地热资源勘查方法及地热钻探施工技术探析

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如何使用测绘技术进行地热能资源勘探与开发

如何使用测绘技术进行地热能资源勘探与开发

如何使用测绘技术进行地热能资源勘探与开发地热能是一种源源不断的可再生能源,具有潜力巨大的开发价值。

然而,在地热能资源的勘探和开发过程中,充分利用测绘技术可以发挥关键作用。

本文将探讨如何使用测绘技术进行地热能资源的勘探与开发。

1. 地热能资源的重要性地热能是指地球内部储存的热能,主要来自地球内部的热核反应、地壳活动、地下水循环等。

地热能资源具有稳定、高效、可再生的特点,不受季节和气候条件的限制。

在能源紧缺和环境问题日益凸显的当下,地热能作为一种清洁而丰富的能源,具有巨大的发展潜力。

2. 地热能资源的勘探地热能资源的勘探是指通过一系列的方法和技术,寻找地球内部的热能储量和分布情况。

测绘技术在地热能资源的勘探中起到了至关重要的作用。

其中,地热能资源地质特征的测量是测绘技术在地热能资源勘探中的基础工作。

测绘技术可以通过使用遥感卫星、航空遥感、激光测距、重力测量等技术手段,获取地表和地下的各种地质特征数据。

这些数据的采集和处理可以为地热能资源的勘探提供准确的地质背景信息,并为进一步的地热能资源储量评估提供基础数据。

3. 岩石热物性参数的测定地热能资源的勘探还需要测定岩石热物性参数,如导热系数、热容量等。

这些参数是评估地热能储层是否适合开发利用的重要依据。

测绘技术可以通过地面热梯度测量、热深度测量等手段,获取岩石的热物性参数。

同时,还可以通过地震测深、地电测深等技术手段,获取岩石的物理参数,为地热能资源的勘探和开发提供支持。

4. 温度场的建立与模拟在地热能资源勘探和开发中,建立温度场模型是至关重要的。

测绘技术可以通过建立三维地质模型和地温场模型,对热储层的储量和热能分布进行数值模拟和预测。

通过温度场模拟可以评估地热能资源的储量和分布情况,有效指导地热能开发和利用的决策与规划。

5. 地热能开发与利用地热能的开发与利用是将地热能资源转化为实际供热或发电的过程。

测绘技术在地热能开发与利用中发挥着重要作用。

测绘技术可以通过建立地下水流模型和渗流模拟,研究地下水与热能的相互作用,评估地热能开采对地下水资源的影响。

地热勘查实施方案

地热勘查实施方案

地热勘查实施方案随着经济发展和人类对能源的需求增加,地热能作为一种可再生能源越来越受到人们的关注。

确定合适的勘查实施方案可以大幅度提高勘查效率和准确度。

一、地热资源分类地球的地热能从中心到地表,可以分为三种类型。

第一种是热核心,它是由地球的内部热源和引起地心动力学的热效应共同作用形成的。

第二种是地热资源,它是热核心向地面传输的热量。

第三种是大气温度差异,即地球的地表温度随着季节和昼夜变化。

在这三种地热资源中,地热资源是我们进行勘查和利用的重点。

二、为了确定具体的地热资源,通常需要进行地热勘查。

地热勘查的目的是确定地下热水脉的存在、流量、温度和水质状况等,以便进行地热能的开发和利用。

下面是一个地热勘查实施方案的建议:1.前期勘察勘察前期需要进行现场实地勘察,确定勘察点的位置、海拔、延伸方向等。

同时也需要查阅区域内地质构造以及研究古地磁场和地热环境的变幻。

2.渗透测试进行勘察的下一步是渗透测试。

这个测试过程通过钻井或探针对不同深度样品进行采样测试,以确定地下水流情况和地下水温度分布情况。

渗透测试数据分析将提供热水涌动的信息和采用地热能的可能性。

3.钻探工作基于渗透测试的结果,将决定是否需要进行钻探工作。

钻探工作需要沿特定的地理走廊完成,然后收集土壤、水和岩石的样本以进行后续实验和测试。

4.试生产和实验通过分析钻探中采集的样本,以及现场实验和测试,可以确定热水流量、温度、水质和地下电阻率等参数。

这些参数将是热电水资源量和利用可能性的基础,为后续试生产提供依据。

5.环境影响评估在开发和利用地热能之前,需进行环境影响评估,以便评估土地利用、水质、碳排放、水文地质和工程建设对环境的影响。

三、结论以上是一个地热勘查实施方案的基本流程。

当然,也要根据勘查点来决定是否需要调整实施方案。

通过切实可行的勘查实施方案,未来地热能的发展将更快,同时可持续性发展也将更可靠。

地热资源地质勘查实施方案

地热资源地质勘查实施方案

