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影响温泉打井施工的因素

时间:2017-12-10阅读:267
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简介

地热井属于可再生资源,它比燃煤,石油等一些能源不仅清洁,而且节能可以反复利用.它有自身的循环系统,可以不断的供给,所以从这方面来说,地热资源是取之不尽的,但是这些年地热资源的开采使用比较快,所以在用的同时,必须要注意这方面的qing况,下面是一些关于地热井方面的注意问题讲解.

1,中国有的地方地热井出现过平均年水位下降10m左右甚至更多的状况.掠夺破坏性开采导致长期利用难以为继.

2,防腐问题地热对金属腐蚀是普遍存在的而且很严重.地热水中zui常出现起主要作用的腐蚀成分是 (CL)和溶解氧(0).离子半径小,穿透能力强,因此容易穿过金属表面已有的保护层造成对碳钢,不锈钢及其他合金强烈的缝隙腐蚀,孔蚀与应力腐蚀等.

3,离子对金属的腐蚀作用还与温度有关,60cc的地热水CL一含量仅只200rTlg/L时,也会使不锈钢产生局部腐蚀,温度越高腐蚀作用越强.在地下深层地热水自然状态下通常不含02,流出地面后空气中的0:会溶入地热水,溶解氧也是地热水中zui常见zui重要的腐蚀性物质.一、洗井工艺技术

洗井目的:

成井工艺是指钻井、换浆、安装井管、填砾、封闭以及洗井、抽水试验、采集水样等工序的总称,因此,洗井是成井工艺的一个承前启后的关键工序。地热井有裸眼和滤水管两种过滤器完井方式。为了zui大限度地获取地热水,

地热井一般都要经过简单或复杂的洗井工艺,并采用多种洗井方法。特殊的qing况下一种洗井方法多次重复使用,使地热井的水量、水温达到设计或合同指标的要求,同时尽量达到水量及水温,工程项目质量合格,zui后经抽水试验和采集水样化验,通过水量和水质检验。

经调研资料,可查到的方法大致有以下几种:

1、喷射洗井,通过花管孔眼清除井壁泥皮,疏通裂隙;

2、压缩空气洗井(正、反循环),震荡、抽吸内冲洗液,疏通裂隙并排除沉沙;

3、水泵抽水洗井,清除井底沉沙;

4、酸洗井,将盐酸压入碳酸盐类岩层的裂缝中,扩大地下水出水通道;

5、多磷酸盐洗井,与井内泥皮发生化学反应,使其沉淀,辅以其他方法使其排除孔外;

6、液态CO2洗井;

7、活塞洗井,清除井壁泥皮,抽吸裂缝泥沙;

8、压水洗井;

9、爆破洗井、增水。

 一)、喷射洗井

地热井完井工序结束后,要连续进行喷射洗井,用泥浆泵注清水稀释置换泥浆。有些地热井由于各种原因,停待很长时间没有及时换浆,

给后续洗井工作带来较大的困难。换浆过程中,要用侧喷冲井器喷射井壁,扰动解除在钻探过程中孔壁上粘结的泥皮,主要含水层井段要增加喷射次数。一般换浆和喷射洗井从下向上进行,取水井段喷射洗井结束后,将侧喷冲井器下至井底继续清水换浆,直到井口返液较清和基本不含泥砂为止。喷射洗井结束后连续进行多磷

酸盐洗井;岩溶裂隙很发育的地热井,可接着进行压缩空气洗井。

二)、压缩空气洗井法

地热井压缩空气洗井一般采用石油钻井行业的高压高排量的空气压缩机,常用空气压缩机的能力为10m3/150kg。采用反冲洗的作业方法,风管采用钻杆,下入深度一般500~1000m。压缩空气洗井产生间断喷流的出水方式(水量大时连续出水),喷流高度可达几米至十几米,井中的水柱上下振荡幅度几百米,几百米水柱压力的瞬间释放有助于含水层的疏通出水。根据出水持续时间和间断时间的比例可估算地热井的出水能力。压缩空气洗井结束后,

一般采用水泵抽水洗井和试水。

1台四级加压、流量l0m3/min、zui大压力25MPa的高压空压机能把2000多米深的水柱顶出地面,在井内瞬间形成负压,使地层里的水自然冲出,可有效提高洗井速度。

高压空气压缩机负压洗井的原理是利用高压空压缩机把气体压缩产生压力,在一定的深度利用压缩空气的膨胀性产生气举,将井内液体带出,使井筒内瞬间形成负压,在地层压力下,使热储层中的地热水快速流出,疏通地下热水通道,达到快速洗井之目的。高压空气压缩机洗井方便快捷、工序简单、省时、省力、成本低廉。采用高压空气压缩机负压洗井一般只需2~3天,zui快仅用1天;既节约时间,又减少泥浆对储层污染,使成井后的地热水温、水量均有大幅提高。

1、正循环洗井

所示,将  Φ73 mm风管(钻杆)下到井内一定深度,压缩空气冲出风管时,迅速与井内液体混合形成气泡,使得三相混合液的比重降低,

在风管出口处形成低压区。气泡在上升过程中,由于井内压力的作用逐渐减小,继而继续膨胀,其膨胀功能转化为动能而使井内液柱向上运动,从而携带井内岩屑至井外,达到洗井的目的。

