東營地熱井鉆探勘察打井隊

1800米地熱采暖鉆井一口多少錢

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東營地熱井鉆探勘察打井隊

概述

隨著能源和水資源的危機，人類生活、生產活動對自然環境的破壞，人類生存和可持續發展所依賴的自然資源正面臨污染、破壞、枯竭的危險境地。各國在協同保護自然環境的同時，也在向地球深部探求地熱能源和水資源，鉆井深度越來越大，一般井深皆達數千米，總投資費用數百萬至千萬元，任何風險和失誤都將給國家、企事業單位造成重大經濟損失。鉆井工程作為建設工程的一類，其工程項目管理較其它建設工程行業落后，為提高鉆井工程施工項目管理水平，促進項目管理的科學化、規范化和法制化，適應市場經濟發展的需要，鉆井工程應采用《建設工程項目管理規范》（GB/T50326—2001），推行項目管理體制，提高鉆井工程項目管理質量。  

地熱井效率高的秘密

很多人想知道，同樣是地熱鉆井，為什么有的就很高效，有的用個兩三年就不行了呢？這存在一個運維問題。地熱井的利用系統雖然操作簡單，但是客觀存在的地下狀況卻不會因此而變簡單，由于地熱水存在水熱礦三種性質，而井管通常是金屬管的話，結垢生銹這類事情幾乎是不可避免的。所以，即使是成井投產后，地熱井依舊需要保養，定期進行洗井，并且監測水質狀況。

回灌？有這個必要嗎？

地熱資源是有條件的可再生資源。有的地質條件好，設計合理的地熱井，能夠達到采償平衡，就能夠*運作，而有的地熱井由于抽取量與地下不協調，可能*開采就會造成地下資源枯竭，在這種情況下，就顯示出了適當回灌的重要性，用的是熱量，而水是可以*循環的，這樣確保了整個地上地下系統的和諧與資源的持續利用。對打水井而言，地熱鉆探設備十分龐大，為了在地熱鉆井前后組裝拆卸方便，從而縮短施工周期，進行地熱鉆井的鉆機各部件，如鉆塔、機臺等等，要實現輕質量的整體化。

一、使用正確的鉆頭在鉆井過程中，要使用相應的三牙輪鉆頭，防止牙輪掉落井內，造成難以彌補的損失。地熱井的鉆孔很深，隨著孔深的增加，溫度也在上升，地下情況復雜多變，因此一定要選用質量好的三牙輪鉆頭，才能確保安全作業。

二、卷揚機能力要大，自動鉆進裝置來提速地熱鉆探通常是大口徑鉆探，所鉆地層的地質形態多是堅硬、破碎、高溫的巖石。在地熱鉆井過程中，鉆頭的負荷、回轉是影響鉆進的重要因素，故卷揚機的能力要強大，同時配備自動鉆進裝置，以提高鉆進速度，并節省電力。

1 地熱井（水井）施工工藝流程   

地熱井（水井）施工可分為開工準備階段、鉆探階段、洗井階段、抽水試驗階段和供水建設階段，工藝流程見流程圖。   

2 地熱井（水井）工程的劃分

特點 主要是：

(1)溫度高。井口溫度超過60℃時，夏季施工困難，冬季水霧濃重；當井口溫度達80℃時易發生燙傷事故。普通水基泥漿在溫度60～80℃時開始變質，當溫度達190℃時就絮凝而不能使用。高溫時有害元素對設備和管材的腐蝕加劇。

(2)巖層碎、深度大。地熱田大多處于火山活動地帶，巖石硬而碎，且埋藏深度大，鉆進中易釀成事故。

(3)成井要求嚴格。處于高溫、高壓和高速氣流下工作的地熱井，對套管、過濾管的安裝和固井作業有嚴格要求。

施工 地熱井施工的主要工序，有井身結構設計、鉆進、固井、完井和引噴。

井身結構設計內容包括：確定套管的層次，各層套管的直徑和下入深度；各層套管相應的鉆頭直徑；各層套管外水泥漿的返回高度。井身結構設計主要取決于鉆井目的、巖層和熱儲層的性質、鉆井裝備和工藝技術水平等。合理的井身結構應符合優質、快速、安全鉆進的原則，滿足開采地熱時要求，并有利于節約材料，降低成本。對中、高溫地熱井井身結構設計還要著重考慮熱流帶來的特殊困難，主要是：熱應力對套管的影響；高速熱流對套管的沖蝕磨損；套管和過濾管結垢；較大的地層壓力梯度等。