地热资源地质勘查实施方案一、地热资源地质勘查的背景和意义地热能作为一种清洁、可再生的能源,受到了越来越多的关注。

地热资源地质勘查是为了充分了解地下地热资源的分布、类型、储量和开发利用条件,为地热资源的合理开发提供科学依据。

地热资源地质勘查的开展对于促进地热能的发展利用,推动清洁能源产业的发展,具有重要的战略意义。

二、地热资源地质勘查的基本内容和方法1. 地质调查地热资源地质勘查的第一步是进行地质调查,主要包括地质地貌、地层构造、地下水、地温场等方面的调查。

通过对地质构造、地热地貌的分布特征进行详细的调查和分析,为后续的地热资源勘查提供基础数据。

2. 地球物理勘查地球物理勘查是地热资源地质勘查的重要手段,主要包括地震勘探、重力勘探、地磁勘探和电磁勘探等。

通过地球物理勘查手段,可以获取地下岩石的物理性质,为地热资源的勘查提供重要的信息。

3. 地球化学勘查地球化学勘查是通过采集地下水、气体、岩石等样品,进行化学分析,了解地下地热水的成分、温度、流量等参数。

地球化学勘查可以为地热资源的开发利用提供重要的数据支持。

4. 地热勘探钻探地热勘探钻探是地热资源地质勘查的重要手段,通过对地下地热水体的勘探钻探,获取地下地热水的温度、流量、压力等参数。

地热勘探钻探是地热资源地质勘查的直接手段,为地热资源的储量评估提供重要的依据。

三、地热资源地质勘查的实施步骤1. 制定勘查方案在进行地热资源地质勘查之前,需要制定详细的勘查方案,包括勘查区域的范围、勘查内容、勘查方法、勘查技术路线等。

制定科学合理的勘查方案,是地热资源地质勘查的前提和基础。

2. 勘查前期准备在进行地热资源地质勘查之前,需要做好勘查前期的准备工作,包括选址、采样器材的准备、勘查人员的培训等。

做好勘查前期准备工作,是保障地热资源地质勘查顺利进行的重要保障。

3. 勘查实施根据制定的勘查方案,进行地热资源地质勘查的实施工作,包括地质调查、地球物理勘查、地球化学勘查和地热勘探钻探等。

地热资源勘查方法及地热钻探施工技术探析

地热资源勘查方法及地热钻探施工技术探析

地热资源勘查方法及地热钻探施工技术探析作者简介:夏㊀敏(1988-),男,云南鹤庆人,本科,地质助理工程师,主要从事地质工作㊂夏㊀敏(贵州省地质矿产勘查开发局一一二地质大队,贵州安顺561000)摘㊀要:地热资源勘查是为查明某一地区的地热资源进行的地质调查㊁物探异常查证㊁化学勘查以及钻探施工㊁降压试验等地质工作㊂地热资源勘查施工是地热勘查中的最重要的工程,在地热资源勘查过程其费用占比一般在90%左右㊂本文论述了地热资源勘查方法,详细介绍了常用的地热钻探技术钻进工艺,为地热井的钻探施工提供参考㊂关键词:地热资源;钻探施工;勘查中图分类号:P314文献标识码:A文章编号:2096-2339(2018)01-0085-02㊀㊀地热资源是指能够经济地被人类所利用的地球内部的地热能㊁地热流体及其有用组分㊂目前可利用的地热资源主要包括:天然出露的温泉㊁通过热泵技术开采利用的浅层地热能㊁通过人工钻井直接开采利用的地热流体以及干热岩体中的地热资源㊂1㊀地热资源勘查方法地热资源勘查的方法有资料收集及二次开发㊁地质调查㊁实测地层剖面㊁地球物理勘探㊁地热钻探等㊂(1)资料收集及二次开发㊂勘查区域地质㊁地热地质㊁地温异常㊁地震活动㊁社会需求及环境等资料的收集和整理㊂(2)地质调查㊂查明与勘查区地热勘查有关的地层岩性㊁组合,与勘查地热形成条件的主控构造及活动断裂等㊂(3)实测地层剖面㊂通过地质剖面测面详细查明勘查区岩层的厚度,建立勘查区地层系列的标志层,为勘查区地热勘探孔的设计提供依据㊂(4)地球物理勘探㊂通过物探仪器用地温㊁R法测量查找地表热异分布,用GDP-32可控源音频大地电磁测深㊁V8㊁三维地震等查明拟勘探区深部构造的发育情况㊂(5)地热钻探㊂用钻探的方法来验证物探解译成果,利用钻孔进行测井㊁降压试验和产能试验,求取相关水文地质㊁地热参数;查明热储结构㊁地热增温率及地热流体的地球化学特征㊂2㊀地热钻探施工技术地热资源勘查施工是地热勘查中的最重要的工程,在地热资源勘查过程其费用占比一般在90%左右㊂其目的是查明热储结构,通过降压试验获取流体资源量和水文地质参数㊁对地质和物探进行验证,为获取可供开采的地热流体资源量为主要目标㊂地热井钻进方法有全面钻进和扩孔钻进两大类,全面钻进有冲击钻进㊁合金刮刀钻头钻进㊁牙轮钻头钻进㊁金刚石复合片钻头钻进㊁气动潜孔锤正(反)循环钻进㊁气动潜孔锤跟管钻进㊁气举反循环