地热钻井技术
关中地区中深层地热钻井开发技术问题与发展趋势
尾水回灌井
西安、咸阳两地尾 水回灌井总数在16 口左右；其成井工 艺与常规地热井没 有什么区别，只不 过是在回灌层下入 滤水管，便于尾水 压入地层
不取水换热井
同心管和水平对接换 热井两种。前者为常 规直井，利用同心管 内外循环水换热；后 者用水平对接井形成 的U型管路，单向水 循环介质换热；两种 均为“水水换热”， 可以取热和热回灌双 向运行
困惑三
关中地区“取热 不取水”开发， 国家地方鼓励， 目前有直井同心 管换热、水平对 接井换热两种新 的钻井开发方式， 但有哪些新的技 术问题需要解决？
二、中深层地热钻井技术现状
三大地热井型
取水地热井
数量占95%以上。 其设计理念就是通 过钻井最大限度地 采出地热水，典型 技术特点有两种。 一是开孔后在大口 径段中下入抽水泵； 二是在热储层中下 入滤水管，并配合 洗井等措施增产
关中地区中深层地热 钻井开发技术问题与发展趋势
陕西省煤田地质集团有限公司
张晓宏
目
一 二
录
• 关中地区地热开发现状 • 钻井技术发展现状 • 存在问题及技术瓶颈 • 未来钻井技术发展趋势 • 结论及建议
三
四 五
一、关中地区地热开发现状
关中盆地是我国三大典型地热开发区之一
京津冀地区
关中盆地 西藏地区
三、未来钻井技术发展趋势
适合城区施工的模块化、电控化钻井设备
钻深3000~5000m 结构紧凑、占地面积小、布置灵活，以 适应城市施工的井场紧凑化布置要求 采用模块化结构，拆安便捷，运输方便 宜采用垂直起升结构的自升式井架
三、存在问题及现有技术瓶颈
电驱电控化是环保新要求，电控自动化智能化是提高生产力发展趋势。 配备变频驱动、顶驱装置、井口铁钻工、一体化司钻房等。 配备泥浆固控不落地设备，井控装置。
地热钻井操作规程模版
地热钻井操作规程模版第一章总则第一条目的和依据为规范地热钻井作业，确保作业安全、高效进行，保护地质环境，依据《矿物资源法》、《井探钻探工程安全规程》等相关法律法规，制定本规程。
第二条适用范围本规程适用于地热钻井作业的管理和操作。
第三条主要术语和定义1.地热钻井：利用钻探工艺和设备，探究地下地热资源分布和储藏情况的活动。
第二章前期准备第四条勘探阶段1.根据勘探设计要求，进行地质勘探，明确地热资源的分布和储藏情况。
2.编制地热钻井设计方案，包括钻探井口的位置、井眼直径、施工方法等。
3.申请相关许可证照，确保作业的合法性。
第五条钻井设备准备1.准备钻井机械设备、钻井工具等必要的设备。
2.检查设备的完好性和可靠性，确保设备能够安全正常运行。
第三章地热钻井作业第六条井位布置1.根据地热钻井设计方案，确定井口位置。
2.清理井位周围的杂物和障碍物，确保施工安全和顺利进行。
第七条组装钻具1.按照钻井设计方案要求，组装钻具。
2.检查钻具的完好性和可靠性，确保钻具能够正常使用。
第八条钻进1.启动钻机，控制钻井参数，进行钻井作业。
2.及时监测钻井参数和井身情况，确保钻井作业符合设计要求。
第九条取心1.根据地质要求，选择合适的方法进行取心。
2.严格按照取心操作规程进行取心作业。
第十条增注压裂1.根据工程需要，进行增注压裂作业。
2.严格按照压裂作业规程进行操作，确保压裂效果。
第十一条固井1.根据井深和井壁条件，选择合适的固井材料。
2.按照固井施工规程进行固井作业。
第十二条下井工具取回1.完成取心、压裂、固井等作业后，进行下井工具取回。
2.在取回过程中，严格按照操作规程进行操作，确保工具的安全回收。
