地熱井完井施工工藝措施深討

地大熱能地熱鉆井：地熱井鉆完井施工過程中，也會存在一定的問題，主要有以下幾點：水文、壓力、水量、靜水位等衰減速度過快，同時沉砂問題比較嚴重，開采水層與表層水之間存在相互流竄的現象，測試難度增大。以上問題都會影響地熱井鉆完井施工質量和經濟效益，不利于地熱能源的可持續發展。所以我們需要進一步的優化地熱井鉆完井施工工藝技術，可以在不同地區不同熱儲類型的情況下都能適用，有效解決以上問題，促進地熱能源的長遠發展。

地熱井鉆完井技術難點

鉆頭壽命短

地熱井在鉆井施工過程中，一般情況下會鉆遇到變質巖地層、火成巖地層。以上兩種地層有著地層研磨性強、巖石硬度大、鉆井難度高的特點，地層溫度的升高會造成傳統牙輪鉆頭牙齒磨損越來越嚴重，軸承系統運行不穩定，掉齒等問題，因此在地熱井鉆完井施工過程中傳統鉆頭適應性不高。

鉆具易磨損

地熱井在地層、特殊鉆井液的影響下，會造成鉆具的磨損。地熱井內部環境的腐蝕性很強，一些非凝聚性氣體在鉆進到變質巖及火成巖時會溢出，主要是一氧化碳、二氧化碳、硫化氫等。以上氣體會對鋼產生影響，造成其變脆、出現裂痕等，鉆具磨損程度越來越大，嚴重情況下會導致鉆具斷裂。

安全鉆井難

高溫蒸汽在地熱井鉆井過程中就會出現，其溫度一般高于150℃，產層的溫度隨著井深深度的增加而增加，最高溫度可能達到350℃，鉆井難度大。

漏失層位固井質量差

必須保障地熱井固井每層套管水泥封固安全可靠，固井難度隨著地層溫度的升高、漏失嚴重等變得越來越大，嚴重的情況下造成套管損壞，容易損壞地面表套與技套，產生嚴重的后果。

鉆進工藝優化

鉆井液正循環鉆井工藝

目前我國比較常用的鉆進工藝技術為正循環鉆進工藝技術，其中鉆井液設計與管理工作是正循環鉆進工藝技術中的關鍵，就是正確的處理可能出現的卡鉆事故、腐蝕、井底高溫、漏失等。其中熱儲地層很容易出現漏失問題，也會發生涌噴問題。該類型鉆井工藝應用過程中，需要保障地層壓力梯度密度中鉆井液的密度保持在1.05～1.20 kg/L范圍之內，pH值在9～10范圍之內，黏度要求滿足35～45 s，流失量不能超過5 mL。一般情況下應用牙輪鉆頭，特殊情況下應用PDC鉆頭。

清水正循環鉆進工藝

鉆井液在地熱井中熱儲層鉆進過程中，可能會出現污染熱儲層的問題，直接影響出水量，所以我們通常將循環介質水應用在正循環鉆井過程中。該種鉆進工藝技術的優勢在于洗井效果比較好、鉆進速度比較快、成本比較低、保護含水層及熱儲層，避免對周邊環境產生污染。主要的缺點就是可能對井壁造成破壞，影響井壁的穩定性，攜巖能力較低，大量巖屑填充在含水層裂縫中，直接影響出水量。

清水充空氣正循環鉆井工藝

漏失現象是目前地熱井儲層中比較常見的問題之一，清水充空氣正循環鉆井工藝在欠平衡鉆井過程中應用效果比較理想，應用清水充空氣正循環鉆井工藝技術，可以實現井內地層水的連續注入，有效保護熱儲層。同時避免出現壓差型漏失，避免井筒內液柱壓力過高，保障鉆速。最后我們需要消除正壓差，避免出現濾餅問題，有效預防壓差卡鉆問題，降低故障發生率。清水充空氣正循環鉆井工藝技術在應用中也存在一定的問題，主要表現為空氣在清水中滑脫聚集的問題，這就要對鉆井施工過程中的配合施工及不同情況下的工序時間有著更加嚴格的要求。