钻进㊁液动冲击回转钻进㊁泡沫钻进㊁喷射钻进10种钻进方法;扩孔钻进有合金钻头扩孔钻进㊁牙轮钻头扩孔钻进㊁潜孔锤扩孔钻进3种方法㊂贵州地热井勘探,基本上采用全面钻进施工方法㊂3㊀常用钻探技术施工工艺3.1㊀各种钻进工艺适用的地层在松软地层可选用钻井液回转钻进,在较硬地层可选用钻井液回转钻进㊁气动潜孔锤钻进和气举反循环钻进,在热储开采段可选用钻井液回转钻进㊁空气钻进㊁泡沫钻进和气举反循环钻进㊂3.2㊀常规钻进液回转钻进工艺常规钻进液回转钻进时应控制好钻压㊁转速㊁泵量㊂在进行常规钻进液回转钻进施工时应满足以下钻进操作要求:(1)钻进需要加压时应使用钻铤加压,钻铤总重量按所需钻压值的1.3倍估算㊂(2)钻头的类型和尺寸应与所钻地层㊁孔径相适应㊂下钻前应检查钻头水眼畅通情况和钻头磨损情况,不得使用不符合要求的钻头㊂新钻头应先磨合钻进0.5m左右,再逐渐增加到设计钻压㊂当钻速下降,应提钻检查㊂钻头提出后应进行分析㊁测量,如果非正常磨损严重则该型钻头不适应所钻地层,应更换㊂(3)接单根钻杆下放钻具前,应先开泵㊁启动回转器,再下放钻具到井底,逐渐加压钻进㊂下钻应平稳,遇阻不得猛墩㊁硬压㊂(4)保持钻井液性能良好,使孔内清洁㊁孔壁稳定,防止卡㊁埋钻事故发生㊂(5)正常钻进中要求操作平稳,均匀给进,不得猛放猛压㊂注意钻具扭矩变化,如有异常,随时调整钻进参58数㊂同时,要确保钻井液排量满足要求㊂(6)钻遇泥岩井段时,若钻速下降明显,可适当提高钻压,降低转速;若钻遇硬夹层发生轻微蹩钻现象时,可适当降低钻压,同时降低钻速,等钻穿后再采用正常参数钻进;钻进卵砾石㊁破碎带时,应调整钻压,适当降低转速,防止钻头在井底跳动㊁剧烈震动和蹩车㊂3.3㊀气动潜孔锤钻进工艺在进行气动潜孔锤钻进时应控制好供气量㊁供气压力㊁钻压㊁转速等钻进参数㊂钻进施工时应满足如下施工要求:(1)气动潜孔锤钻进加接钻杆时,应注意检查被加接钻杆内有无堵塞物㊂下钻前,应在地表做气动潜孔锤启动试验,检查冲击器是否工作㊁卡钎套是否牢固等,正常后方可下钻㊂(2)气动潜孔锤每次下钻,不得将钻具直接下到孔底,当钻具距孔底0.5m左右时,即开始送气,待气畅通后,方可慢速回转并下降钻具㊂当钻头接触孔底后,冲击器应立即启动冲击,如不冲击,可上下窜动钻具,确认冲击器工作正常后,再将钻进参数调整至正常值进行钻进㊂(3)气动潜孔锤钻进时,发现蹩泵㊁潜孔锤停止冲击,经上下窜动钻具㊁调整气量无效时,应提钻检查㊂(4)气动潜孔锤钻进时应随时注意观察气压变化情况㊂压力突然下降,是钻杆㊁冲击器活塞㊁钻头折断或接头漏气,应提出钻具进行检修;压力突然增加,是由于孔内坍塌掉块或岩粉过多,应停止钻进,上下活动钻具,大气量冲孔排粉㊂3.4㊀气举反循环钻进工艺气举反循环钻进技术参数为:(1)沉没比(气水混合器埋入水下的深度与其至气水龙头顶端出口距离的比值):一般应大于0.5㊂(2)气压:供气压力一般大于0.6MPa㊂(3)供气量:在气水混合比为1.4 1.7㊁流体上返速度为3 4m/s时,气举反循环达到最佳排渣效果,一般供气量ȡ6m3/min㊂(4)气水混合器位置:气水混合器以下至钻头的钻具长度一般为气水混合器沉没深度的2 5倍㊂(5)钻压:钻头直径单位长度的压力为0.06 0.12kN/mm㊂(6)转速:40 80r/min㊂3.5㊀成井工艺在完成钻探施工后需进行物探测井㊁扫孔㊁破壁㊁冲孔换浆㊁下管㊁填砾与止水㊁固井㊁洗井㊁抽水试验工艺完成地热井的成井施工㊂4㊀结语地热资源勘查是一项高风险㊁隐蔽性很强的工程,在进行地热资源勘查选点时应做好地质调查㊁物探异常查证㊁大地岩性测量㊁实测剖面等基础地质工作,在此基础上认真进行地热资源论证报告的编写㊂在进行地热资源施工前应认真编写施工组织设计,施工时应严格按照地热钻探规范施工,及时记录相关参数报表,加强与地质技术人员沟通㊂地热资源勘查是一项需要政府及业主㊁地质部门㊁钻探施工方严密配合的工作,为规避地热资源勘查中的风险,将地热施工风险㊁井下事故降到最低,因此应加强各部门的及时沟通,在出现井下事故时拿出切实可行的科学解决方法,降低地热钻探施工的风险㊂地热资源是一种绿色新能源,地热资源㊁地热能的开发利用符合当今社会绿色㊁可持续的发展理念,前景广阔,因此加强地热资源的勘查意义重大㊂参考文献:[1]㊀胡㊀燕,林㊀黎,林建旺,等.天津市地热资源可持续开发潜力评价[Z].天津:天津地热勘查开发设计院,2007.[2]㊀程万庆,等.天津地区砂岩热储回灌研究[Z].天津:天津地热勘查开发设计院,2008.68。