第三章事故和应急处理第十三条作业事故的处理1.发生作业事故时，应立即停止作业，保护现场。
2.及时报告有关主管部门，并按照事故应急处理规程进行处理。
第十四条突发事件的应对1.对于可能发生的突发事件，提前制定应急预案。
2.发生突发事件时，按照应急预案进行处置，保障人员的安全。
地热钻井操作规程范本
地热钻井操作规程范本一、概述地热钻井作为一种重要的能源开发手段，对于地热资源的开发具有重要的意义。
为了确保地热钻井操作的安全性和高效性，制定本操作规程，规范地热钻井作业过程，并确保钻井作业人员的人身安全。
二、安全操作措施1. 钻井设备检查钻井设备在每次使用前必须经过检查，包括钻机、钻头、钻铤等，确保设备完好无损。
2. 钻井井口处理钻井井口要清理干净，并设置防滑措施，以防止作业人员滑倒造成伤害。
3. 钻井井筒加固钻井井筒加固工作必须进行，确保井筒稳定，防止坍塌事故的发生。
4. 钻井液的搅拌和调配钻井液的搅拌和调配必须按照规定的比例进行，确保钻井液的性能符合要求。
5. 钻井液循环系统操作钻井液循环系统必须按照操作规程进行操作，确保钻井液能顺畅循环，避免井口喷涌等危险事故的发生。
6. 钻杆组装和解体操作钻杆组装和解体操作必须由专业人员进行，并按照操作规程进行，确保操作安全。
7. 钻井作业中的防火措施钻井作业中必须采取防火措施，确保钻井作业过程中不发生火灾事故。
8. 钻井作业中的通风措施钻井作业中必须保证良好的通风，排除有毒气体，确保作业人员的安全健康。
9. 钻井井壁控制钻井井壁的控制必须符合操作规程，确保井壁稳定，防止井壁塌陷事故的发生。
10. 钻井液循环池操作钻井液循环池的操作必须按照操作规程进行，确保钻井液循环池能正常运行。
11. 钻井液废弃物处理钻井液废弃物必须按照规定的程序进行处理，不能随意倾倒。
三、作业流程1. 钻柱下井a. 通过起下钻工具将钻柱从井口下入井内。
b. 确保钻柱的下降速度适宜，并确保钻柱垂直下降。
2. 钻井液循环操作a. 启动钻机，使钻井液开始循环。
b. 检查钻井液循环系统的各个设备，确保正常运行。
3. 钻进作业a. 调整钻井参数，如转速、进给速度等，确保钻进效果良好。
b. 定期检查钻头的磨损情况，及时更换损坏的钻头。
4. 钻井液处理a. 定期将用过的钻井液回收，去除其中的固体颗粒。
中深层地热供热项目技术要求
中深层地热供热项目技术要求1.地热资源评估进行地热资源评估是建设中深层地热供热项目的第一步。
评估应包括地热资源的存在、温度分布和可利用程度等方面的研究。
评估应基于地质勘探和地热测井数据，并结合地下水和岩石温度资料进行综合分析订正。
2.钻井技术钻井是开发中深层地热供热项目的关键环节之一、需要选用先进的钻井设备和技术，确保快速、高效地完成钻井任务。
钻井过程中需要保持井筒稳定，有效防止井壁塌方和井水进入井筒。
同时，钻井过程中应当对地层进行详细记录和取样，以便后续地热能资源开采的评估和管理。
3.热力系统设计热力系统设计是中深层地热供热项目的核心要素之一、设计应考虑到热负荷、地热水温度、供热需求以及管道布局等因素。
应选择合适的热交换器和管道材料，保证热能的高效传输和分配。
设计时需要科学合理地确定回水温度和供水温度的范围，以达到理想的供热效果。
4.设备选型设备选型是中深层地热供热项目的重要环节。
应选择高效、可靠的设备，并考虑到特殊的地热环境要求。
例如，地热井下泵应选择能够适应高温、高压条件的井下泵。
系统中的热交换器、泵站、调节阀等设备也应具备高效、耐腐蚀、耐高温的特点。
5.运行管理中深层地热供热项目的运行管理是项目长期运行的关键。
