河北省霸州市南孟镇3340 m基岩地热井

  1、项目区交通位置及自然地理简介

 

  项目区位于河北省霸州市南孟镇（图1），位于冀中平原北部，京、津、保城市三角地带的中心，东邻天津、武清，西邻雄县，南邻文安，北与固安、永清和安次区接壤。位于北京市、天津市、保定市三角地带中心，属环京津、环渤海城市群。境内无山脉、丘陵，地势低平，自西北向东南缓倾，地面高程海拔11.1米缓降到2.1米。霸州市属温带大陆性气候，年平均气温11.5℃，相对湿度60-80%，年平均降水量543.6㎜,全年日照2762小时,寒暖交替、干湿相间、四季分明。

 

  图1河北省霸州市南孟镇交通位置图

 

  2、勘查区地质概况

 

  该井在地质构造上位于牛驼镇凸起南侧牛东断层与霸县凹陷接触的断阶带西段断块的南孟潜山东部倾没部位。该断阶带在区域构造上，新生界构造层归属于霸县凹陷，前第三系构造层则依附于牛驼镇凸起。本井钻遇地层情况如下：0～400 m为新生界第四系平原组，棕黄色粘土层与砂砾层不等厚互层，性松软，可钻性好；400～1300 m为新生界上第三系明化镇组，主要为泥岩夹砂岩，性较松软，半固结状态，与下伏沙河街组呈角度不整合接触；1300～1650 m为新生界下第三系沙三界，主要以砂岩、粉砂岩及泥岩为主，与下伏地层呈整合接触；1650～2000 m为新生界下第三系沙四界，主要为泥岩与粉砂岩不等厚互层，夹少量玄武岩，与下伏奥陶系呈角度不整合接触；2000～2150 m为下古生界奥陶系灰岩，与下伏地层为整合接触；2150～2900 m为下古生界寒武系的灰岩与白云岩，与下伏地层为平行不整合接触；2900～3000 m为中上元古界青白口系的灰岩、砂岩与泥岩；3000～3600 m为中上元古界蓟县系的白云岩、页岩、砂岩。

 

  3、钻井设计与施工

 

  钻井设计井深如图2，施工主要设备有: 3000 m钻机1 台，ZJ170 /41- K型钻塔1 副，3NB - 1300D 型钻井泵1台，PZ12V190B型柴油机2台，UF3561 - 6 m3型自动压风机2台，40 m3钻井液储备罐2个，钻压指重表1台，45MPa钻井泵压表1个。钻具组合见表1。

 

  图2 井深结构设计示意图
 

  表1 钻具组合情况

 

  钻井施工中分四次开钻，每次开钻的钻井液选择都不同，钻头钻井参数的设计也不尽相同，对于不同阶段的固井方法也有差异，在钻井过程中对于防卡、防斜、防漏、防坍塌等技术措施有较高的要求。

 

  使用JS75型绳索取心金刚石钻进,在直孔和斜孔钻进施工中，钻孔顶角偏差< 1°/100 m，方位角偏差< 115°/100 m，岩矿心采取率达到95% ～100%，钻进效率达到2～3 m /h。不仅能有效防止钻孔弯曲度超差,而且孔内事故大大减少，满足地质各方面的要求,从而大大提高钻孔质量。

 

  4、钻井成果及意义

 

  本次钻井工作，不仅顺利完成了投资方委托的任务，出水水温计水量都达到了预定要求，该井出水量达到140 m3 /h，出口水温达到104℃，是华北地热田至今为止出水温度最高的一口地热井。该井施工工艺的成功实施，不仅对今后的地热井施工开创了一条新路，同时对整个华北地区地热井的施工都具有一定的指导意义。