地热资源勘查方法及地热钻探施工技术探析 周进

地热资源勘查方法及地热钻探施工技术探析 周进

地热资源勘查方法及地热钻探施工技术探析周进摘要:地热资源勘探的目的主要是为了查找某一地区的地热资源,通过化学勘查、物探异常查证、地质调查等方式进行相应的地质工作,地热资源勘查施工在地热勘查的过程中具有非常重要的意义,在地热资源勘查的时候,其费用所占的比例达到了90%,本文重点对地热资源勘查的方法进行分析和研究,并且结合某工程实例对地热钻探施工技术进行分析,以供参考。

关键词:地热资源;勘查方法;钻探施工技术;应用1 地热资源勘查方法1.1 资料收集在工作进行前要做好充分的准备工作,其中就包括资料的收集。

充分收集地理、以往地热勘查报告等资料,对资料进行整理、分析、总结,对常见的问题情况进行了解,在勘查工作中一旦出现类似问题可以有所参考并及时解决,为后面的工作打下一个理论基础。

1.2 地质测量地质测量前首先要对工作区之前的石油资料以及地质调查资料进行整理分析总结,在此基础上,查探地热田的岩浆活动、地层时代、岩性特征以及地质构造,熟悉掌握地热田形成的地质条件。

例如,在松辽盆地,地热田的地址勘查工作主要是层状热储勘查,地质测量图件比例尺区域性图件应选择1/10万~ 1/2.5万,地热田图件应选择1/5万~ 1/2.5万。