氣舉反循環鉆進工藝

氣舉反循環鉆井工藝技術在鉆井施工中的應用，主要的作用就是利用反循環抽汲負壓系統，有效的解決了嚴重的漏失問題，改善了只進不出的鉆進現象。該鉆進工藝的應用過程中，隨著鉆具中心的通道一些巖渣屑和流體介質會出現上返現象，與井壁與含水層不會出現直接的接觸，這時候才能開展抽水洗井及反循環鉆進的操作，進一步簡化了抽水洗井工序及含水層孔隙的有效疏通。同時鉆井工藝的應用，有效的避免了正循環鉆進時井壁受到流體介質的腐蝕問題，加強了井壁的穩定性，降低坍塌及井內事故發生的幾率。

完井工藝優化

測井

測井參數的選擇，一定要根據地熱井測井的實際情況而定，具體參數的調整以測量井段為主。

固井

首先是對泵室段底部密封止水方式進行完善和優化，傳統的止水方式為異徑連接密封及重疊擠水泥密封，異徑連接密封的優勢在于一次性下入整體管串，兩級井管之間的薄弱環節被彌補，重疊擠水泥密封主要的密封方式為懸掛連接密封，又可以分為兩種方式金屬密封與橡膠密封。橡膠密封主要是在下泵室管底部使用井管收徑頭將管底部與頂部相連接，使用橡膠層對擴徑位置進行坐封；金屬密封的主要原理是利用懸掛器來完成，在外套錐面上利用鉛質來實現坐封，利用內套外錐面與外套內錐面相互配合，達到密封的目的。以上兩種密封方式都是在石油鉆井結構的基礎上優化和完善出來的，地熱井泵室底部通過懸掛器來實現連接，使用水泥將濾水管上進行封固，保障密封止水效果滿足使用需求，提高了使用的安全性與可靠性。

洗井

裸眼井完井技術及濾水管完井技術是目前比較常用的兩種地熱井鉆井技術，而多種洗井方式在洗井過程中比較常用，保障地熱水的獲取量及水質。同時多種洗井方式還能保障水溫滿足要求，出水量符合設計標準，保障出水量及水溫都處于最佳的狀態。目前化學藥劑洗井及機械洗井是比較常見的兩種洗井方式，機械洗井也分為好多種，主要包括氣舉洗井、活塞洗井、噴射洗井、水泵抽水洗井等，化學藥劑洗井的種類也很多，主要包括酸化洗井、液態二氧化碳洗井、焦磷酸鈉洗井等。在實際的洗井應用過程中，需要將以上幾種洗井方式相互聯合使用才能滿足完整的地熱井洗井作業流程。我們主要采取噴射洗井加氣舉洗井的方式對砂巖熱儲地熱井進行作業，采取噴射洗井加酸化洗井加氣舉洗井的方式對基巖裂隙型熱儲地熱井進行作業。根據每種地質環境的不同，我們需要選擇相應的聯合洗井方式才能滿足使用需求。

目前正在大力發展地熱能源，想要進一步的對鉆井完井技術進行優化和完善，就要根據井身實際結構、固井、測井、洗井等基本參數來確定，才能充分的發揮出地熱能源的優勢，提高現場應用效果。地熱資源的開發變得越來越廣泛，深度也越來越深，這就對鉆井施工技術有著更高的要求，需要有效解決鉆井過程中噪音污染、鉆井施工中安全生產等各種問題，同時也要重視鉆井液的處理工作，避免對環境產生污染，不斷的完善與優化鉆完井施工工藝技術，符合我國環境保護的基本原則，為企業創造更大的經濟效益，促進企業的可持續發展。

湖北地大熱能科技有限公司是一家集地熱勘查、地熱鉆井、地熱供暖、地熱發電、地熱農業等綜合地熱開發模式于一身的科技型企業。地大熱能作為地熱能開發利用的高科技企業，積極順應新能源時代對于地熱能在城市建筑供暖方面的需求，依靠自身強大的地熱勘察和地熱鉆井技術實力，一流的地熱能供暖開發團隊，在地熱能供暖行業，積極為新開發的城鎮地產提供地熱能供暖系統的一站式服務，用綠色環保的新能源為各行業提供新的發展契機，創造更多更持久的經濟收益與生態價值。