鉆等井內事故；(4) 泥漿工應按要求測定和記錄鉆井液性能，并及時向現場技術人員匯報鉆井液性能的異常變化。鉆井液參數( 粘度測量均采用馬氏漏斗) 一開：密度1.051.10g/cm3,粘度3540s； 二開：密度1.101.15g/cm3,粘度4045s,失水 8ml, pH值910, 含砂量 0.5% 三開：根據井下實際情況，可采用清水鉆井或普通泥漿，密度1.051.15 g/cm3,粘度 3540s。3.1.8 下 套 管 作 業(yè)(1) 下套管前必須進行通井和換漿，確保套管

29、準確下至目地層；(2) 下套管前要嚴格檢查套管質量，不符合設計要求的套管嚴禁下入井內；(3) 對所有套管要進行通徑，并清洗絲扣，丈量每根套管長度并做好記錄；(4) 所有下井套管都要用雙吊鉗緊扣；(5) 技術套管采用鉆桿連接倒扣接頭將套管送至井下。3.1.9 固 井 作 業(yè) 技 術 要 求(1) 表層套管采用內管固井工藝，水泥漿要求返至地表。固井采用R32.5 普通硅酸鹽水泥， 水泥漿密度不低于1.70g/cm3,套管內水泥塞高度不少于10m候凝時間不少于 36h。(2)技術套管采用二級固井工藝，第一次固井要求水泥漿上返高度不少于300m套管內水泥塞高度不少于10m第二次固井采用擠水泥作業(yè)，所用

30、干水泥量不少于5T,技術套管頂部水泥塞高度不少于10m固井采用G級油井水泥，水泥漿密度不低 于1.85g/cm3,候凝時間不少于36h。候凝結束后，要進行試壓，試壓壓力不低 于3MPa穩(wěn)定時間不少于10min,如達不到上述要求，要重新進行擠水泥作業(yè)。3.1.10 完井作業(yè)完井后進行氣舉洗井，待水清砂凈后，下入深井泵進行正式抽水，測出本井 的出水量、動水位、靜水位、水溫等數據，達到設計要求后，準備齊全各種資料 進行交井驗收。3.1.11 單井施工工期安排施工工期安排見表3-3。表3-3 工期安排項目鉆進井深(項工作內容天數0-400鉆進、下管、固井、候凝7二開400-1600鉆進、測井、下管、固

31、井、候凝21三開1600-2100鉆進、測井102100洗井、抽水、抽水試驗、驗收10合計工作天數48天3.2 JNR-11 地熱開采井施工設計3.2.1 設備選擇依據JNR-11井的設計深度、成井工藝、以及地層的可鉆性等，選才¥ RPS3000 鉆機，其最大鉆進能力可達3000m可以滿足施工要求。鉆機主要設備見表3-4。表3-4 RPS3000型鉆機主要設備參數名稱型號負載或功率備注鉆機RPS-3000220kw井架A31135 KN游動滑車大鉤5X6滑輪組1225KNZP175272t泥漿泵SL1300A956Kw柴油機12V190B883Kw3.2.2 設備安裝及鉆前準備1 .

32、鉆機設備的混凝土基礎應按鉆機基礎圖嚴格施工，基礎施工要按冬季保 養(yǎng)要求養(yǎng)護基礎，確保基礎的施工質量。在基礎的周圍挖泄水道，防止水和泥漿 長期浸泡基礎。2 .鉆機設備安裝應按設備安裝程序進行，設備安裝要平穩(wěn)牢固，所安裝平 面必須用水平尺找平。天車、游車大鉤、轉盤中心三點成一線，轉盤安裝要平穩(wěn)、 水平、牢固，防碰天車要靈活可靠。提升主鋼絲繩要嚴格檢查，如發(fā)現斷絲數量 超標要及時更換。鉆塔必須安裝避雷針和指示燈，全部安裝工作結束后，要經院 有關部門驗收后方可進行開鉆。3 .2.3 井身結構設計JNR-11井為三開直井，完井裸眼直徑216mm井身結構設計參數見表3-5, 井身結構示意圖見圖3-1。表3

33、-5井身結構設計方案回次鉆頭直徑及鉆進深度套管直徑及下入深度井徑(mm)深度(m)直徑(mm)下入深度(m)444.5400339.7400二開3111530244.51530T2162000裸眼成井3.2.4套管程序及套管質量要求1.1.1 套管程序1）表層套管小339.7mm下至400m2）技術套管6244.5mm下至二開底。1.1.2 套管質量要求表層套管質量要求 直徑：小339.7mm壁厚：9.65mm鋼級J-55 ,符合API標準石油套管。技術套管質量要求 直徑：小244.5mm壁厚：8.94mm鋼級J-55 ,符合API 標準石油套管。3.2.5 鉆 具 組 合一開：6 444.5