1.3 地球化学调查在地热勘查工作进行阶段也要进行对地球化学的调查,选则有代表性的地表水、大气降水、地热流体、常温地下水等,然后收集样品并对其进行化验分析,研究总结其和地热流体之间的关系。

同时,对温度进行计算,从而推断出底下热储的温度。

此外,还应该对同位素或者放射性元素等化学元素进行分析推断,找出与地热流体间的关系,对地热形成的影响等。

需要注意的是,此项调查工作中,调查的比例尺要和地质测量的比例尺相一致,避免出现误差。

1.4 地球物理调查地球物理的调查对地热资源的开发利用有着很大的影响,在勘查工作中要着重进行。

在普通调查阶段就可以进行,在详细查验阶段要建立在普通勘查阶段的基础上,从而圈定出地热勘查中发现的异常地区以及热量储藏的主要范围。

地热资源地质勘查规范

地热资源地质勘查规范

勘查工作质量控制
勘查方案设计: 确保方案的科学 性和可行性
勘查方法选择: 根据实际情况选 择合适的勘查方 法
勘查过程监管: 对勘查过程进行 全程监控,确保 数据准确可靠
勘查成果验收: 对勘查成果进行 验收,确保满足 规范要求

勘查成果质量评价与验收
评价标准:依据相关法律法规、技术标准和质量要求,对地热资源地质勘查成果进行质量 评价。
培训与演练:对应急人员进行培训和演练,提高应急处置能力,确保在紧急情况下能够 迅速有效地应对。
监测与预警:建立地热资源地质勘查环境监测体系,及时发现潜在的环境风险和安全隐 患,采取预警措施,防止事故发生。
事故报告与处理:一旦发生地热资源地质勘查事故,应立即启动应急预案,按照相关规 定及时报告事故情况,采取有效措施控制事态发展,减少人员伤亡和财产损失。
地热资源地质勘查工作程序
前期准备阶段
确定勘查目标和任务 收集和研究相关资料 编制勘查设计和技术要求 准备勘查设备和器材
初步勘查阶段
确定勘查目标:明确勘查 任务和目的,确定勘查区 域和目标地层。
收集资料:收集相关地质 资料、气象、水文等资料, 了解当地环境和资源状况。
现场踏勘:对勘查区域进 行实地考察,了解地热资 源的分布和特征,初步评 估开发潜力。
方法:包括岩石 地球化学勘探、 土壤地球化学勘 探、气体地球化 学勘探等多种方 法。
优点:可以快速、 准确地确定地热 田的范围和热储 类型,为后续的 地质勘查和开发 提供重要的依据。
局限性:地球化 学勘探方法需要 采集大量的样品, 并进行繁琐的实 验室分析,成本 较高,且对于一 些特殊的地质条 件,其应用效果 可能会受到限制。
定期进行安全培 训和演练,提高 员工的安全意识 和应急处理能力。

地热资源勘查方法及地热钻探施工技术探析

地热资源勘查方法及地热钻探施工技术探析

地热资源勘查方法及地热钻探施工技术探析马腾飞河南省地质矿产勘查开发局第二地质环境调查院DOI:10.32629/gmsm.v2i4.250[摘 要] 随着我国国民经济的不断发展,社会的发展对资源的需求越来越大,与煤炭、石油、天然气等传统资源相比,地热资源具备经济、环保、安全等一系列优势,将逐渐受到社会各界的广泛关注,在地热资源开发初期存在不少困扰,随着新型勘察方法与钻探施工技术的出现,将会对地热资源开采产生重要的影响。

本文将重点论述地热资源勘查方法及地热钻探施工技术,并提供相应的参考信息。

[关键词] 地热资源;勘查方法;钻探施工技术;相关举措引言随着我国改革开放的不断深化与发展,我国的经济水平与科技水平得到极大地飞跃,在当前社会下,决定着国家持续健康发展的关键因素不仅仅是本国人民,还有与社会生产生活关系密切的各项资源,经济与科技的进步更好地带动了我国地热资源勘察领域的发展,同时我国相关新工艺与新技术不断被开发利用,使得我国在此领域的发展前景越来越广阔,但在实际操作过程中依旧有着众多问题,使得地热勘察领域相关人员的生命财产安全得不到保障,进而严重影响着我国地热资源进一步的有效开发。

