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簡介

地?zé)崾堑厍騼?nèi)部的可再生清潔新能源。地?zé)崾且环N清潔、環(huán)保的綠色能源，我國地?zé)豳Y源儲量豐富，從國家和世界范圍分析，地?zé)嵊型蔀榫G色能源的生力軍。我國經(jīng)濟發(fā)達(dá)地區(qū)如北京、天津地?zé)嵋驯粡V泛開發(fā)、利用， 

已開始將資源優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢。地?zé)徙@井技術(shù)通過不斷研究、探索，特別是在安全鉆井、水層保護、完井方式、洗井作業(yè)、隨鉆分析、判斷等方面加強研究和改進，逐步完善成系統(tǒng)化、多樣化，能適應(yīng)不同地質(zhì)條件的鉆井技術(shù)方法和工藝技術(shù)，利用石油鉆探技術(shù)優(yōu)勢開發(fā)地?zé)衢_發(fā)資源，地?zé)徙@井必將成為未來能源一大支柱產(chǎn)業(yè)。地?zé)豳Y 源以多種不同的形式存儲于地下，在地?zé)衢_發(fā)中，一進入既摒棄水井市場通行的“坂土+堿”原始分散型泥漿，針對不同地層采用科學(xué)的泥漿配方，引進近平衡鉆井和完井液概念，有目的使用了細(xì)分散、不分散低固相聚合物泥漿、抗高溫泥漿，在目的層盡量降低泥漿比重，達(dá)近平衡鉆進。 現(xiàn)階段實際開發(fā)的只是埋藏淺于4km且水量豐富和天然滲透性高 的水熱系統(tǒng)。

其它被研究用于能源生產(chǎn)的地?zé)嵯到y(tǒng)有：

a．地壓型地?zé)嵯到y(tǒng)，水的溫度稍高（高于正常地溫梯度）但靜液壓力要遠(yuǎn)高于其正常深度的壓力鉆井工藝   

占領(lǐng)地?zé)崾袌鲩_發(fā)市場優(yōu)勢在于將石油鉆井中*、成熟的工藝與相關(guān)水文、地?zé)崾┕みM行了有機地結(jié)合。充分利用現(xiàn)有設(shè)備，優(yōu)選鉆頭和機械參數(shù)，積極推廣和采用近噴射鉆井，大大提高了鉆井效率，縮短了建井周期；

b．巖漿型地?zé)嵯到y(tǒng)，溫度為600～1400℃；

c．干熱巖（HDＲ）系統(tǒng)，溫度通常為200～350℃，但是巖石具有較低的天然滲透性和少量的水地?zé)徙@井特點 地?zé)徙@井主要借鑒油氣井鉆井技術(shù)，由于熱儲 巖石地質(zhì)條件， 諸如巖性、埋深以及產(chǎn)出流體性質(zhì)不同，相比于油氣鉆井、地?zé)徙@井條件更為苛刻，還要針對地?zé)峋?的高溫和大口徑進行新技術(shù)和新設(shè) 備的改進與研發(fā)鉆機選擇 地?zé)峋ǔ０碧骄蜕a(chǎn)井（包括注入 井）。

鉆小口徑井，使用巖心鉆機可以節(jié)約成本。因為巖心鉆機只需要小的套管、工具（鉆頭、鉸刀等）和少量的水泥，還有能力鉆穿全漏失地層。如果需要鉆大口徑井，那么通常采用常規(guī)轉(zhuǎn)盤式鉆機。多年以來，傳統(tǒng)的鉆機都是靠機臺上的轉(zhuǎn)盤來帶動鉆桿旋轉(zhuǎn)。但是目前“頂部驅(qū)動”技術(shù)業(yè)已成熟，它改善了以往隨著鉆進每次只能加一根鉆桿的情形。這種鉆機可以帶動一組（兩到三根）鉆 桿， 節(jié)省了連接時間，而且在下鉆時可以旋轉(zhuǎn)和循環(huán)。這種邊鉆進邊循環(huán)的方式對于地?zé)峋畞碚f尤為重要，因為它可以在鉆進過程中保護對溫度敏感的工具。雖然頂部驅(qū)動的鉆機日常的成本比較高，但它往往更劃算。鉆井設(shè)計和套管程序 鉆井設(shè)計通常是從井底到套管頂部。就是說，預(yù)計的生產(chǎn)層深度和流量決定鉆井的井身結(jié)構(gòu)，并且大多數(shù)設(shè)備也由這些條件確定。由于地?zé)峋a(chǎn)出 的熱水或蒸汽（相比于石油或天然氣）價值較低，所以流量要很高。而且地?zé)崃黧w的生產(chǎn)是直接從儲層 流到套管， 如果存在兩相流，大孔徑套管可顯著降低蒸汽的流動壓降，提高生產(chǎn)率。此外，許多低溫地?zé)峋荒茏粤?，必須使用泵，要么在地表采用長軸泵驅(qū)動，要么采用潛水泵（鉆井設(shè)計必須滿足泵的移動）。所有這些因素導(dǎo)致地?zé)峋韧瑯由疃鹊挠蜌饩目趶揭蟮責(zé)徙@井的主要問題 上述特點意味著地?zé)徙@進是非常困難的。鉆進速度和鉆頭壽命通常都比較低，腐蝕很常見，循環(huán)漏失頻繁且嚴(yán)重。井內(nèi)高溫亦加劇了這些問題。 常見的地?zé)嵯到y(tǒng)幾乎都含有溶解或游離的二氧化碳（CO2）和硫化氫（H2S）氣體，這些氣體會造成嚴(yán)重的腐蝕問題。H2S的存在使地?zé)徙@井設(shè)備的選 擇更加單一， 并且只能使用低強度鋼套管，因為硫化物會使高強度鋼產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕開裂H2S本身也是 鉆井過程中的重大安全隱患。應(yīng)用材料的局限以及相關(guān)的安全隱患，增加了地?zé)徙@井的成本。

