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地热打井技术

地热井钻井工程设计规范

括井深、井斜、方位、垂深、南北位移、东西位移、全角变化率、闭合位移、闭合方位等,宜用表 A.5 形式给出剖面数据。
4.4.2.4 投影示意图应包括水平投影图和垂直投影图。
4.4.2.5 防碰设计扫描结果数据宜用表 A.6 形式给出(可绘出防碰扫描图)。
4.4.2.6 应根据井深测量间隔要求选择相应测量工具。
 
4.5 井身结构设计
4.5.1 井身结构设计原则:—应根据地质岩性剖面、地层压力剖面及地热井生产需要设计;—应满足钻井施工、成井出水及获取参数的需要;—应满足出现漏、塌、卡、涌等复杂情况的处理作业需要;—探井井身结构设计应留有余量。
4.5.2 井身结构设计内容
4.5.2.1 井身结构设计应包括井身结构设计依据、井身结构示意图、井身结构设计数据表及说明。
4.5.2.2 井身结构示意图应标出钻头直径与井深、套管尺寸与下深、水泥返深、悬挂位置等数据。
4.5.2.3 井身结构设计数据表应包括开钻次序、钻头尺寸、井段、管柱尺寸、管柱下入深度、水泥返深等,宜用表 A.8 形式给出。
4.5.2.4 各开次井管重叠段 30~50m 为宜。
4.5.2.5 泵室管尺寸宜为φ 339.7mm,满足水泵下入、封固上部不稳定地层和保护地表水的要求。
4.5.2.6 井身结构常用二开次、三开次和四开次,且最后一个开次的井眼直径不宜小于 152.4mm。
4.5.3 地热井成井方式
4.5.3.1 砂岩地热井根据井别和地层特征情况,宜采用缠丝过滤器、桥式过滤器、贴砾过滤器或套管固井射孔等成井方式。全井下管时,应在底部有 10m~30m 沉淀管。
4.5.3.2 砂岩地热井(直井)必要时采用填砾成井方式。
4.5.3.3 地层稳定的基岩地热井宜采用裸眼成井方式;地层不稳定的基岩地热井宜采用过滤管成井方式。

4.6 钻进工艺设计:根据岩石的力学性质、可钻性、井眼尺寸、深度、施工条件、钻探目的,分别选择取心钻进、全面钻进及扩眼钻进等相适应的钻进方法与工艺。钻进方法选择遵循DZ/T 0260执行,并确定相应的钻进技术参数。
 
4.7 钻井设备选型
4.7.1 设计内容应包括钻机选型依据和钻井主要设备。
4.7.2 地热钻井设备应综合考虑设计井深、井身结构、钻具组合、地层特点、摩擦阻力、井控需要等因素对钻机设备及相关配套辅助设施进行选择,可选择满足施工要求的石油或水文钻机
4.7.3 钻机设备表可根据钻机选择的类型填写,包括设备名称、型号、规格、数量等,宜用表 A.9 形
式给出。
 
4.8 钻具组合与强度校核设计
4.8.1 钻具组合设计
4.8.1.1 钻具组合设计可按照 SY/T 5172 和 SY/T 5619 规定执行。
4.8.1.2 钻具选择应能有效地控制井斜、方位角和全角变化率,保证井身质量满足设计要求和成井需要。
4.8.1.3 采用气举反循环钻进时,双壁钻具的数量应保障沉没比不宜小于 0.5。
4.8.2 钻具组合设计内容
4.8.2.1 设计应包括各开次钻具组合、钻柱强度校核、钻具、工具、打捞工具配套等。
4.8.2.2 各开次钻具组合内容应包括井眼尺寸、井段、钻具组合名称,宜用表 A.10 形式给出。
4.8.2.3 钻柱强度校核应满足地热井施工要求,设计内容包括井眼尺寸、井段、钻井液密度、钻具名称、钢级、外径、内径、长度、单位重量、累计重量、抗拉、抗扭、抗拉余量等参数,宜用表 A.11 形式给出。
4.8.2.4 应对送管的钻具进行强度校核,选择满足施工要求的送管钻具。
4.8.2.5 复杂结构井应有钻柱的摩阻扭矩的计算和分析,确保钻柱能够顺利下入井底。
4.8.2.6 钻具和工具应包括名称、尺寸、单位重量及数量,宜用表 A.12 形式给出。
4.8.2.7 测量工具应包括名称、规格、型号、数量等,宜用表 A.13 形式给出。
 