1 关于地热资源的简要说明人类对地热资源的利用的历史与人类的发展历史相比几乎不存在多大的差别,简单来说,就是说明地热资源开发的历史比较久远,我国关于地热资源的利用方面也有着明确的记载,即由我国明朝著名医药学家李时珍编写的《本草纲目》一书中就有对着地热资源对人体疾病治疗方面的记载,随着社会经济与生产力的不断发展,地热资源的应用范围正在逐步扩大,作为一种可以供人类开发利用并且拥有着巨大的发展前景的资源,这种资源将会给社会经济与人民生活带来福祉,地热资源应用范围极为广泛,比如在民居供暖、温室种植等方面都能够体现地热资源的强大效能,在未来国家与社会发展过程中,地热资源必将发挥着更为重要的作用,地热资源的勘察利用,将会对缓解当前能源危机、改善投资环境、促进经济的可持续发展与推动人民生活水平的提升具有十分重要的意义与价值。

地热钻探方案

地热钻探方案

地热钻探方案地热能作为一种清洁且可再生的能源,具有巨大的潜力。

利用地热能可以实现供暖、发电、温室农业等多种应用。

然而,为了充分利用地热能,我们需要进行地热钻探,以获取地下热能资源。

本文将介绍地热钻探的方案,并探讨其应用前景。

一、地热钻探方案介绍地热钻探是通过钻探井口进入地下,获取地下热能资源的技术。

从技术的角度来看,地热钻探主要包括以下几个步骤:1. 钻井准备:确定钻井地点,进行现场勘测,选择合适的钻井设备和方案。

2. 钻井操作:按照事先设计好的钻井方案,进行钻井操作。

这包括钻井井筒的打设、冲洗、钻进过程以及钻井液的循环使用等。

3. 钻井结束:达到预定的钻探深度后,进行井口固化等处理,确保安全和环境保护。

4. 地热能开发:开展与地热井的连接、地热能的抽取与利用等工作,使地热能得到有效利用。

二、地热钻探方案的应用前景地热钻探的应用前景广阔,主要体现在以下几个方面:1. 地热供暖:地下热能可以用于供暖,可以替代传统的燃煤锅炉等高污染、高耗能的方式。

地下热能的稳定性使得地热供暖具有持久的优势。

2. 地热发电:地下热能可以通过地热电站转化为电能,实现地热发电。

地热发电不受化石能源的限制,且排放的温室气体较少,具有良好的环保效果。

3. 温室农业:地热能可以用于温室农业,通过地热供暖和灌溉,提供温度和水分条件,创造有利于农作物生长的环境。

三、地热钻探方案的技术挑战地热钻探虽然具有广阔的应用前景,但也面临一些技术挑战,主要包括以下几个方面:1. 钻井技术:地热钻探需要穿越地下各种不同的地层,需要掌握复杂的钻井技术,以应对复杂的地质情况。

2. 井筒固化:地热井需要进行井筒固化,以确保井筒的安全和稳定。

3. 地热能开发技术:地热井的连接以及地热能的抽取和利用都需要先进的技术手段。

四、地热钻探方案的经济效益地热钻探虽然需要一定的投资成本,但具有良好的经济效益。

地热能资源具有丰富、持久和可再生的特点,使用地热能可以节约传统能源消耗,减少能源开支。

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地热资源勘查方法及地热钻探施工技术探析
发表时间:2018-09-20T10:10:13.527Z 来源:《建筑学研究前沿》2018年第14期作者:王莹
[导读] 地热资源勘查工作的内容和投入的工作量应根据勘查阶段、勘探类型和工作区地热地质复杂程度等因素综合考虑确定。

中国煤炭地质总局广西煤炭地质局广西壮族自治区柳州 545005
摘要:地热资源勘查是为查明某一地区的地热资源进行的地质调查、物探异常查证、化学勘查以及钻探施工、降压试验等地质工作。

地热资源勘查施工是地热勘查中的最重要的工程,在地热资源勘查过程其费用占比一般在90%左右。

本文浅析地热资源勘查方法及地热钻探施工技术。

关键词:地热资源;热储层;勘查技术方法
引言
地热资源勘查工作的内容和投入的工作量应根据勘查阶段、勘探类型和工作区地热地质复杂程度等因素综合考虑确定。

应选择经济有效的勘查技术方法、手段和合理的设计施工方案,达到工作阶段的要求。

总结以往地热资源勘查工作,提出采用的主要技术方法为:资料收集,地质测量,物化探,地热探采结合井施工,抽水试验,取样化验,水位、水温、水量监测等。

1地热资源的勘查方法
1.1地质测量
地质测量是在充分研究利用工作区以往石油勘查资料和地质调查资料的基础上进行,其主要任务是查明地热田的地层时代、岩性特征、地质构造、岩浆活动,阐明地热田形成的地质条件。

