地热井施工过程中的水层开发与保护

地热井施工过程中的水层开发与保护 „306? 五、地热井成井技术 地热井施工过程中的水层开发与保护 王月芳王学工李义丛王世壮 华北石油管理局水电厂 论文摘要针对石油系统地热钻井队伍，在地热井施工中，由于对水层保护不利，易出现的出水 量不足等完井事故，进行了实例分析。对地热井钻凿施工过程中水层保护与开发，从钻井施工的 角度应采取的主要措施:钻井液性能的调整(上部凉水层的封固，水利破壁及其它。 关键词地 热井施工储层开发与保护 ?_I___?_。_l?-。?。}。I_l_-???。ll_-。?III„。lll?。?11?IlII???IlI_“-l?，?_I__??”____„?，?____h1??。_l--。II__。ll?h。”Il_?“- ?II?-_? III_ 地热井交井成功率是地热施工队伍生存和发展的关键，如何提高成功率，使之达到百分之百，是所有 施工队伍都在努力探索和追求的目标。在地质条件一定的情况下，水层保护的好坏，出水量的大小，是热 水井成功率的关键。 20多年来在热水井的施工和维护过程中，有一些教训，更积累了一些有价值的经验。提高了我们的 技术水平，取得了一些经验。笔者认为从石油钻探队伍改成地热井施工的钻井队伍，不能简单地把石油钻 井的 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 和习惯拿来搞地热井施工。如何把石油钻井施工的 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 和水利系统、地矿系统的水文钻井施工方 法有效地结合，把国家水源井施工规范和我们石油钻井的规范和经验相结合，应用到地热井的施工上，是 我们石油系统地热井施工队伍研究的重要课 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 。特别是如何提高出水量，钻井施工中的水层保护是关键， 是提高地热井钻凿成功率的重要因素。就此问题，根据我们的施工经验浅谈一些看法，特别是我们为石油 勘探公司地热井施工中处理的不能正常交井等复杂问题，谈一些简单看法，从钻井施工的角度做一些原因 分析，供石油系统地热施工队伍共同分析和探讨。 1钻井施工中保护水层，提高出水量，钻井液性能是关键 从油井钻探改为地热井施工的队伍，在热水井施工中与其他井队相比有相当大的优势，但同时又存在 许多不足，都会有些失误，甚至失败，其原因就是水温和出水量不合格，不能正常交井，成井后没有利用 价值。造成凿井失败的原因是多种多样的，有的可能是地质方面的原因，但多数是由于工程施工方面造成 的。有些人认为只要按地质 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 施工，打到设计井深，下完套管，钻井就算完成任务，洗井不出水，与工 程无关。我们认为，在同一区块、地质条件基本相同的情况下，钻井按水井规范施工就能成功，而钻井施 工不注意，不按水井施工规范施工，就会出问题，就会造成出水量不足，成为废井。特别是钻井过程中的 钻井液管理工作尤为重要，直接影响着水井质量，管理不好就会出问题，甚至报废。如华北石油任丘地区 有几十口热水井，大部分没问题(而出问题的几口井大部分为油井钻井队施工。如电热4井、任热×井、 某公司热水1井、井下热水×井等。笔者现浅谈一些自己的看法。 1(1实例分析 例一，电热4井82年施工的一个试验井，当时为了试验热水井筛管外再包铜丝布，在钻进水层及下 套管前，因场地所限钻井液性能没调整好，下完套管后又没有及时替液和洗井，经多次采用多种方法洗井 均不成功，日出水量270m3，没有开采价值，属报废井。笔者认为，该井主要原因是包铜丝布的问题和 套管前钻井液黏度高、泥饼厚的问题。因筛管直径已比套管大出20mm，再加上包了铜丝布2,3下 层，铜 丝布的密度又高，包裹不均匀不整齐也不光滑，形成了刺状，下套管过程中就会刮下了大量泥饼， 裹在筛管外部，形成活塞状，下完套管又没有及时替人清水，没及时洗井。洗井是很难将铜丝布外使其包 的泥饼 地热井施工过程中的水层开发与保护 ?307? 洗开，虽多次多种方法洗井均无效果，最终报废。而2001年在天津东丽区打一口热水井，是明化镇组上 段，担心出沙，筛管外也包了100目的尼龙布，洗井时不出水，其原因也是钻井液黏度高，尼龙布外的泥 饼厚，堵水严重，正常洗井不能破坏掉，造成不出水。