4.9 钻头选型与钻井参数设计
4.9.1 钻头选型设计应明确所钻井段、地层、钻头直径、进尺、纯钻时间、机械钻速以及钻头型号推荐,宜用表 A.15 形式给出。
4.9.2 钻井参数设计应明确所钻井段、钻头直径、钻头型号、钻压、转速、排量、泵压等,设计的参数应能够满足钻井设备额定功率,宜用表 A.16 形式给出。
4.9.3 水力参数设计应明确所钻井段、钻头直径、喷嘴面积、排量、泵压、循环压降、环空返速及钻井液密度等,宜用表 A.17 形式给出。水力参数设计应满足井底净化和提高机械钻速的需要。
 
4.10 取心设计
4.10.1 根据钻井地质设计的要求,进行钻井取心设计。
4.10.2 取心设计应明确取心序号、层位、预计井段、进尺、取心收获率、取心直径和取心目的,宜用表 A.18 形式给出。
4.10.3 取心钻井参数包括取心工具和钻具组合设计和钻进参数设计(钻压、转速、排量、机械钻速及钻进时间等),宜用表 A.19 形式给出。
4.10.4 取心技术措施主要包括:工具准备、井眼准备、下钻操作、取心钻进、割心、起钻要求及其他内容。
 
4.11 钻井液设计
4.11.1 钻井液设计原则
—钻井液设计应能够满足地热钻井安全施工的要求;—针对井身结构、地层岩性和地层流体性质配制不同类型、不同性能的钻井液;—有利安全钻进和保护热储层;—钻井液耐温要大于预测地层温度,保证钻井液性能良好;—应满足地热井井控要求。
 
4.11.2 钻井液内容设计
4.11.2.1 钻井液设计包括钻井液设计依据、体系配方、性能参数、各开次维护处理措施、钻井液用量及材料用量、固控设备及使用要求、加重装置要求、测试仪器配备、钻井液地面管理、钻井液资料录取要求。
4.11.2.2 根据地层压力、岩性特征、井下安全和热储层保护的要求,进行钻井液体系配方设计,宜用表 A.20 形式给出。
4.11.2.3 钻井液性能参数设计包括井段、密度、漏斗黏度、失水、泥饼厚度、pH 值、含砂、摩擦系数、流变参数、固相含量等,宜用表 A.21 形式给出。
4.11.2.4 钻井液用量设计根据钻头直径、井段长度计算钻井液用量,钻井液总量=井筒容积+循环系统量+消耗量,宜用表 A.22 形式给出。
4.11.2.5 按照不同井段的地质特点,制定钻井液维护处理措施。
4.11.2.6 合理使用四级固控,并强化固控管理,以使钻井液含砂量、固相含量控制在合理范围内,为快速钻进创造良好条件,固控设备要求,宜用表 A.25 形式给出。
 
4.12 热储层保护要求
4.12.1 根据设计井热储层的物性和敏感性参数,制定热储层保护技术要求和措施。
4.12.2 目的层段不应使用重晶石、沥青类材料、磺化类材料等会造成储层堵塞的处理剂。
4.12.3 不应加入影响录井结果的钻井液处理剂。
4.12.4 在较稳定地层可选用清水、空气、无固相、气液混合物等钻井液。
 
4.13 地热井井控设计
4.13.1 根据不同地热井类型选择相应级别的井控设备。
4.13.2 井控内容应包括井控装置选择依据、井控装置、井控装置示意图、井控装置试压要求、钻具内防喷工具要求、地层孔隙压力监测、地层漏失试验要求、钻井各工况井控技术措施。
 