松辽盆地北部主要为层状热储勘查类型,地质测量图件比例尺区域性图件应选择1/10万~1/2.5万,地热田图件应选择1/5万~1/2.5万。

1.2地球化学调查
在地热资源勘查各阶段中都应进行地球化学调查。

采取具有代表性的地热流体、常温地下水、地表水、大气降水等样品进行化验分析,对比分析它们与地热流体的关系。

进行温标计算,推断深部热储温度。

测定稳定同位素和放射性同位素,推断地热流体的成因与年龄等。

地球化学调查比例尺应与地质测量比例尺一致。

1.3地球物理调查
地球物理调查是地热资源勘查工作中的重要组成部分,一般应在普查阶段进行,详查阶段要在普查的基础上,对有希望的地区进行补充工作,主要圈定地热异常范围和热储体的空间分布;确定地热田的基底起伏及隐伏断裂的空间展布。

如松辽盆地北部,该区主要为层状热储,勘查一般利用人工地震法较准确的测定断裂位置、产状和热储结构;利用磁大地电流法确定地热田的热储位置和规模。

地球物理调查比例尺应与地面测绘比例尺一致。

对获得的物探资料,应结合地热地质条件、地热流体特征进行分析,提出综合解译成果,作为勘探井的布置依据。

1.4钻探
(1)勘探井的设计、施工以及勘探井内各种测试应满足查明地热地质条件,取得有代表性的计算参数和评价地热资源的需要。

主要查明热储的压力、水位、温度、流量和地热流体质量。

勘探井应保持垂直,在100m深度内其井斜不应大于10。

勘探井口径应满足取样测井以及完井后安装抽水试验设备要求,探采结合井还应满足生产井设计抽水量及水泥固井及可能下入滤水管的要求。

地质勘探井终井口径一般不小于91mm。

(2)每一热田应有1-2个勘探井要求全部取芯,探采结合井可间断取芯,但必须做好岩屑录井、钻时录井、钻井液录井。

岩芯采取与岩屑录井应满足划分地层、确定破碎带、储层岩性、厚度等要求。

(3)勘探井在钻进过程中和完井后必须进行地球物理测井,测井项目取决于地质需要,一般井段做井径、井斜、电阻率、自然电位、自然伽玛、井温和井底温度等项目。

完井后除做上述项目外。

还应进行稳态井温测量。

对中低温大型地热田还应做密度、声波、中子和流量测井。

(4)钻进过程中的简易观测:目的层井段,必须经常对泥浆槽液面及泥浆池中的泥浆量的变化进行观察,注意有否漏失,漏失量及速度、漏失前后泥浆性能的变化。

详细记录钻进的涌水、井喷、漏水、涌砂、逸气、掉块、塌孔、缩径等现象的起止时间、井深、层位及采取的处理措施等。

对井涌或井喷还应详细观察记录涌、喷量及高度,连续或间断的涌喷规律、涌喷前后的泥浆性能变化等。

系统测定井口泥浆的温度变化,在钻入热储目的层段时应加密观测并做好记录。

钻进过程中对蹩、跳钻、放空等情况应认真记录起止时间、井深、层位、蹩跳程度、钻时情况,做好地质方面的分析判断。

(5)完井试验,勘探井和探采结合井都应进行完井试验,测定地热资源评价必须的计算参数。

完井试验又分为非稳定流抽水试验和稳定流抽水试验。

非稳定流抽水试验,抽水井涌水量应保持常量,其变化幅度不大于3%。

稳定流抽水试验一般要进行三个稳定降深。

完井试验分为单井抽水试验、多井抽水试验和群井抽水试验三类。

单井抽水试验一般做三个落程,稳定延续时间8~12h,用以确定流量与水位降低的关系,概略的取得含水层渗透系数、给水度或弹性释水系数、压力传导系数等。

试验期间应尽量采用井下压力计测量水位的变化。

直接从孔口测量水位时,应同时测量孔内水温,以换算为相同密度的水位多井抽水试验是指带有观测井的主井抽水试验,一般做一个落程,稳定延续时间24~72h,求得较为准确的计算参数。