特別值得一提的是，循環(huán)漏失與熱儲損害不容忽視。一方面，漏失會帶來巨大的經(jīng)濟損失，漏失成本通常占鉆井成本的10%～20%，而且循環(huán)漏失往往是巨大的，甚至不上返。許多地?zé)徙@井報廢是因為不能 穿過漏失層，而且更多的井需要用設(shè)計之外的套管柱來解決漏失問題；另一方面， 漏失是有害的。地?zé)峋校a(chǎn)層通常是漏失層，因此很難恢復(fù)漏失所造成的損害而保持其生產(chǎn)潛力鉆井計劃 鉆井作業(yè)的關(guān)鍵是鉆井計劃。它不僅可以降低成本，而且可以減少突發(fā)事件對鉆井產(chǎn)生的危害以及財產(chǎn)損失。一個詳細(xì)的鉆井計劃應(yīng)當(dāng)列出完成這口井所需要的所有工作（地表條件、鉆井、完井、固井、測井等），并且包括完成這些工作所需的成本和時間，對每個單獨任務(wù)進行充分說明，并明確它們完成的先后順序。鹽水的化學(xué)成分不僅具腐蝕性，還會在生產(chǎn)地層和套管內(nèi)產(chǎn)生結(jié)垢，這是所有的地?zé)峋济媾R的問題，它會導(dǎo)致頻繁的修井。在嚴(yán)重的情況下，未經(jīng)處理的結(jié)垢會導(dǎo)致套管的流通面積在一個月內(nèi)大幅度減少。結(jié)垢有時可以 通過高壓射流解決，但是當(dāng)生產(chǎn)地層堵塞時， 就必須用鉆頭鉆開（需要可膨脹的鉆頭伸到套管底部，通常鉆頭直徑要大于套管內(nèi)徑）。 zui后，需要判斷生產(chǎn)地層是否足夠穩(wěn)定可以支持裸孔，還是必須使用割縫襯管防止地層巖石脫落或崩塌落入井內(nèi)。這些可以從鉆井獲得的地質(zhì)樣品 中判斷， 如果允許的話也可以通過測井成像技術(shù)，但是根據(jù)同一地區(qū)地?zé)峋@井經(jīng)驗判斷是比較常見 的。*技術(shù) 地?zé)徙@井運用的較成熟的技術(shù)是控壓鉆井技 術(shù)、定向鉆井技術(shù)等；zui近針對地?zé)徙@井的特殊鉆井 液的研制也取得了重大進展；可膨脹套管技術(shù)及跟管鉆進技術(shù)尚處研究階段，但已表現(xiàn)出巨大的應(yīng)用潛力控壓鉆井技術(shù) 控壓鉆井起源于欠平衡鉆井，

通過對井口套管壓力、流體密度、水力摩阻等的綜合控制，根據(jù)鉆井要求和地層特點，調(diào)整井內(nèi)液柱壓力與地層壓力之間的關(guān)系， 鉆進過程中的壓力控制流。

