河北故城地热井定向施工技术.pdf

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1、河北故城地热井定向施工技术袁辉(华东石油工程有限公司六普钻井分公司定向井公司，江苏镇江212003)摘要：随着从环保角度出发，新能源的有效合理利用，地热需求市场的不断扩展，六普钻井分公司为了提高地热资源的有效产能，不断的加大地热井水平位移来提高采收率。依靠现在不断成熟钻井施工工艺，在此区块采用定向井工艺来满足市场的需求，本文针对地热定向井的一些工艺和施工措施做出了一些阐述。关键词：地热井；定向井；钻具组合；施工措施地热井，由于注采水工艺的不同利用定向井工艺技术开采地下热能，不仅能够节约立井成本，从环保角度也能间接的减少有毒、有害气体的排放来达到真正意义上的绿色能源的有效利用。1设计

2、概况1．1布井根据对地热井开采多以地下含水层压力的消耗为代价，是开采过程中地层压力逐年下降，地热回灌技术作为有效减缓地层压力的最有效的手段之一，甲方决定开采一口或多口与之热储层相通的定向从式井，所布井能够增加水层的预热面积，提高热储产量，完善注采水一体化工艺的同时也能满足甲方的建筑供暖需求。1-2地层故城县城区在构造上位于沧县隆起南部武城凸起上，武城凸起面积1362km2，东、西分别以沧东断裂和武城断裂为界，东部为德州凹陷，西部为大营镇凹陷。故城城区东北部发育一条大断层，走向近北西，倾向东北，基岩断距1000m以上。武城凸起高点位置基岩埋深小于1000m，故城城区基岩埋深2000m

3、左右，为奥陶系、寒武系地层。本区分布的地层由新至老分述如表卜1。表1_1设计地层．岩性及基岩热储层预测表地层岩性简述第四系平原组岩性主要为岩性主要为中砂岩、粗砂岩与砂质泥岩互层泥岩夹浅灰色砂岩，中部灰泥岩，下部为钙质页岩、生物灰岩、新近系明化镇组油页岩含砾砂岩、粗砂岩、中砂岩与深灰色、紫红色泥岩，顶部夹灰黑新近系馆陶组炭质泥岩。古近系东营组岩性主要为岩性主要为中砂岩、粗砂岩与砂质泥岩互层。为暗紫色泥岩灰色砂岩，中部灰绿泥岩，钙质页岩、生物灰岩、古近系沙河街组油页岩。含砾砂岩、灰绿粗砂岩、中砂岩，砂质泥岩互层；顶部灰黑色炭二叠系质泥岩。为煤层、炭质页岩，灰色、灰黑色泥岩，夹灰色细砂岩

4、及薄层深石炭系灰色、灰褐色石灰岩。奥陶中下统为灰色、褐色白云质灰岩，为本区主要的基岩热奥陶系储层。1．3井身结构设计依据《河北绿源地热能开发有限公司钻井工程招标任务书》、《井身结构设计方法》(SY／T5431-2008)进行井身结构设计。井身结构数据见表卜2。表1—2井身结构设计数据序井径井深套管尺寸套管号(mm)(m)名称下深(ram)(m)1F444．5500．00F339．7表层套管499．OO2F311．12190．0017244．5技术套管2188．OO3F215．93130．00F177．8f3128．822技术难点2．1井眼轨迹控制难度大：地热井定向井不同于常规定向井

5、，定向段设计要求不允许使用润滑剂，所以在造斜的时候随着井深不断的增加位移也就随之增大，相应的磨阻也就越来越大，井眼轨迹不好控制。2．2井漏对仪器的正常工作影响大：稳斜段所钻遇的目的层为基岩热储层，钻至该井段会发生井漏。工程上采用常规堵漏时，由于堵漏材料的固态颗粒大会造成造成MWD仪器驱动头堵塞导致信号弱，严重时会导致驱动头卡死而无法工作。3主要定向施工措施3．1优选钻具组合(BHA)的组合方式采用柔性双驱钻具组合。3．2优选钻井参数使用PDC，控制钻压；控制转速，降低地层对方位角中的影响；高泵量，有效清楚井筒内的岩屑。3．3定向措施3．3．1选用匹配的螺杆，配合稳定的工具面来控制造

6、斜率来达到施工要求；3．3．2通过邻井地层资料的对比，利用Navigator轨迹定向软件及时的控制和预测轨迹变化情况，复合、滑动钻进相结合来使得全角变化率平稳；3．3．3及时的做好井眼轨迹的模拟和预测工作，做好预留轨迹控制提前量，避免预留量不够造成无法挽回地步；3．3．4控制钻压能够有效的防止井斜角过快的变化，确保井眼轨迹光滑；3．3．5控制转盘转速可以防止钻具摆动幅度过大对方位造成影响。3．3．6及时预测井斜角Or．、方位角中提前量变化情况；3．4测量措施3．4．1优选测量仪器考虑地热井会发生井漏状况，在选用仪器上采用结构简化、易操作、抗干扰能力强、可打捞的正脉冲无线随钻仪器(M

7、WD)。3．4．2优化测量方式目前普遍采用的两种测量方式：动态测量：所谓动态测量就是在钻完一根单根后，上下活动好钻具无需停泵直接测量。静态测量：每钻完单根后上下活动好钻具后在确保井下无异常的情况下，静止钻具1分钟左右，开泵测量。由于故城地区上部地层蠕动快，井壁不稳定，易沙卡，钻具在井内静止时间不易过长，所采用动态的测量方法进行测量。3．4．3测量施工措施2015年12月托毒季砰』115对于下井仪器进行地面的组装和测试，坚决做到测试不正常坚决不入井的原则；每钻进一根单根