后采用了化学洗井方法，经化学洗井破坏了泥饼， 日出水量达到了1500m3以上，顺利交井。 例二，任热×井、井下热水×井，两口井因出水量少没利用价值，最终都报废。任热×井报废后，我 们 Et产200m3增至400m3，但仍没有利 采用压风机洗井，高压喷射、分层拉洗等多种方法洗井，由原来的 用价值。其主要原因就是泥浆问题，因当时施工都是按油井施工的方法，尤其是下套管前不敢把钻井液黏 度调低，下完套管不能及时洗井，不能有效地破坏泥饼，在任热×井修井时出了大量的钻井液，且黏度较 高，也就证明了当时完井时钻井液黏度高，经我们洗井，可能破坏了一点泥饼，增加了,点水量，但达不 到采暖需要，仍要报废。而在该两口井周围我们所打的井都能正常交井，水量都在日产1500rn3以上，其 地质条件基本相同，都是取馆陶组水层，深度也基本相同。笔者认为，在相同的地质条件下，钻井施工 中，特别是在完井过程中不能正确地调整好钻井液性能，不能有效地保护水层，就会造成失败。而采用正 确的施工方法，就会产生很好的效果。施工方法不同产生的效果也就不同，经济效益自然不同。 例三，某公司热水1井，在取水层段钻井过程中及完井阶段，均不符合水井施工规范，钻井液性能不 能按要求调整，筛管加工也不合格，绕丝特别密，基本没有间距，使泥饼粘贴在绕丝上，形成新的泥饼， 阻隔水流。该井经洗井只能达到日产200多m3，没有利用价值，最后定为地质报废。后对该井进行修 先用高压压风机喷射拉洗等方法洗井，效果不大。后又经多次射孔，多次酸化，反循环洗井，也只能井， 日产500m3的水量，利用价值也不大。笔者认为，该井纯属工程施工问题，否则，不会做一次工达到 加一些水量。2001年我们在距该井200多1TI的任丘一中钻凿的热水井，同一深度，同,层位，完作就增 们自己的施工规范施工，出水量达到了日产1500m3，水温72。c的优质井，供全学校采暖用水，全按我 好的经济效益。 取得了较 1(2应采取的措施 尽量清水钻进，自然造浆，完井阶段处理好钻井液性能，是保护水层提高出水量的关键因素之一。 地热井钻井过程中，我们一般都采用清水钻进，自然造浆，这样既减少成本又不污染水层，如果需要 处理，应在保证井壁稳定的条件下，适当加入处理剂，尽量保持低黏度、低密度、低失水、降低泥饼厚 度。特别是在完井阶段，钻井液必须处理好，在下套管前必须处理钻井液。一口井能不能顺利洗井、顺利 交井关键在下套管前的钻井液处理。下套管前钻井液黏度应保持20s最好，最高不能超过22s，密度在 1(05,1(1之间。实践证明，只要循环均匀，保证井眼不缺钻井液，就不会坍塌，就能顺利下完套管。这 样处理的钻井液，在下完套管因各种原因不能替清水的情况下，也可以洗井。特别是投砾的井，下套管前 必须坚持上述原则，投砾前钻井液黏度必须保持在17,19s，否则投砾也困难，出水量也受影响。对于因 各种原因不能在下套管后大量替清水的地热井，下套前的钻井液性能测量和处理，是保护水层的最后一道 关键工序，一定要把好此关，否则，就会出现上述所列举的热水井报废的情况，就会前功尽弃。 2慎用堵漏方法及固井方法，避免污染水层 在钻井施工过程中，还应特别注意在钻至预取水层段时(不应有任何破坏水层、污染水层和封堵水层 的行为。如钻至漏失层的堵漏，完井阶段的固井等。 2(1 实例分析 某热水1井，该井在完井阶段，在取水层上部固井，其目的是封隔上部凉水层，但这种固井方法的不 良后果相当严重，固井完水泥浆会下沉，下沉多少尤其是水泥混浆下沉到哪里不清楚。有可能下沉到了水 层位置，最有可能是水泥混浆到了水层位置，把水层和筛管固到了一起，且水泥浆还浸入了水层，填充了 水层孔隙，封固和污染了水层。所以，洗井就不会出水，只是没有污染的部分在出水，再加泥饼堵塞筛管 等原因，出水就不会达到要求。虽然后来采取射孔、酸化、高压洗井等措施，仍不能彻底解决问题。任丘 地区除电热4井为试验筛管井外，任热×井、井下热水X井出水量均太小，是否也像该井一样采取了同样 +308? 五、地热井成井技术 的固井方法，没有考证，但根据出现的同样结果看，很有可能是一样的方法。 2(2结论 对漏失层不能轻易用水泥固井。 对接近目的层的漏失层，要充分想到如果需要取此段水层如何进行保 护。对射孔、酸化、压裂等措施 能否达到热水井水量的要求不清楚，不能指望射孔、酸化、压裂来增加多少产量，要在钻井过程中就采取 措施，保护好水层。 对馆陶井组上部松散凉水层的封固，尽量不采用水泥固井。如果根据工程需要必须水泥固井，就必须 采取措施保证水泥浆不能下窜至水层，否则就会造成严重的后果。 