应根据项目需求制定科学合理的运行管理规程，确保地热供热系统的稳定运行和安全可靠。
运行过程中应定期进行系统检查、维护和保养，确保设备和管道的正常运行。
同时，还应进行数据监测和分析，根据运行情况进行调整和优化，保证供热效果的最大化和系统的经济运行。
综上所述，中深层地热供热项目的技术要求包括地热资源评估、钻井技术、热力系统设计、设备选型和运行管理等方面。
只有在各项技术要求得以满足的情况下，中深层地热供热项目才能够实现高效、可持续的供热。
地热井施工技术现状及应用问题分析
地热井施工技术现状及应用问题分析地热井施工技术现状及应用问题分析地热能是一种清洁、高效、可靠的能源，可替代传统燃料来供应热力和电力。
作为一种环保型的能源，地热能的利用成为了近年来国内外的热点话题。
地热井是地热能利用系统中的重要组成部分之一，它可以实现地热能的采集、传输和利用。
本文将分析地热井施工技术的现状及其应用过程中可能出现的问题。
一、地热井施工技术现状地热井施工技术是指在地下打孔、钻井和其他工程活动中，实现地热井深钻设计和实施。
目前国内外常见的地热井施工技术包括跨井节、连续管和裂隙灌浆段三种。
跨井节施工技术是指在钻完一段地热井后，通过跨井节连接到另一段井段上。
这种技术相对简单，并且容易实现，但是设计需求高，井筒质量难以控制，容易发生问题。
而连续管施工技术是如今较为常见的一种地热井施工技术，它的特点是在钻井过程中不断增加钢管长度，使得井筒质量和孔筒尺寸更容易控制。
不过，由于该技术对并排钢管的刚度要求较高，施工难度相对较大。
除此之外，还有一种裂隙灌浆段施工技术，它是在采用连续管施工技术的基础上，增加垂直裂缝和水泥灌浆段的操作，以缓解井口难度和增加井筒灌浆效果。
这种技术适用于地下岩石复杂的地质环境，可以提高井口的控制和井筒的灌浆率。
二、地热井施工技术应用问题分析地热井施工技术应用过程中，有一些常见的问题，需要在施工过程中注意。
1.地下水位高：当打孔过程中遇到地下水位较高的情况，需要采取合适的措施防止井口下沉或者钢管漏水。
2.井筒穿透层状结构：在钻井过程中，如果井筒穿透地下较厚的层状结构，则需要在钻泥液中选用合适的防塌剂，以确保井壁稳定。
3.井灌水压较大：在地热井施工中，常常会遇到裂缝开裂，水压较大的情况，这时需要采取针对性的措施，及时进行灌浆和加固。
4.连续钢筋混泥土施工技术不当：如果在连续钢筋混泥土施工过程中，钢筋间距设计错误或者灰土质量不达标，则可能导致断裂等问题。
总之，地热井施工技术的成功，需要科学合理的方案设计和严格的施工流程，以及专业的施工队伍。
地热钻井操作规程
地热钻井操作规程一、前言地热钻井作为一项重要的地热资源勘探技术，需要严格的操作规程来确保作业安全和高效，本规程旨在规范地热钻井操作流程，提高作业质量和效率。
二、设备准备1. 检查钻机、钻柱、钻头、钢丝绳等设备的完好性，发现问题及时修理和更换。
2. 填充钻柱内的齿轮箱和轴承润滑油，确保顺畅运转。
3. 检查固息器和钻具的连接情况，保证其夹持牢固。
三、安全操作1. 钻井前，应进行现场安全培训，确保作业人员具备相关技能和安全意识。
2. 工地应设置明显的安全标识，指示作业区域和危险区域，以及应急设备和逃生通道位置。
3. 严格执行安全操作规程，如戴安全帽、穿防护服、佩戴安全带等。
4. 定期进行设备维护和检修，防止设备故障引发意外事故。
四、钻井操作步骤1. 准备井场和钻井材料，清理井口，确保井口无障碍。
2. 安装井口设备，如废水池、井口管等。