在详查阶段每一地热田进行1~3组试验。

群井抽水试验是指在影响半径范围内,两个或两个以上钻井同时进行并有观测井的抽水试验。

在勘探阶段可结合开采方案进行1~2组试验,一般做一个落程,抽水延续时间不少于7昼夜,以确定水位下降与总开采量的关系和合理开采方案。

抽水、涌水、放喷试验中,均应观测水位(压力)温度的变化,温度观测读数应准确到0.5℃,并换算成相同密度的水位(压力)值。

试验结束后观测其恢复水位(压力)。

水位(压力)的变化宜用井下压力计观测,直接测量水位时应同时测量孔内水温,以便换算和比较。

2常用钻探技术施工工艺
2.1常规钻进液回转钻进工艺
常规钻进液回转钻进时应控制好钻压、转速、泵量。

在进行常规钻进液回转钻进施工时应满足以下钻进操作要求:(1)钻进需要加压时应使用钻铤加压,钻铤总重量按所需钻压值的1.3倍估算。

(2)钻头的类型和尺寸应与所钻地层、孔径相适应。

下钻前应检查钻头水眼畅通情况和钻头磨损情况,不得使用不符合要求的钻头。

新钻头应先磨合钻进0.5m左右,再逐渐增加到设计钻压。

当钻速下降,应提钻检查。

钻头提出后应进行分析、测量,如果非正常磨损严重则该型钻头不适应所钻地层,应更换。

(3)接单根钻杆下放钻具前,应先开
泵、启动回转器,再下放钻具到井底,逐渐加压钻进。

下钻应平稳,遇阻不得猛墩、硬压。

(4)保持钻井液性能良好,使孔内清洁、孔壁稳定,防止卡、埋钻事故发生。

(5)正常钻进中要求操作平稳,均匀给进,不得猛放猛压。

注意钻具扭矩变化,如有异常,随时调整钻进参数。

同时,要确保钻井液排量满足要求。

(6)钻遇泥岩井段时,若钻速下降明显,可适当提高钻压,降低转速;若钻遇硬夹层发生轻微蹩钻现象时,可适当降低钻压,同时降低钻速,等钻穿后再采用正常参数钻进;钻进卵砾石、破碎带时,应调整钻压,适当降低转速,防止钻头在井底跳动、剧烈震动和蹩车。

2.2各种钻进工艺适用的地层
在松软地层可选用钻井液回转钻进,在较硬地层可选用钻井液回转钻进、气动潜孔锤钻进和气举反循环钻进,在热储开采段可选用钻井液回转钻进、空气钻进、泡沫钻进和气举反循环钻进。

2.3气动潜孔锤钻进工艺
在进行气动潜孔锤钻进时应控制好供气量、供气压力、钻压、转速等钻进参数。

钻进施工时应满足如下施工要求:(1)气动潜孔锤钻进加接钻杆时,应注意检查被加接钻杆内有无堵塞物。

下钻前,应在地表做气动潜孔锤启动试验,检查冲击器是否工作、卡钎套是否牢固等,正常后方可下钻。

(2)气动潜孔锤每次下钻,不得将钻具直接下到孔底,当钻具距孔底0.5m左右时,即开始送气,待气畅通后,方可慢速回转并下降钻具。

当钻头接触孔底后,冲击器应立即启动冲击,如不冲击,可上下窜动钻具,确认冲击器工作正常后,再将钻进参数调整至正常值进行钻进。

(3)气动潜孔锤钻进时,发现蹩泵、潜孔锤停止冲击,经上下窜动钻具、调整气量无效时,应提钻检查。

(4)气动潜孔锤钻进时应随时注意观察气压变化情况。

压力突然下降,是钻杆、冲击器活塞、钻头折断或接头漏气,应提出钻具进行检修;压力突然增加,是由于孔内坍塌掉块或岩粉过多,应停止钻进,上下活动钻具,大气量冲孔排粉。

结语
地热资源是一种绿色新能源,地热资源、地热能的开发利用符合当今社会绿色、可持续的发展理念,前景广阔,因此加强地热资源的勘查意义重大。

参考文献
[1]胡燕,林黎,林建旺,等.天津市地热资源可持续开发潜力评价[J].天津:天津地热勘查开发设计院,2017.[2]程万庆,等.天津地区砂岩热储回灌研究[J].天津:天津地热勘查开发设计院,2018.。

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