鉆進 

地熱井的鉆進與油、氣、水井鉆進相似，為克服鉆進中的特殊困難，需要對鉆進方法、沖洗介質、鉆具、套管頭結構、井口裝置等采用相應的工藝技術措施。

(1)鉆進方法。地熱井根據其地熱溫度分為低溫井(<100℃)、中溫井(100～150℃)、高溫井(150～250℃)和超高溫井(>250℃)四級。不同溫度的地熱井采用不同的鉆進方法。低溫地熱井多采用牙輪鉆頭或鉆頭全面鉆進，鉆進工藝與管井鉆進工藝相似；中、高溫地熱井常采用壓力平衡鉆進，即在井底zui小壓力與裸眼地層孔隙內流體壓力相平衡條件下的鉆進，以防止井噴和提高鉆進效率；較深地熱井多采用綜合鉆進方法施工，即對非熱儲層或中、低溫熱儲層采用常規鉆進方法，干蒸汽熱儲層采用干空氣、霧化空氣、充氣泥漿和泡沫鉆進(見空氣鉆進)，深部地層采用潛孔錘(見沖擊回轉鉆進)和金剛石鉆頭鉆進。

(2)沖洗介質。

對中、低溫地熱井，通常采用搬土一褐煤一苛性鈉泥漿，可在井溫150℃以內保持穩定。對高溫地熱井則采用熱穩定性、抗鹽性、分散性較好的海泡石泥漿、坡縷石泥漿、經特殊處理的高溫聚合物泥漿等。為減輕沖洗介質中氧對鉆具的腐蝕，常在沖洗介質中加入過量的氫氧根、高分子氨基樹脂、亞硫酸氫胺等，或用惰性氣體作沖洗介質

(3)鉆具。

采用抗高溫、耐腐蝕、熱膨脹系數小、強度高的合金鉆桿、鉆鋌，并在鉆桿、鉆鋌表面加防腐蝕涂料或作表面氮化處理。使用具有高硬度保徑齒的三牙輪鉆頭和聚晶金剛石鉆頭等。

(4)套管頭結構。

中、高溫地熱井的井口套管頭部受到很大的熱應力，若結構不當，可導致井口嚴重破壞。合理的套管頭結構應允許生產套管軸向熱伸縮、對生產套管具有扶正作用和能泄排水泥環中的氣體。圖1為套管頭結構型式之一。

(5)井口裝置。

低溫熱水井鉆進時，井口設導流槽或導流管，將返回的熱泥漿引出井場；中、高溫地熱井鉆進，井口要裝設由防噴器、各種管路、閘門、壓力表等組成的井口裝置，以保證安全鉆進和宄井后氣、水生產控制。

固井 下套管和注水泥封固作業的總稱。鉆進至設計深度后，下入套管，并注入水泥漿封固套管與井壁之間的環形空間，以封隔易塌、易漏地層和避免含水體地層之間的干擾，為繼續鉆進和完井創造條件。地熱井的高溫會使水泥強度蛻化和滲透率增加，因此應采用抗高溫水泥固井。通常是往水泥中添加一種細微分散的硅粉，添加量為水泥質量的30％～60％便可達到高溫穩定；也可在水泥中加入苯乙烯、丙烯腈和丙烯酰胺等來提高水泥的抗高溫能力。

完井

地熱井工程的zui后環節，主要指熱儲層或目的層部位的井身結構(圖2)的建造。地熱井完井有裸眼、襯管和射孔套管完井三種基本方法。

(1)裸眼完井。在鉆入熱儲層之前將生產套管安置固定在生產層以上，再鉆開熱儲層，生產井段為裸眼

(2)襯管完井。在鉆達熱儲層之前即下套管固井，再換徑鉆開熱儲層，將濾水管或襯。管下到生產套管以下的熱儲層中，以防止井孔被巖屑充填。如下入襯管，還需注水泥固定后射孔