3. 进行钻井井眼设计，确定钻头规格和井深。
4. 剖分钻柱，将查询所有的钻具，确保井下设备完好。
5. 组装钻柱和钻头，保证钻具连接牢固。
6. 降下钻柱和钻头，开始钻井作业。
7. 当钻头钻至一定深度时，停止钻进，进行套管操作。
8. 根据需要，可进行固井和完井操作。
9. 钻井结束，将钻柱和钻头拆卸，进行设备清理和维护。
五、应急措施1. 发现异常情况，立即停止作业并上报，如突发事故、设备故障等。
2. 发生井喷、井塌等危险情况时，立即实施逃生和避险措施。
3. 熟悉应急设备的使用方法，如灭火器、急救箱等。
4. 定期组织应急演练，提高应对突发事件的能力和效率。
六、作业报告和记录1. 每天完成作业后，汇总并填写钻井进度报告，包括井深、钻进速度、施工情况等。
2. 记录钻井过程中的重要数据，如井液密度、泥浆循环率、井温等。
3. 根据实际情况，记录钻井作业中的问题和解决方案，总结经验教训。
七、质量控制1. 严格控制钻井过程中的参数，如钻进速度、钻头旋转速度、泥浆稠度等。
2. 定期对井下设备进行检修和维护，保持设备的良好状态。
地热钻井操作规程
地热钻井操作规程（经典版）编制人：__________________审核人：__________________审批人：__________________编制单位：__________________编制时间：____年____月____日序言下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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天然气的地热利用与钻井技术
天然气的地热利用与钻井技术天然气是一种常见的能源，广泛应用于居民生活和工业生产中。
然而，仅仅提取天然气还远远不够，我们还需要开发和利用天然气的地热资源，以满足日益增长的能源需求。
本文将介绍天然气的地热利用与钻井技术。
一、地热资源的概念和分类地热资源是指地球内部无限储存的热能。
根据地热能的形式和分布特点，地热资源可以分为热水资源、干热岩资源和热蒸汽资源。
其中，热水资源是最为常见和广泛利用的地热资源。
热水资源以地下热水的形式存在于地下深处，通过钻井等方式进行开发利用。
二、天然气的地热利用方式1. 采用地热热水驱动气体发电地热热水驱动气体发电是一种常见的天然气地热利用方式。
该方式基于热水的高温和高压，通过热水和天然气之间的热交换，将水蒸气推动涡轮发电机发电。
这种方式既能提供电力，又能有效利用天然气资源。
2. 利用地热驱动蒸汽冷凝循环制冷地热驱动蒸汽冷凝循环制冷是一种环保节能的制冷方式。
通过地热热水驱动，将水蒸气制冷系统中的蒸汽冷凝成液态，从而达到制冷的目的。
这种方式既能提供制冷效果，又能充分利用天然气资源。
3. 利用地热进行天然气储存地热还可以用于天然气的储存。
利用地下地热资源的温度稳定特点，将天然气储存在地下岩石中，以实现天然气的安全储存和有效利用。
三、天然气的钻井技术1. 钻井的基本原理和工艺天然气的钻井技术是天然气开发的关键环节。
钻井是通过钻探机将钻头钻入地下岩石层，以获得地下能源资源的开采和利用。
钻井的工艺包括井身钻进、钻井液循环和井下作业等过程。
2. 钻井液的重要性和种类钻井液在天然气钻井过程中起着重要作用。
钻井液既能冷却和润滑钻头，又能稳定井壁，防止井壁塌陷。
常见的钻井液有泥浆、泥浆和聚合物钻井液等。
3. 钻井技术的创新和发展随着科学技术的不断发展，钻井技术也在不断创新和改进。