4.14 固井设计
4.14.1 固井设计可按照 DZ/T 0260 要求执行。
4.14.2 应满足固井施工要求及地热井采水和回灌要求。
4.14.3 应包括固井设计依据、套管柱设计、各层次套管串结构数据、套管试压要求、注水泥设计、水泥浆性能要求、固井添加剂及附件、固井技术要求。
4.14.4 套管柱设计内容应包括套管次序、井段、长度、外径、通径、钢级、壁厚、扣型、每米重量、抗拉强度、抗外挤强度、抗内压强度、套管柱校核等,宜用表 A.31、表 A.32、表 A.33 形式给出。
4.14.5 根据井身结构数据进行注水泥设计,应包括套管层次、套管尺寸、下深、水泥返深、封固段长度、水泥塞面、水泥用量及水泥等级,宜用表 A.36 形式给出。
4.14.6 按照地层物性和流体性质进行水泥浆性能设计,设计内容应包括水泥浆密度、初始稠度、稠化时间、可泵时间、游离液、滤失量、流变性、抗压强度、渗透率、沉降稳定性等参数,宜用表 A.37 形式给出。
 
4.15 洗井:根据DZ/T 0260规定执行,包括洗井方法、洗井介质选择与洗井技术措施。
 
4.16 抽水(放喷)试验及水样采集
4.16.1 抽水(放喷)试验设计可按照 DZ/T 0260 规定执行。
4.16.2 设计内容包括抽水试验类型选择、抽水设备与观测设备选择、抽水试验技术要求、放喷管线要求等。
4.16.3 在抽水(放喷)试验结束时采集水样,采集水样与保存可按照 DZ/T 0064.2 中相关要求执行,水样及时送检。
4.16.4 依据水质化验结果,必要时设计水处理工艺。
 
4.17 回灌试验设计
4.17.1 回灌井和开采井应遵循同层采灌原则,确定回灌井和采水井的合理布局和采灌强度。
4.17.2 回灌井成井工艺要求。
4.17.3 回灌试验系统要求。
4.17.4 回灌试验监测执行 NB/T 10099 要求。
 
4.18 钻井施工重点技术
钻井施工重点技术内容包括钻井重点提示、开钻前及安装工程要求、各开次钻井重点技术措施、成井作业要求、复杂情况(如防卡、防斜、防塌、防漏、冬季安全施工等)预防及处理措施等。钻井施工应有质量保证措施。
 
4.19 测试要求:根据地热井钻井地质设计要求进行测试,包括测试前的井眼准备、测试后的压井和安全措施等要求。
 
4.20 完井井口装置要求
4.20.1 完井井口装置选择原则。
4.20.2 完井井口装置要求。
 
4.21 弃井要求
4.21.1 井口处理要求:要求井口用钢板焊死,并点焊本井井号。
4.21.2 井下处理要求:
4.21.2.1 各套鞋处和井口各打一个 50m~100m 长的水泥塞。必要时全井封固和恢复地貌。
4.21.2.2 封固段水泥浆密度应达到 1.85g/cm3 以上。
4.21.2.3 水泥塞凝固后,采用钻头加压探塞和关井憋压两种方法检验封固质量。
a) 钻头探套管鞋处水泥塞,加压 40kN~60kN,压住刹把,保持钻压不下降为合格;
b) 关井憋压 10MPa,10min 压力不降为合格。
 
4.22 职业健康、安全、环保要求
设计内容应包括基本要求、职业健康、安全、环保管理的要求。
 
4.23 钻井进度计划
包括钻井进度计划和钻井进度计划图。按钻井开次对应的井深、预测作业时间、绘出全井钻成井折线图,宜用表A.39和表A.40形式给出。
 
4.24 钻井资料要求
4.24.1 成井后钻井队应及时送交资料的清单,包括验收资料和上交资料。
4.24.2 验收资料和上交资料包括:
1) 钻井井史;
2) 成井报告;
3) 固井施工方案;
4) 钻井工程班报表;
5) 钻井施工方案;
6) 固井质量检测报告(含检测曲线);
7) 抽水(放喷)试验记录、回灌试验记录、水质化验报告;
8) 现场验收表;
9) 钻井工程交井资料表;
10)甲方要求的其他资料。
4.24.3 上交资料应齐全、真实、详细、字迹整洁清晰,并上交相应的电子版资料
 
4.25 地热井设计表
地热井钻井施工现场宜张贴地热井设计表,可参照附录B。
5 设计格式要求
此处省略,详情可进步一步查询