地?zé)徙@井中應(yīng)用控壓鉆井技術(shù)表現(xiàn)出兩點突出優(yōu)勢：

a．該技術(shù)能有效減少循環(huán)鉆井液的漏失，避免了應(yīng)堵漏而消耗的鉆井液用量，從而縮短鉆井周期，節(jié)約成本；

b．避免了過量鉆井液向地層內(nèi)流失，減輕了鉆井液對熱儲的損害，從而保證了熱儲產(chǎn)能。輕質(zhì)防腐水泥（固井和堵漏） 為了提供機械支撐和保護套管不受腐蝕，除了精細(xì)的固井技術(shù)外，固井水泥應(yīng)低滲并與套管有較 高的粘結(jié)強度，而且當(dāng)泥漿輕質(zhì)時優(yōu)勢更明顯。低比重泥漿在處理漏失問題時是非常重要的，假如地層孔隙壓力不能承受鉆井液柱壓力，是不可能將正常比重的水泥舉升到地表的，采用發(fā)泡水泥可以解決這一問題。與向鉆井液中注入氣體相同，把氣體注入水泥形成輕質(zhì)泡沫水泥鉆井 為了優(yōu)化鉆井成本，提高鉆井效率，采用回轉(zhuǎn)鉆進，僅在定向鉆井時使用井底泥漿馬達(dá)進行造斜和 增斜。造斜時使用陀螺測斜儀，使用隨鉆測量工具監(jiān)測井眼軌跡。 由于巖石顆粒粒度變化頻繁以及裂縫方向和數(shù)量的變化，不使用PDC鉆頭，應(yīng)用光桿滿眼或鐘擺井下鉆具組合。 條件允許的情況下，使用天然鹽（氯化鈉）作為 無固相加重劑。氯化鈉是一種廉價的加重劑，易溶且無毒。使用氫氧化鈉提升pH值及減輕腐蝕。如 果需要，使用膨潤土作為稠化劑以攜帶巖屑。沉淀池和聚合物用來分離液體和巖屑。加入巖屑和水泥稠化泥漿以便處理廢漿。

安裝了“自由浮動”套管，由井底裸眼套管銅鎳封隔器支撐，并用小段水泥粘結(jié)?？紤]到套管的膨脹和收縮，套管在井口是“自由”的，使用抗高溫含 氟橡膠密封圈保證套管在井口的“靈活性”。由于技術(shù)的限制，自由套管完井深度可達(dá)5km隨著能源和水資源的危機，人類生活、生產(chǎn)活動對自然環(huán)境的破壞，人類生存和可持續(xù)發(fā)展所依賴的自然資源正面臨污染、破壞、枯竭的危險境地。各國在協(xié)同保護自然環(huán)境的同時，也在向地球深部探求地?zé)崮茉春退Y源，鉆井深度越來越大，一般井深皆達(dá)數(shù)千米，總投資費用數(shù)百萬至千萬元，任何風(fēng)險和失誤都將給國家、企事業(yè)單位造成重大經(jīng)濟損失。

鉆井設(shè)計應(yīng)與鉆前地質(zhì)論證確定的原則相一致鉆井設(shè)計應(yīng)結(jié)合地質(zhì)特征優(yōu)選鉆井方式，保證鉆井質(zhì)量，提高地?zé)峋a(chǎn)量，滿足地?zé)崽镩_發(fā)的要求鉆井地質(zhì)設(shè)計的主要內(nèi)容應(yīng)包括：區(qū)塊地質(zhì)概況（地質(zhì)構(gòu)造概況、本區(qū)已鉆井情況、巖性柱狀剖面圖、熱儲層物性和地?zé)崴V化度）、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)（構(gòu)造位臵、地理位臵、鉆井目的、設(shè)計井深、目的層位、完鉆層位及原則）、地質(zhì)分層數(shù)據(jù)（地質(zhì)年代、地質(zhì)分層、底界深度、分層厚度）、取資料要求（巖屑錄井、鉆時錄井、循環(huán)觀察、鉆井液錄井、鉆井取心、地球物理測井）、已鉆井地層壓力系數(shù)情況、技術(shù)說明及要求（水平位移允許范圍、生產(chǎn)套管尺寸、水泥上返深度、人工井底距采水段底）。 地?zé)峋@井工程設(shè)計的編制是根據(jù)項目的地質(zhì)設(shè)計書或項目委托計劃任務(wù)書及合同要求，在現(xiàn)場勘查的基礎(chǔ)上，按照現(xiàn)有的生產(chǎn)定額、材料消耗定額、人員和設(shè)備配備與費用定額等材料為依據(jù)進行編制，根據(jù)需要與可能，選用設(shè)備和選擇*施工方法與工藝，以確保工程質(zhì)量和獲取的技術(shù)經(jīng)濟效益水泥環(huán)質(zhì)量評價 