 2、反循环洗井

洗井机具由风管和出水管组成,采用并列式安装方式。压缩空气经风管下行到达出水管一定深度时,与出水管内的液体混合,在出水管内形成负压,使得出水管内的液体向上运动,下部的泥砂及岩屑随即进入出水管内,形成气、液、固三相混合物,一同排出井外。其洗井机理与正循环相似。在相同的井内,由于洗井方法不同(洗井液上返通道不同),其相同直径的岩屑的自由悬浮速度也不同,用相同的空压机洗井,反循环的排岩屑能力比正循环要强,排出的岩屑颗粒比正循环要大。冲洗液上返速度与供风量成正比,与冲洗液上返通道直径平方成反比。要取得好的排渣效果,必须增大冲洗液上返速度。

一是要增大空压机风量,二是要减小冲洗液上返通道。用同样的空压机,正循环洗井时,由于用井眼作冲洗液上返通道,其直径较大,上返流速低;而且地热井井眼经过几次变径,下小上大,冲洗液越往上其流速越慢,

大颗径岩屑容易在变径处因流速变缓而悬浮停滞,当供风停止后即下沉至井底,很难将其排出。反循环洗井时,冲洗液上返通道较小,而且上下口径一致,其流速均匀,则能有效避免大颗粒岩屑悬浮停滞,

其洗井效果比正循环好。

地热钻井中,不仅要按部就班,也要具体问题具体分析

地热勘察提供的信息,使地热井根据地热地质状况选择设备、技术和钻井工艺方案,在此基础上,进行钻井施工。地热井在按照钻井工艺和钻井施工方案实施时,要进行分步、分项工程划分,设置工序质量控制点,这样以便进行工程质量管控,也便于后期检查和评估。此外,在工程过程中,要注重即时监测,设置井下电视等设备,因为地下地质qing况极其复杂,在出现异常时,可以及时处理,避免事故风险,确保地热钻井工作的顺利展开。

地热井效率高的秘密

很多人想知道,同样是地热钻井,为什么有的就很,有的用个两三年就不行了呢?这存在一个运维问题。地热井的利用系统虽然操作简单,但是客观存在的地下状况却不会因此而变简单,由于地热水存在水热矿三种性质,而井管通常是金属管的话,结垢生锈这类事qing几乎是不可避免的。所以,即使是成井投产后,地热井依旧需要保养,定期进行洗井,并且监测水质状况。

回灌?有这个必要吗?

地热资源是有条件的可再生资源。有的地质条件好,设计合理的地热井,能够达到采偿平衡,就能够长久运作,而有的地热井由于抽取量与地下不协调,可能长期开采就会造成地下资源枯竭,在这种qing况下,就显示出了适当回灌的重要性,用的是热量,而水是可以长久循环的,这样确保了整个地上地下系统的和谐与资源的持续利用。随着经济的快速发展,人们对生活品质的要求越来越高,传统采暖方式污染严重,温度不均匀、安装不方便、舒适性差、能源消耗大、社会效益低,已经无法满足人们对现代生活品质的zui求,以及环境友好型和资源节约型社会的建设需要,而地热供暖作为一种环保、清洁、舒适的供暖方式逐渐被普及开来。

地热资源作为一种清洁、环保的可再生资源在近年来得到了广泛应用,通过对国内外地热资源开发时间观察发现:地热资源的综合开发利用具有很高的社会效益、经济效益和环境效益。在我国,地热水被应用于洗浴、发电、供暖、温室、农业养殖等各个领域,其中,将地热井水用于供暖不但环保、节能,在工艺技术上也相对简单可行。近年来,地热井在我国北方得到了逐渐推广,其供暖效果、环保效益取得了各界的广泛认可,从而变成了一种新的供暖趋势。那么地热井供暖的优势有哪些呢?

水泵抽水洗井

水泵抽水洗井选用流量和扬程合适的潜水泵。通过水大排量抽水洗井,有助于快速排净井中的泥浆和细岩粉,达到水清砂净(符合含砂量标准)。同时水泵抽水还能准确知道地热井的出水量和温度,为下一步制定洗井方案或进行抽水。地热能作为可再生的新能源,在这一趋势下,将会有进一步的飞跃,地热能的直接利用与地热发电都会有巨大的发展。地热井是地热温泉开发主体工程中zui重要的一个阶段,将蕴藏在地下的温泉资源从可再生能源矿产,变成可利用的清洁能源,它不仅仅是一个简单的钻井工程,还涉及到地热能的研究与利用,产出包含热与矿的双重性质,因此,地热井施工是很复杂的工程,需经过以下流程提高地热井成井率,并使地热井的产出而持久。

1.地热勘查

地热勘察,是对待开发地区的地质qing况和地热资源储量进行勘探调查,通过一系列地质学、地热学、地球物理和地球化学的学科知识和技术手段,以及测算数据,经过检测分析后,对项目地区的地热资源开发提出综合性意见,包括钻井的地质条件、地热钻井的位置和深度,施工中可能出现的状况及拟应对方案,地热的利用工程及后期维护等一系列的数据基础和指导建议。为顺利进行地热钻井和长久的地热开发项目奠定科学基础。

2.钻井施工设计

在地热勘察后,钻井前,要根据地质qing况确定钻探类型,是变质岩、沉积岩还是火成岩,复杂的地区还要采用综合钻探,这种qing况往往不仅要求有技术,有综合钻探的研究和时间经验,有相对应的*的设备,还需要有专业的管理和监测系统。

在拟定地热井开发方案时,首先要确定地热钻井深浅,这也是根据勘察结果和自身的具体条件来考虑的。此外,还要拟定符合该地地质条件的成井工艺,使含水层的水能够自由流入井内,并且做好封闭隔离工作,保护含水层。

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