 (3)射孔套管完井。生產套管貫穿熱儲層并注水泥膠結，在熱儲層段射孔完井引噴 采用有控制地降低井內壓力的方法，將熱儲層中的熱流體引入生產套管，使其由井口噴出的過程。選擇引噴方法的主要依據是地層壓力梯度。對地層壓力梯度大、自噴能力強的熱儲層，采用輕泥漿或替入部分清水的一次替噴法或二次替噴法引噴；對壓力梯度小、自噴能力較弱的熱儲層，采用氣舉引噴或回擠引噴；無自噴能力或為防止熱水擴容結垢而采用潛入式熱泵抽水的熱儲層，則無需引噴關于地熱勘察

地熱鉆井涉及到的工程金額巨大，所以，要非常慎重，而地熱能開發是有規律可循的，首先要知道資源的狀況，然后進行規劃，再進行開發，地熱勘察就是解決資源狀況的信息問題的，因前期不做勘察而盲目進行地熱鉆井zui終造成廢井的狀況屢見不鮮。地熱勘察雖然花時間、耗精力、有費用，但它是地熱鉆井成功率和地熱井質量的保證，為了保證地熱鉆井的科學、順利進行，以及*的生產效益，地熱勘察不可少。

地熱規劃的重要性

地熱資源的分布是不均勻的，不論是地上還是地下，橫向還是縱向，此外，地熱資源也分很多種，并且資源本身的溫度、化學性質都有所差異。而地熱鉆井是地熱利用的前期工程，這是一項有目的的工程，要先有規劃，再進行生產開發，從而達到資源的合理配置和利用，地熱資源是進行發電還是供暖，溫泉旅游還是地熱農業，這些影響著要打什么樣的地熱井，合理的地熱規劃，不僅能夠提高地熱利用收益，也能夠提升資源的利用率，從而節約資源。

地熱鉆井中，不僅要按部就班，也要具體問題具體分析

地熱勘察提供的信息，使地熱井根據地熱地質狀況選擇設備、技術和鉆井工藝方案，在此基礎上，進行鉆井施工。地熱井在按照鉆井工藝和鉆井施工方案實施時，要進行分步、分項工程劃分，設置工序質量控制點，這樣以便進行工程質量管控，也便于后期檢查和評估。此外，在工程過程中，要注重即時監測，設置井下電視等設備，因為地下地質情況極其復雜，在出現異常時，可以及時處理，避免事故風險，確保地熱鉆井工作的順利展開。

那么，地熱溫泉井供暖效果如何呢？它是否能夠持久？劃算不劃算？讓我們來看看兩個小區采用了地熱溫泉井供暖后的不同感受。

A小區是地熱資源保護工程項目，采用地熱溫泉井集中供暖，地熱鉆井及供暖規劃都按照國家規定的標準和規范，按部就班的執行。A小區的室內溫度基本在26度以上，不會像暖氣那么干燥，也不會像空調那樣冷熱不均，舒適度很高，此外，地熱溫泉井供暖后的尾水，經過處理后，供應給小區居民，作為生活用熱水，十分便利。地熱溫泉井的定期維護，A小區的供暖效果一直很好，很少出現停暖和其他問題。

B小區的供暖被開發商私自承包給了個人開發的地熱溫泉井，開采后直接進行供暖，開始還有點溫暖，到后來效果越來越不好，天氣寒冷的時候只能加開電暖器取暖，而再后來，小區的開發商又將其他小區納入地熱溫泉井集中供暖，地熱溫泉井遠遠超過符合，雪上加霜，地熱溫泉井水不夠用，溫度也在降低，而因為直接使用鍋爐的老化管道，也無法加壓，寒冷的冬天對于B小區的居民來說，是非常難挨的煎熬。

為什么同樣是使用地熱溫泉井供暖，效果卻相差這么多呢？這里就要談一下優質的地熱溫泉井和供暖系統的必要性了。

地熱溫泉井供暖，是利用深層的地下熱水，為建筑物直接提供熱量，從地下到地上，原本就是十分復雜的工程，而要進行區域集中供暖，工程更大，涉及地域更廣，每一環節的工作就更要謹慎，每一塊短板都可能會造成后期的供熱不良，影響居民的供暖舒適度。

