液态二氧化碳洗井技术与应用.pdf

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1、‘310‘五、地热井成井技术液态二氧化碳洗井技术与应用邹有缘牛思会王英敏范明北京市地质工程勘察院论文摘要本文介绍了液态二氧化碳洗井的主要设备、洗井工艺、应用条件。并通过两个地热井的洗井实例介绍了其应用的效果。关键词二氧化碳洗井技术应用实例北京地热井成井工艺的一个重要环节是洗井，它对提高地热井的成井质量起着关键作用。多年来的实践证明，液态二氧化碳洗井是地热井最有效的洗井方法。1976年北京市地质局水文地质工程地质大队(现北京市地质工程勘察院)开始研究液态二氧化碳洗井工艺，1977年在第一眼井中试验成功。以后又与酸化等化学洗井方法相结合，在地热和其他水井中推广应用，收到了显著的效

2、果和效益。1998年获国家发明三等奖。20余年的实践，形成了一套完整、成熟的地热井洗井工艺技术。1二氧化碳洗井设备与工艺1．1洗井设备液态二氧化碳洗井的主要设备由装液态二氧化碳的钢瓶高压管汇及高压管线组成，钢瓶通常为体积40L，耐压15MPa装二氧化碳24kg，压力为5．6～7．5MPa。高压管汇有分压阀门、总阀门、压力表，用高压软管子与钢瓶相连。高压管线是液态二氧化碳输送管道，包括井上和井下两部分。1．2洗井工艺单一的二氧化碳洗井是物理方法洗井，地热井一般采用二氧化碳与盐酸或二氧化碳与多磷酸盐联合洗井，是物理与化学作用的联合洗井方法。二氧化碳与盐酸联合洗井用于含水层成分以碳

3、酸钙、碳酸镁为主的灰岩、白云岩地层，二氧化碳与多磷酸盐联合洗井用于泥浆钻进、井壁为泥皮堵塞的井。联合洗井是在井口装有三通，先注入盐酸或多磷酸盐，浸泡含水层一定时间，再送人液态二氧化碳，由于地热井一般较深，要用高压泵送水协同输入液态二氧化碳，根据井的状况大约300m左右一段，由深至浅分段注人二氧化碳，然后用压风机进行引喷，液态二氧化碳由浅至深逐段迅速气化，在急短的时间内体积急剧膨胀(可达300倍)，产生高压气流，冲击井壁、破坏泥皮、疏通堵塞物，打通地层的裂隙向含水层内流动(内向流)，引喷后液态二氧化碳与井水混合喷出井口，瞬时间井内压力降低含水层中的水及进入的酸、二氧化碳流向井内

4、(外向流)进一步破坏泥皮，疏通含水层给水通道。这种内向流和外向流反复作用，使含水层畅通，增大出水量。井喷时气液混合物携带泥浆、岩屑、泥砂等一同喷出井外，喷出井口的高度可达十至几十米。2应用范围液态二氧化碳洗井适用于各种岩性地层及不同井壁结构的地热井及其他水井。多年来我们洗过的地热井，一般井径在200--500mm，水位埋深由井口至200m，井深由几百米至4000m。大多是刚完井的热水井。液态二氧化碳洗井技术与应用·311·_______________-____________—^—____________———_●____________-●-_______________

5、_h_______________-————————————————————————————————————————————液态二氧化碳洗井在旧井修复中的应用，取得同样效果。为解决地热井复苏难题，20世纪90年代，北京市科委和地热处曾专门立项进行试验研究，取得了一定效果。其中液态二氧化碳洗井是重要的组成部分。3应用效果液态二氧化碳洗井技术在北京的地热井成井中已广泛推广使用，大幅度增加了热水井的出水量，取得了良好的效果，单井出水量增加由百分之几十至几百，有效率达99％以上。实例1：北京团结湖2号热水井，该井井深1423m，原出水量100．82m3／d·m，由于锅炉房施工，造成热

6、水井堵塞。钻机通井后进行洗井，采用液态二氧化碳洗井法配合盐酸和化学洗井剂洗井，取得显著效果。先在1379m处送入8m3、8％的化学洗井剂，浸泡24h，内循环三周排出井外，在1235m处压人盐酸6t，浸泡4h，送人二氧化碳：1lOOm处40瓶、800m处20瓶、500m处20瓶，在300处用压风机引喷。约lOmin后开始井喷，共喷5次，泥浆、岩屑、煤屑、砖屑、水泥块、砖块等喷出井外，压风机继续排水，15h后水清。洗井后抽水，井出水量286m3／d·m，较原出水量提高了I．6倍。实例2：北京304厂京热73井，完井深度3108m，用压风机洗井无水。根据测井资料分析认为该井有水，含

7、水层主要有3段，分别位于2800m、2550m、2300m。采用二氧化碳、盐酸联合洗井三次：第一次洗井在3075m处，压人盐酸4t，在2800--750m间压人二氧化碳九段共180瓶。洗井后压风机试水，出水量近300m3／d。第二次洗井在2800m处，压人盐酸5t，在2300--600m问压入二氧化碳九段共180瓶。洗井后压风机试水，出水量近600m3／d。第三次洗井在2550m处，压入盐酸3t，在2300m处压人盐酸2t，在2000750m压人二氧化碳6段共120瓶。洗井后下泵进行抽水试验，静水位42