1. 水泥環(huán)質(zhì)量鑒定應(yīng)以聲幅（CBL）為準(zhǔn)，正常聲幅測井時間應(yīng)在注水泥24h—48h內(nèi)進行聲幅相對值在15%以內(nèi)為，30%為合格，超過30%為不合格，對低密度水泥聲幅值暫定為40%為合格經(jīng)聲幅測井其質(zhì)量不能明確鑒定時，可用變密度（VDC）等其它方法鑒定。鉆井施工完成后，公司鉆井工程管理人員應(yīng)組織公司*以及相關(guān)地?zé)嶂鞴懿块T對完成井進行現(xiàn)場水溫水量水位及落差等的驗收，并簽署完井驗收意見鉆井施工中應(yīng)采取環(huán)境保護措施，防止污水、鉆井液、等污染環(huán)境，做好環(huán)境保護工作，應(yīng)采取有效措施，不得污染地下水。污水、鉆井液、不得隨意排放，必須按有關(guān)規(guī)定采取集中處理或處理達(dá)標(biāo)后排放。棄井應(yīng)進行嚴(yán)格的井口處理。鉆井作業(yè)完成后，應(yīng)按照國家和地方法律、法規(guī)進行地貌恢復(fù)工作，符合相關(guān)要求后施工方方可離場鉆井資料包括：鉆井生產(chǎn)信息動態(tài)資料；完井驗收與歸檔管理資料（鉆井施工單位完井應(yīng)提交的資料；鉆井監(jiān)理完井應(yīng)提交的資料）鉆井生產(chǎn)信息動態(tài)資料：1.鉆井工程日報表、月報表；

2.鉆井液日報表、月報表；

3.鉆井參數(shù)儀記錄；

4.指重表記錄；

5.井控記錄；

6.鉆具記錄；

7.鉆頭記錄；

8.鉆井液處理記錄；

9.測斜記錄；

10.固井質(zhì)量評價測井圖；

11.鉆井取芯記錄；

12.工程錄井記錄。地?zé)岬刭|(zhì)特征編制主要內(nèi)容包括：充分收集鄰區(qū)已成井解釋的地質(zhì)概況，收集和分析論證區(qū)勘探資料并在不明區(qū)域投入相應(yīng)的物探勘探工作，進行論證區(qū)地貌、地質(zhì)構(gòu)造特征、地層與熱儲、地溫場特征、富水性特征、水化學(xué)特征論證

鉆井工藝 

B.2.1  成井結(jié)構(gòu)（完工地?zé)峋畬嶋H結(jié)構(gòu)圖） 

B.2.2  鉆探工藝（闡明采用的鉆進方法、鉆井工藝、鉆井液等） 

B.2.3  成井工藝（闡明物探測井、泵室段、技術(shù)套管、過濾管、下管方法、止水固井方法等） 

B.2.4  鉆探新工藝、新方法 

B.2.5  鉆探技術(shù)措施（主要是解決施工難題的技術(shù)措施）地?zé)峋こ藤|(zhì)量

B.3.1  鉆探工程質(zhì)量保證措施 

B.3.2  鉆探工程質(zhì)量評述（包括設(shè)計要求和達(dá)到的指標(biāo)）鉆井地質(zhì) 

B.4.1  物探測井（測井、錄井資料及分析） 

B.4.2  熱儲的水文地質(zhì)特征（簡述熱儲類型、補給來源、礦化度、水化學(xué)類型、溫度、流量等） 

B.4.3  可采資源計算與評價（簡述井流試驗及其成果分析、可開采量及放熱量的計算、開采影響區(qū)內(nèi)單位面積的可采熱儲存量的估算、地?zé)峋Ｗo范圍及合理井距的確定）

B.4.4  地?zé)崴|(zhì)量與環(huán)境影響評價（簡述地?zé)崴|(zhì)分析成果、水質(zhì)評價、腐蝕性評價、地?zé)崴_發(fā)對環(huán)境影響評價、地?zé)豳Y源開發(fā)前景分析）動力鉆具造斜  動力鉆具包括渦輪鉆具、螺桿鉆具、電動鉆具三種。動力鉆具定向井造斜時，多使用彎接頭鉆具造斜。地?zé)岫ㄏ蚓瞬捎?°30′～2°30′的彎接頭。轉(zhuǎn)盤鉆造斜  轉(zhuǎn)盤鉆造斜鉆具宜使用變向器、射流鉆頭和扶正器組合。扶正器的形式宜采用螺旋式，對軟地層應(yīng)使用大支撐面積的螺旋扶正器定向井增斜 14.3.3.1 常用增斜鉆具組合  常用增斜鉆具組合為：鉆頭—近鉆頭扶正器—非磁鉆鋌（根據(jù)井斜角、方位角的大小用非磁鉆鋌的長度）—鋼鉆鋌（非磁鉆鋌和鋼鉆鋌的總長度為20m～30 m之間）—扶正器—鉆鋌（10 m）—扶正器—鉆鋌—隨鉆震擊器—加重鉆桿—鉆桿。增斜鉆具組合中鉆頭直徑與扶正器外徑允許差值為3mm～4 mm。