地大熱能:你真的瞭解地熱鑽井-打地熱井工作流程嗎?

地大熱能地熱開發利用網訊:地熱鑽井(geothermal drilling)以勘探或開發地熱資源為目的的鑽探工作。是工程鑽探的一部分。地下熱能儲量巨大,僅陸地以下地殼中儲存的熱能就相當於固體燃料、原油和天然氣等石化燃料的全部能量的1。3×103倍,是一種開發利用前景廣闊的能源。

地大熱能:你真的瞭解地熱鑽井-打地熱井工作流程嗎?

地熱鑽井主要有四種類型:分別為地質探井、探採結合井、開採井(生產井)、回灌井。地質探井主要用於瞭解勘探區有關地層剖面結構、厚度,埋藏深度,以及斷裂構造等情況。多用於基本地質情況不明,勘探風險很大的地區。通常採用井徑較小的取心鑽進,但最好也能進行簡單的抽水試驗。探採結合井是透過地球物理勘探、資料收集和綜合分析,認為勘探區具有地下熱儲的形成條件,但還有某些重要資料有待查明,多佈置鑽採結合井。開採井(生產井)是當一個地區已發現了地熱田,並且確定了其範圍,在地熱田範圍內按照合理的井距,以開採地熱資源為目的的鑽井。隨著地熱田的開發,產水層的水位會逐漸下降。如果水位嚴重下降,則會對地熱田的開發帶來威脅,特別是熱儲層為封存水或開採量明顯大於自然補給量的地熱田。回灌井(注水井)就是將水回灌到熱儲層中,以保持熱儲層的能量和水位,使地熱田能夠長期穩產。

地熱鑽井多采用石油鑽機或水源鑽機,包擴三大系統(提升系統、旋轉系統、迴圈系統)。主要裝置有八大件(天車、遊動滑車、大鉤、水龍頭、轉盤、絞車、泥漿泵、井架)提升系統包括井架、天車、遊動滑車、大鉤、吊環、吊卡、絞車等。旋轉系統包括轉盤、方補心、卡瓦等泥漿迴圈系統由泥漿池、泥漿泵、水龍頭、震動篩、泥漿槽、除砂器、管線等組成。地熱井施工的主要工序,有井身設計、鑽進、固井、錄井、洗井、測井、抽水試驗、完井。

地大熱能:你真的瞭解地熱鑽井-打地熱井工作流程嗎?

井身結構設計內容包括確定套管的層次,各層套管的直徑和下入深度;各層套管相應的鑽頭直徑;各層套管外水泥漿的返回高度。應符合優質、快速、安全鑽進的原則,滿足開採地熱時要求,並有利於節約材料,降低成本。

地熱井的鑽進與油、氣、水井鑽進相似。不同溫度的地熱井採用不同的鑽進方法。低溫地熱井多采用牙輪鑽頭或刮刀鑽頭全面鑽進,鑽進工藝與管井鑽進工藝相似;中、高溫地熱井常採用壓力平衡鑽進,即在井底最小壓力與裸眼地層孔隙內流體壓力相平衡條件下的鑽進,以防止井噴和提高鑽進效率;較深地熱井多采用綜合鑽進方法施工,即對非熱儲層或中、低溫熱儲層採用常規鑽進方法,幹蒸汽熱儲層採用幹空氣、霧化空氣、充氣泥漿和泡沫鑽進(見空氣鑽進),深部地層採用潛孔錘(見衝擊迴轉鑽進)和金剛石鑽頭鑽進。對中、低溫地熱井,通常採用搬土一褐煤一苛性鈉泥漿,可在井溫150℃以內保持穩定。對高溫地熱井則採用熱穩定性、抗鹽性、分散性較好的海泡石泥漿、坡縷石。

錄井就是在鑽井過程中,採用各種方法隨時記錄各種相關的資訊。它是最及時、最直接獲取地質資料的重要手段。同時也為安全鑽井實施了實時監測。在地熱勘察中採用的錄井工作主要有:岩屑錄井、鑽時錄井、泥漿錄井和井溫錄井。

固井是指下套管和注水泥封固作業的總稱。鑽進至設計深度後,下入套管,並注入水泥漿封固套管與井壁之間的環形空間,以封隔易塌、易漏地層和避免含水體地層之間的干擾,為繼續鑽進和完井創造條件。洗井的目的是破壞和洗去泥漿在井壁形成的泥並。洗井的方法有多種,可分為兩大類,即機械洗井和化學藥劑洗井。

測井是利用岩層的電化學特性、導電特性、聲學特性、放射性等地球物理特性,測量地球物理引數的方法。抽水試驗的目的是確定地熱井單井出水量、出水溫度及動靜水位;求取熱儲層水文地質引數,為提交該井的單井資源評價報告提供真實基礎資料。抽水試驗抽水試驗包括降壓實驗、放噴實驗,進行三個落程降深實驗。

完井是地熱井工程的最後環節,主要指熱儲層或目的層部位的井身結構的建造。地熱井完井有裸眼、襯管和射孔套管完井三種基本方法。

地熱鑽井雖然比不上航天航空設施那樣高精密度,但是它的設計理念與開發利用,也是根據科學原理進行的,而在地熱鑽井後期,要根據自然規律和開發利用法則,進行全面運維,才能“後顧”無憂。

地大熱能:你真的瞭解地熱鑽井-打地熱井工作流程嗎?