地热井工程施工中钻井技术的探讨.doc

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1、地热井工程施工中钻井技术的探讨地热井工程施工中钻井技术的探讨【摘耍】本文主耍介绍了在地热井施工工艺中的钻井技术,其屮以最先进的定向井技术为目标，通过对定向井钻井技术的概念与类别的分析，探讨了其在实际施工中的应用方法，展望了定向井技术在国内外的发展形势。【关键词】定向井地热井施工技术1定向井技术简介1.1定向井基本概念定向井就是使井身沿着预先设计的井斜和方位钻达目的层的钻井方法。其剖面主耍有三类：（1）两段型：垂直段+造斜段；（2）三段型：垂直段+造斜段+稳斜段；（3）五段型：上部垂直段+造斜段+稳斜段+降斜段+下部垂直段。定向井技术是当今世界最

2、先进的钻井技术之一，它是由无磁传感控制钻头运动轨迹，使钻头沿着特定方向钻达地下预定目标的钻井工艺技术。采用定向井技术可以使地面和地下条件受到限制的地热资源得到经济、有效的开发，具有显著的经济效益和社会效益。定向井就是使井身沿着预先设计的井斜和方位钻达目的层的钻井方法。1.2定向井基本应用（1）地面限制：埋藏在高山、城镇、森林、沼泽海洋、湖泊、河流等地貌复杂的地下，或井场设置和搬家安装碰到障碍时，通常在它们附近钻定向井。（2）地下地质条件耍求：用直井难以穿过的复杂层、盐丘和断层等，常采用定向井。（3）钻井技术需耍：遇到井下事故无法处理或不易处理时

3、，常采用定向井技术。（4）其它需耍：其它需耍用到定向井时。1.3定向井基本分类1.3.1按设计井眼轴线形状可分为（1）两维定向井：井眼轴线在某个铅垂平面上变化的定向井，井斜变化，方位不变化；（2）三维定向井：井眼轴线在三维空间变化的定向井，井斜变化，方位变化，包括：三维纠偏井和三维绕障井。1.3.2按设计最大井斜角可分为（1）低斜度定向井：井斜小于15度，钻井吋井斜、方位不易控制，钻井难度大;（2）中斜度定向井：井斜在15-45度之间，钻井时井斜、方位易控制，钻井难度相对较小，是使用最多的一种；（3）大斜度定向井：井斜在46-85度之间，其斜度

4、大，水平位移大，增加了钻井难度和成本；（4）水平井：井斜在86-120度之间，其钻井相对较难，需要特殊设备、钻具、工具、仪器。1.3.3按钻井的目的可分为救援井、多目标井、绕障井、多底井等等。1.3.4按一个井场或平台的钻井数可分为（1）单•定向井；（2）双筒井：•台钻机，钻出井II相距很近的两口定向井；（3）丛式井（组）：在一个井场或平台上，钻出儿口或几十口定向井和一口直井。2国内外定向井技术发展1.1国内定向井技术现状与发展随着弯壳体泥浆马达、高效PDC钻头的研制成功和无线随钻测量技术的发展，导向钻井系统逐步发展，并成为定向井技术发展的最重

5、大的成果。最初是弯壳体动力钻具与MWD组成的滑动导向钻井系统,近年来乂出现了旋转导向钻井系统。导向钻井系统的最大优点是一套工具下入井内后，可以增斜、降斜和稳斜，可以根据需要钻出不同1#1率的井眼，从而大大提高了井眼轨迹控制能力。2.2国外定向井技术现状与发展国外随着导向钻井技术、无线随钻测量技术的不断发展，地质导向钻井技术、旋转导向钻井技术等新技术的不断涌现，推动了水平井技术应用规模的不断扩大。20世纪90年后期，水平井钻井技术发展迅速。1996年之后，仅美国钻水平井能力就达到600-1000口/年。近年来，国外水平井钻井技术不断发展，突出的表

6、现在地质导向技术、旋转导向技术、自动化（闭环）钻井技术以及配套工具的研制及使用。3定向井技术在地热井施工中的应用1.1地热井施工现状地热资源的开发利用需要釆用“回灌开发”的模式。回灌开发是在同一施工地点开凿两口或两口以上地热井，一口作为开采井，另一II作为回灌井。受城市用地面积的限制以及运行管理的需要，多以定向“对井”的方式成井。对井井口直线距离在2.5〜10m之间，为防止开采、冋灌地热流体短时间内相互干扰，井底距离保持在600~800m,定向井技术很好的解决了这些问题。目前，国内各地地热定向井成百上千，积累了低温地热定向井的施T经验。3.2地

7、热井施工方法地热施工定向井多釆用四段制剖面，包括玄井段、造斜段、稳斜段、自然降斜段。直井段450〜650m,设计最大井斜18。-35°,井底水平位移400〜600m。钻直井段采用塔式钻具组合，定向井段采用井底动力钻具，釆用随钻测量技术，控制方位角和井斜角，钻至井斜角9°左右，用增斜钻具组合钻至设计最大井斜角，换稳斜钻具组合。全井根据取得的井眼轨迹数据，调整合理的钻具组合和钻进参数，来控制井斜和方位的变化，使井眼曲率变化平缓。自然降斜井段位于开采层，一般存在井漏，此吋去掉扶正器，简化钻具结构钻进至终孔。下而以某项目为例，说明定向井技术在地热井施工

8、中的应用。3.3地热井施工实例分析该项目甲方为了解决建筑供暖，拟开凿一对地热井。但由于场地限制，无法保证井底位移，故釆用定向井技术。设计井口地面距离为