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钻井项目

北京北苑地区洼里砾岩地层地热井

  项目区概况
 
  北京中心位于北纬39度54分20秒,东经116度25分29秒。位于华北平原北部。毗邻渤海湾,上靠辽东半岛,下临山东半岛。北京与天津相邻,并与天津一起被河北省环绕。西部是太行山山脉余脉的西山,北部是燕山山脉的军都山,两山在南口关沟相交,形成一个向东南展开的半圆形大山弯,人们称之为“北京弯”,它所围绕的小平原即为北京小平原。诚如古人所言:“幽州之地,左环沧海,右拥太行,北枕居庸,南襟河济,诚天府之国”。北京市平均海拔43.5米。北京平原的海拔高度在20~60米,山地一般海拔1000~1500米。气候为典型的北温带半湿润大陆性季风气候,夏季高温多雨,冬季寒冷干燥,春、秋短促。全年无霜期180~200天,西部山区较短。2007年平均降雨量483.9毫米,为华北地区降雨最多的地区之一。降水季节分配很不均匀,全年降水的80%集中在夏季6、7、8三个月,7、8月有大雨。

图1 北京市朝阳区北苑交通位置图

 

  前期勘查
 
  研究区属洼里砾岩区,分布于北京北苑地区洼里村一带,南至亚运村,北至立水桥,西临清河,东到来广营这一小区域范围内,在侏罗系火山沉积岩中出现的一套特殊岩层,一般呈层状产出,多为1~3层,其厚度从几米至数百米不等。洼里砾岩多呈深灰色、紫红色、淡绿色、灰绿色等,主要成分为白云质灰岩、燧石条带白云岩、石英岩、安山凝灰岩等,角砾大小不一,分选性差,一般从几毫米至四五十毫米,呈棱角状、半磨圆状等形态,相互挤压,镶嵌在一起。洼里砾岩的胶结物为钙质、泥质和硅质,砾岩普遍存在绿泥石化、绿帘石化、硅化等蚀变。
 
  成矿模型
北京市构造展示图
  井架与设备选择
 
  在结合前期的地质勘查和地球物理工作成果的基础上,后期综合考虑地热资源成矿规律和对温泉开发位置的要求,最终确认钻井位置,并设计一口探采合一地热钻井,该钻井设计深度3700m,该钻井于2010年7月开工。主要选用钻井设备钻机、钻塔、泥浆泵、柴油机、电机、钻杆、钻链、油管、各类钻头若干、取心钻具1套、数字温度计1台、深井潜水泵1台等。对于钻井工艺的要求,岩样和岩心采取、孔斜测量、校正孔深、测温、简易水文观测等技术环节,都有严格规范要求并且由专门的技术人员操作完成。
 
  钻井成果及意义
 
  这次找热的工作区位于北京市朝阳区北苑地区。该项目自2010年6月起开展实施,于2010年6月20日完成地热地质调查及相关野外工作,研究区内出露主要为洼里砾岩地层,是北京洼里地区一种特殊的砾岩地层,由于其结构成分的特殊性,可钻性极差,该区以往钻井施工中,多因无法钻穿该层而造成报废,或难以达到理想的效果,从而被称为钻探禁区。
 
  通过本工程施工,不但在地热空白区开发出了温度高、水量大、水质好的地热资源,同时也摸索了一套洼里砾岩钻井经验。以优质高效赢得了好评,主要成果见下表。