地熱溫泉井供暖工程啟動前，地熱勘察不可少

地熱勘察對于很多地熱行業以外的人來說，是很遙遠的事，都認為那是屬于科學研究的領域。但是，地熱勘察是地熱開發中*的，相當于投石問路。地熱溫泉井zui終能不能打到熱水，能打多少熱水，能不能持續供應熱水，都要依賴勘察的資料和分析與結論。

地熱勘察在對已有的地熱普查資料分析基礎上，進行田野踏勘，將待開發地的地質地熱情況做*的搜集整理，通過對各種數據庫和實地信息的分析考察，來確定該地地質構造和地熱分布的具體情況，根據勘察結果總結出勘察報告。

進行地熱勘察，一方面，可以指導地熱鉆井，規避地質問題可能造成的風險，確定鉆井靶位和深度，如何保護含水層等等，另一方面，根據資源的儲量，對熱能進行規劃，比如進行地熱溫泉井供暖，確定供暖規模，保持地下水供給與平均開采量的平衡。

地熱溫泉井缺點—優點介紹

與風能、太陽能等相比，地熱資源不受季節、氣候、晝夜變化等外界因素干擾，是一種現實并具有競爭力的新能源。數據顯示，5km以內地熱資源量約4900萬億噸標煤，地熱溫泉井采暖工程投資，中國地熱資源約占資源量的六分之一，地熱溫泉井采暖施工，其中淺層地熱能資源量每年相當于95億噸標準煤，大理地熱溫泉井采暖，現在每年可利用3.5億噸標準煤，減排5億噸CO2;中深層地熱能資源量相當于8530億噸標準煤，每年可利用6.4億噸標準煤，減排13億噸CO2;干熱巖資源量相當于860萬億噸標準煤，正處于研發階段。

地熱溫泉井缺點—系統結垢

地熱溫泉井開采的是具有一定化學和物理屬性的地熱礦泉水，在開采和使用過程中，不可避免地會造成結垢和腐蝕問題，此外，地質情況的變化，也會影響井口出水，因此，在地熱溫泉井供暖運行過程中，也要進行定期維護，做好除垢防腐工作，同時通過監測數據，進行勘察分析，了解地下水量水溫水質變化情況，以及地熱溫泉井內的運作情況，具體問題具體分析，必要的時候進行適當的合理回灌，以確保地熱溫泉井供暖的*與良好效果。結垢的主要原因一是由Ca2+、Mg2+等成垢離子在水溫升高時沉積在設備及管網內壁形成水垢;二是水中的泥沙及各種菌藻微生物的生長繁殖，在系統中產生微生物粘泥，附著在設備及管網內壁與水垢混合在一起形成生物性污垢;三是水中的溶解氧及鹽類對金屬材質產生氧腐蝕和化學腐蝕。結垢和腐蝕會使系統傳熱效率下降，水阻增大，能耗大幅增加，運行成本上升。

地熱溫泉井施工程序

地熱鉆井是地熱資源開發的重要環節, 又是與地熱資源勘查、開采權的取得緊密相關, 目前通行的作法遵循下列程序:

1 向行政主管部門申報地熱資源勘查許可證; 

2 委托地質勘查單位進行地熱源勘查并編制提出可行性論證報告;

3 上報主管部門組織專家評審論證報告并提出評審意見； 

4 申報行政主管部門“鉆地熱溫泉井許可證”（附: 可行性報告及評審意見、鉆井設計等必須材料）;

5 委托鉆井施工單位; 

6 委托鉆井施工質量監理單位;

7 鉆井施工開工儀式與現場技術交底;

8 鉆井地質編錄與地球物理測井; 

9 鉆井井管（井口管、表層管、井壁管或濾水管）下入與固井;

10 鉆井洗井與井產能測試; 

11 編寫并提交完井報告, 內含地質、鉆井施工及質量監理三部份;

12  地熱鉆井成井質量現場驗收。