2(3应采取的措施 馆陶组地热井，胶皮伞封隔上部水层、替清水破坏泥饼是保护水层的很好措施。 对馆陶组热水井的施 工，封隔上部凉水层，我们不用水泥封隔固井，我们采用的是橡胶伞封隔。下套 管时，在取水层上部套管上放置多道胶皮伞，其直径略大于井径，胶皮伞放置越多封隔效果越好。下完套 管后，泥浆泵替清水，其目的之一是，用清水破坏泥饼，用清水大排量冲刷井壁，就会把泥饼冲刷和稀 释，使其随泥浆返出地面，这样就使水层暴露出来，水道畅通了，自然水量就增加了;其另一个目的就 是，冲刷井壁的同时必然会把泥岩暴露出来，其水浸后就会坍塌，坍塌的地层就会被胶皮伞阻挡，这样通 过多个胶皮伞就能封隔住上部水层。操作时先把套管内泥浆彻底替清，然后停泵半小时，再开泵，这样反 复进行，直到蹩泵为止，这时已经证明上部坍塌的地层封隔住了上部水层，可以进行下一步的工作。这种 封隔办法我们一直采用，从未出现过任何问题。 3其他保护水层、提高出水量应采取的措施 3(1提高地热井钻凿成功率 石油系统队伍改为地热井施工的，应认真学习地方水利系统钻井的经验，将国家《供水管井技术规 范》同石油钻井的经验和规范有机地结合起来，充分利用石油钻井的成孔经验，发挥我们的优势，更需要 学习水井钻井施工技术和水文地质相关知识。 例四，某公司1991年在某区施工的一日热水井， 合同 劳动合同范本免费下载装修合同范本免费下载租赁合同免费下载房屋买卖合同下载劳务合同范本下载 约定出水量每小时50m3，完井后交井为40m3， 1992年我们对该井进行了修井作业，压风机求产，风管下深120m，出水量每小时60m3，改用压风机 水至水罐内再测，水量仍是60m3,h。由于当时仅有一台额定出水量每小时50m3、最大扬程lOOm抽 的潜水 泵，将该泵下深95m，出水量每小时46m3，动水位88m，静水位65m，达不到合同要求。如 换一个50m3,h、120m扬程或60m3,h、100m扬程的泵，达到合同要求是没问题的。 果当时井队 例五，某区1999年施工的一口热水井，完井深度3500m，下完套管后，在洗井的过程中套管在900m 处断开。其原因就是对洗井工艺不明白，由于钻井液黏度高，压风机风管下在900m的位置，套管 液被压风机抽空，钻井液出完后套管立即断开。经采取各种措施，都没能挽救该井，最终报废。如内钻井 用水泥车替入清水配合洗井;如果先把套管内的泥浆替成清水;如果压风机风管下到筛管位置;如果当时 技术人员对洗井工艺了解的话;就不会出现上述问题，也就不会报废。 果工程 所以，笔者认为，对于石油系统改为地热钻井的施工队伍，应认真学习《供水管井技术规范》，了解 水井钻凿、成井筛管制作、洗井验交、抽水试验及抽水泵使用原理等相关知识，以提高热水井钻凿的成功率。 3(2水力破壁是开发水层的有效手段 我们采用水力破壁新工艺，其目的是为了提高出水量，一方面是破除井壁泥饼，暴露水层，疏通水流 渠道;另,方面是为了对填砾的热水井扩大井径，弥补小钻头之不足，从而增加取水层段滤水管滤料厚 度，增加出水量，减少出沙量。其方法是，在完钻电测后，在取水层段自下而上，用偏水眼扩大器进行水 力破壁。破壁器是用lm左右的套管制作，在其下端作成锥形密封，上端接钻铤，在其一侧焊制长0(5m、 -309?地热井施工过程中的水层开发与保护 高5--lOcm(视井眼大小而定)的刀片，在刀片的对面焊制三个喷嘴座，使用时根据机泵条件装上适当的 喷嘴。其工作原理是:当泥浆通过破壁器由喷嘴喷出，产生一种强大的射流，直射井壁;与此同时，在泥 浆射流的反作用下，将破壁器推向相反方向，破壁器刀片在钻具旋转的作用下刮削井壁。在这两种作用力 的影响下，达到了水利破壁目的:破除井壁泥饼，暴露砂层，疏通水流渠道，扩大井径，增加滤料厚度， 从而达到保护水层提高出水量的目的。水力破壁效果的好坏，取决于喷嘴处的泥浆射流速度和钻井液黏 度。喷嘴处的射流速度应不低于60m,s，应根据泥浆泵排量来调整喷嘴大小，而射流速度的大小和破壁 果的好坏又取决于泥浆黏度的高低，钻井液黏度不能高于20s，不能使之形成新的泥饼。总之，泥浆泵效 量越大，钻井液黏度越低，破壁效果越好。这种工艺能有效地保护水层，增加水量，提高经济效益，十排 年来我们一直采用此工艺，效果一直很好，特别是对投砾的井效果更明显。 几 总之，为了使地热井施工成功率提高，出水量增加，不污染水层，减少失误，提高经济效益，在施工 过程中，应使每道工序围绕着保护水层不被污染、保证最大出水量来进行各项施工，也就是为了保证最好 的经济效益。