目前，水平井钻探、多级封隔和水力压裂等技术被广泛应用于天然气的开采和利用。
这些技术的应用能够提高钻井效率和天然气产量，并减少对地下环境的影响。
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地热钻井技术
作者：发布时间：2006-05-22 00:00:00 来源：
地热钻井技术的发展
1、井身结构及套管结构：
70-80年代井身结构多为：153/8″+81/2″，相应套管结构为103/4″(表
层)+51/2″(技套和采水套管)组合。
90年代中期至今，随着单井的热储层埋深、岩性、构造等的差异和石油钻井先进技术不断与地热钻井的融合，井身结构也由单一变为因井而宜，多样化并存。
常选用的有：
A.井身结构：171/2″(表层)+121/4″(置泵段)+81/2″(技套+采水段)
套管结构：133/8″(表套)+103/4″(置泵管)+51/2″(技套+滤水管)
典型井为1994年所完成的“陕西省邮电管理局地热井”。
B.井身结构：171/2″(表层)+121/4″(置泵段)+95/8″(技套+采水段)
套管结构：133/8″(表套)+103/4″(置泵管)+7″(技套+滤水管) 典型井有1997年所完成的西安市“中国通信建设第二工程局地热井”，1998年完成的渭南华阴市“中国兵器工业零五一基地地热井”等。
值得说明的是，当时地热市场上采用A、B两种结构在施中均是分段钻开，分段下套管，最后将技套和滤水管串插入置泵管并重叠一段，用水泥强行自上往下挤入重叠段连接、封固的方法，其弊端有：
①.滤水管需插入井底，从而其对位率受制于井底沉砂之多少，难以保证；
②.挤水泥固井时水泥浆的压差会加剧水层部位泥浆对水层的污染；
③.固井候凝延长了水层部位泥浆静置时间，增加了洗井难度。
针对以上弊端，在施工过程中采用了一次连续钻开置泵段和全部采水段，然后将置泵段与采水套管用自行设计的变径装置连接，完钻后一次下入井内的工艺，有效地解决了上述问题，钻成了一批高质量地热井，也使该种工艺成为后来钻凿孔隙型地热中—深井的各家首选方案。
C.井身结构：171/2″(表层+置泵段)+95/8″(技套+采水段)
套管结构：133/8″(表套和置泵管一体)+7″(技套和滤水管) 该方案是基于地热深井泵泵体，功率不断增大而改型的，在实施过程中，置泵管与水层套管之间三普自行设计了套管悬挂装置和软金属密封装置，有效地避免了前述I、H普通方案中的问题，该方案在完成的“陕西省省委地热井”中取得了巨大成功。
D.井身结构：171/2″(表层)／121/4″(置泵段)+95/8″(技套段) +81/2″(采水段)
套管结构：133/8″(表套)／103/4″(置泵室)+7″(技套)+81/2″(裸眼采水段) 该方案用于基岩采水层地热井，典型利用为西安市临潼区“骊山微电子公司地热井”。
2001年后在北京施工的地热井也多采用类似方案。
2、钻井工艺
占领地热市场开发市场优势在于将石油钻井中先进、成熟的工艺与相关水文、地热施工进行了有机地结合。
充分利用现有设备，优选钻头和机械参数，积极推广和采用近喷射钻井，大大提高了钻井效率，缩短了建井周期。
1994年西安地热市场主要由水文钻机占领，钻井速度慢，风险大，半年一口井，台月效率不足500米，而石油钻
机创造了17天完成2013米，28天完成全部测试工作的记录，台月效率提高到3300多米，机械钻速提高到8-10m/h。
从工程质量到成井水温、水量指标均远超合同指标。
2)引进科学的泥浆工艺