34、mm SKG124占頭+6 203mm1占鋌+ 6 159mmi占鋌+ 6 127mmi占桿；二開：（|）311.2mmMP2ST517GK鉆頭 + 6 203mms鋌+ 6 159mmi占鋌+6 127mm 鉆桿；三開：6 215.9mm ST517GKS 頭+ 6 159m旃占鋌+6 127mnmU干。3.2.6 鉆 進 參 數一開：鉆壓 10220KN 轉速 60r/min , 排量 22002500 L/min ;二開：鉆壓 100180KN 轉速 60r/min , 排量 2200 L/min ,泵壓 5MPa 三開：鉆壓80150KN 轉速6070r/min ,排量2000L/mi

35、n ,泵壓57Mpa 在施工中應根據技術要求隨時調整鉆進參數。3.2.7 鉆 井 液 技 術 要 求(1) 鉆井液要有良好的護壁性能，鉆井液的護壁能力，包括兩個內容：一是濾失數量，二是在井壁形成濾餅質量的好壞。濾失量過大易泡垮易塌地層，形成不規(guī)則井眼，造成一系列井下問題，如電測困難、起下鉆阻卡甚至造成卡鉆；在高滲透地層易造成較厚的濾餅而引起阻卡，甚至發(fā)生壓差卡鉆，因此， 要求鉆井液濾失量要低，要求泥餅薄而堅韌、以利于護壁，避免壓差卡鉆，保證井下安全，防止縮徑及井壁坍塌；(2) 嚴格控制固相含量，對鉆井液中的無用惰性固相必須徹底清除。固相含量高，鉆井液柱壓力大，鉆速降低，濾失量大時，濾餅必然厚，

36、摩阻系數增大，因而易引起井下復雜情況；固相含量高，鉆井液的流變性難以控制，且流阻大，功耗多，鉆井效率低。因此，應根據需要配備良好的凈化設備，徹底清除無用固相，嚴格控制澎潤土的含量，以保證鉆井液凈化效果；(3) 鉆井液的粘度和切力對鉆井與地質工作有較大的影響，粘度切力過大和過低都不利于鉆井。在實際鉆進過程中，盡可能采用較低的粘度及切力，進行調整時應注意對原漿性能影響不大時可加清水、稀漿降低粘度切力，若添加降粘劑，應根據實際情況合理選擇、適量添加；鉆井液應滿足攜砂要求，防止砂橋卡鉆等井內事故；(4) 泥漿工應按要求測定和記錄鉆井液性能，并及時向現場技術人員匯報鉆井液性能的異常變化。鉆井液參數( 粘

37、度測量均采用馬氏漏斗) 一開：密度1.051.10g/cm3,粘度3540s； 二開：密度1.101.15g/cm3,粘度4045s,失水 8ml, pH值910, 含砂量 0.5% 三開：根據井下實際情況，可采用清水鉆井或普通泥漿，密度1.051.15 g/cm3,粘度 3540s。3.2.8 下 套 管 作 業(yè)(1) 下套管前必須進行通井和換漿，確保套管準確下至目地層；(2) 下套管前要嚴格檢查套管質量，不符合設計要求的套管嚴禁下入井內；(3) 對所有套管要進行通徑，并清洗絲扣，丈量每根套管長度并做好記錄；(4) 所有下井套管都要用雙吊鉗緊扣；(5) 技術套管采用鉆桿連接倒扣接頭將套管送至

38、井下。3.2.9 固 井 作 業(yè) 技 術 要 求(1) 表層套管采用內管固井工藝，水泥漿要求返至地表。固井采用R32.5普通硅酸鹽水泥， 水泥漿密度不低于1.70g/cm3,套管內水泥塞高度不少于10m候凝時間不少于 36h。(2)技術套管采用二級固井工藝，第一次固井要求水泥漿上返高度不少于300m套管內水泥塞高度不少于10m第二次固井采用擠水泥作業(yè)，所用干水泥量不少于5T,技術套管頂部水泥塞高度不少于10m固井采用G級油井水泥，水泥漿密度不低 于1.85g/cm3,候凝時間不少于36h。候凝結束后，要進行試壓，試壓壓力不低 于3MPa穩(wěn)定時間不少于10min,如達不到上述要求，要重新進行擠水

39、泥作業(yè)。3.2.10 完井作業(yè)完井后進行氣舉洗井，待水清砂凈后，下入深井泵進行正式抽水，測出本井 的出水量、動水位、靜水位、水溫等數據，達到設計要求后，準備齊全各種資料 進行交井驗收。3.2.11 單井施工工期安排施工工期安排見表3-6。表3-6工期安排項目鉆進井深(項工作內容天數0-400鉆進、下管、固井、候凝7二開400-1600鉆進、測井、下管、固井、候凝21三開1600-2000鉆進、測井82000洗井、抽水、抽水試驗、驗收10合計工作天數46天4. 地質風險提示及施工注意事項設計對井位于白塘口凹陷中的小韓莊凸起之上。該地區(qū)斷裂多，地質構造條件十分復雜，地層情況多變，深部儲層情況也不盡掌握。因此，對該地熱對井施 工隱含著較大的風險。鉆井風險影響因素很多，主要有地質因素和工程因素兩大類，本論證也主要從這兩方面進行風險分析和預測。1、研究區(qū)地