在地热开发中，一进入既摒弃水井市场通行的“坂土+碱”原始分散型泥浆，针对不同地层采用科学的泥浆配方，引进近平衡钻井和完井液概念，有目的使用了细分散、不分散低固相聚合物泥浆、抗高温泥浆，在目的层尽量降低泥浆比重，达近平衡钻进。
1998年华阴施工的“零五一”地热井中，吸取邻井由于地层污染导致废井的教训，在钻遇目的层及完井过程中，坚持使用低固相、低密度不分散聚合物钻井和完井液，确保了施工顺利和水层保护，使该井成为所在工区第一口高温高产地热井。
1999年随着地热井的不断加深，井底温度急剧增高，在施工陕西省委地热井中出现了泥浆在井底高温高压下变质、变性的问题，在紧接着施工的“中国兵器工业二0六研究所地热井”中，到3000米以下目的层井段，及时更换了抗高温泥浆，在完钻后泥浆井内静置4天以上时间情况下，性能并无重大变化，确保了3400米套管不到24小时全部顺利入井。
3．完井工艺
70-0年代，由于非专业从事地热钻探，所发现地热井均沿用水井完井方式，水层采用笼式过滤管入井后投填砾料，止水采用投泥球封隔止水的古老方式。
90年经过对水井完井工艺的研究，结合石油完井工艺，针对不同水层采用：包网缠丝滤水管、不包网缠丝滤水管完井(大多数孔隙型地热井)、裸眼完井(基岩、裂隙-溶洞型热储，如骊山微电子公司地热井”北京白云岩裂隙—溶洞型热储)、滤水管+射孔等
完井方式，均获得了理想的产量。
止水方式完善了传统止水装置，改进为海带加伞状
橡胶加金属托盘的混合止水器，针对地热井多为大段混合开采的特点，在单个水层顶
部又增加了伞状防塌装置，确保了每个水层的畅通和寿命。
4．洗井工艺
原始的水井洗井就是反复抽吸。
在地热洗井中逐步引入高压喷射冲洗，活塞抽吸
(如省邮电局地热井)，压风机气举洗井(陕西省185煤田地质队地热井)，二氧化碳气
举、酸化(北京地热井)，高能气体压裂(二零六地热井)，这些方法针对不同井场产生
了良好的效果。
地热是一种清洁、环保的绿色能源，我国地热资源储量丰富，从国家和世界范围
分析，地热有望成为绿色能源的生力军。
我国经济发达地区如北京、天津地热已被广
泛开发、利用，已开始将资源优势转化为产业优势。
地热钻井技术通过不断研究、
探索，特别是在安全钻井、水层保护、完井方式、洗井作业、随钻分析、判断等方面
加强研究和改进，逐步完善成系统化、多样化，能适应不同地质条件的钻井技术方法
和工艺技术，利用石油钻探技术优势开发地热开发资源，地热钻井必将成为未来能源
一大支柱产业。
武清地热井回灌取得重大突破
2013-01-05 15:15:40来源：中国国土资源报作者：吴梅王平日前，从天津市武清区地热回灌现场传来捷报，武清区天和林溪小区地热井回灌试验工作取得重大突破，单井最大回灌量每小时达到120立方米，回灌率接近百分之百，实现了天津市北部区域冀中凹陷构造区地热回灌的历史性突破，改写了武清区单井开采的历史。
武清区位于冀中凹陷区，热储层主要为新近系馆陶组砂岩。
过去，由于武清区特殊的地质条件，加上工艺水平的限制，馆陶组热储回灌一直是个老大难。
为解决北部区域地热回灌问题，今年初，本市地热主管部门组织相关专家对武清区新近系馆陶组地层射孔工艺进行科学论证，并借鉴滨海新区馆陶组热储层回灌的成功经验，在天和林溪小区成功开凿了1对射孔工艺地热井。
根据工程进度，日前该项目开展了地热回灌试验，取得可喜的成果。
项目一共进行了3个稳定灌量的试验，其中最大灌量以35度地热流体回灌，回灌量为120立方米/小时，稳定时间36小时，稳定动水位74米～75米，表明该地热对井回灌效果非常理想。
这一试验成果，验证了北部区域新近系馆陶组回灌的可能性。