摘要：随着我国经济不断的增长，各种各样的环节问题以及能源问题也凸显出来，我国为了减少对环境的影响，防止能源危机进一步的加深，人们已经是开始纷纷加大了能源的研发以及勘察工作，地热能源主要是作为一种无污染以及可再生的能源，具有着丰富的储藏量，开发以及利用得到了人们广泛的关注，同时各种各样的地热井钻探工艺以及技术也不断的出现，得到了相应的发展，为地热能源的开发以及利用提供了基础。
关键词：地热井；钻探；工艺;
我国地热资源勘查日益发展，地热井钻探中泥浆正循环、气举反循环、高压喷射等钻探工艺及测井、固井、射孔、挂管、洗井等方法不断完善和多样化。
一、地热井钻探工艺分析
1.气举反循环钻探的工艺分析，第一是主要是采用气举反循环的钻探工艺来说，能够全面有效的防治对含水层带来的淤塞，与此同时也能够更好的减少对于环境所带来的一些污染，并且也能克服所存在着的漏水问题。在另外的一个方面，通过对这种技术进行采用，在进行钻进到目的层之后，并不需要在进行一次化学的洗净工序，进而便能够全面的提高岩层的产水能力。对于这种钻探的工艺来说，必须要采用到的设备只是由空压机、气水混合器以及双臂粘杆和配套的水龙头，要是要钻比较深的一些孔来说，便需要提高空压机的马力情况，但是也需要妥善的解决双臂钻杆所存在着的密封性问题。第二是在进行钻具的组合方面来说，主要是可以建议采用以下的方式来进行组合：直径为311mm、216mm、152mm的钻头+钻杆+钻铤+气水混凝器+直径124mm、177mm的双臂钻杆+双臂主动钻杆。然而针对于工艺参数方面来说，则是建议沉没比大于0.5，并且应该要采用大马力的空压机，其功率主要是为190kW，然而最大的排量则是应该要大于25MPa。例如，某地热井取水目的层采用气举反循环钻探工艺。采用GZ-2600型钻机，WY-7.5/40型空压机，设计孔深2400m；钻具组合（取水目的层）：152mm钻头+⌀121mm钻铤+⌀73mm钻杆+气水混合器+⌀127mm双壁钻杆+双壁主动钻杆。气举反循环钻探工艺施工井段从2070.07~2401.02m，共计进尺330.95m，钻探总台时400.34h，单位辅助时间0.52h/m，纯进尺效率提高到1.45m/h。
2.泥浆的正循环钻探工艺分析，第一是在最近的几年来，地热井的钻探工艺根据不同的用途特点已经是得到了不断的发展以及改良，主要是具有着反循环钻探、冲击钻探、潜孔锤钻探以及欠平衡钻探等，但是现阶段应用的较为广泛的主要是泥浆正循环的钻探工艺，由于具有着广泛的实用性特点，基本上能够用于不同的环境特点。第二是这类钻探的工艺，在工艺参数方面具有着相对较高的一个要求，例如在进行钻探的过程中具有着一定深度地热井的时候，通常情况下因为钻探压力存在着不足，导致无法能够正常的进行钻探工作。因此对于在进行钻探过程中软度土层的时候，我们可以采用直径为216mm的HA537型号钻头来进行，其钻压一般为107-226kN，然而与此同时，为了能够更好的使其钻头发挥出应有的价值，配套应有的钻铤以及钻杆也需要进行慎重的选择使用。第三是在钻探技术方面存在着难度，这种工艺一般情况下会出现粘杆、缩径以及漏水等问题，在地热井施工进行到第三系泥岩地层以及页岩夹层进行钻探的时候，因为泥岩地层相对来说比较厚，再加上其属于水酸性溶胀分散地层会出现膨胀缩径的情况，最终会导致钻头在进行钻机的过程中因为泥浆变稠，岩屑缠住钻头成为泥包，进而出现缩径卡钻，钻齿转动不灵等方面的问题。解决出现粘钻以及缩径的问题，通常情况下可以采用以下方面来进行解决，采用大排量的泥浆泵，或者是并联两台泥浆泵，不断的加大泥浆泵的排量，也可以采用能够抑制泥页岩的泥浆减少泥页岩包住齿轮。第四是在进行钻探进入到热水层的时候，可能会存在着漏水不返浆的情况，针对于采取何种的解决措施，我们必须要分严重成程度来进行确定。要使属于轻程度的漏水，可以采用在泥浆当中加入堵漏剂的方式来进行堵漏，然而要是出现了较为严重供的漏水时候，那么可以将一些粘球投入到孔内部以及用水泥进行堵漏。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
3.高压喷射钻探工艺，随着深部地热资源的开采，地热井深度的加大，石油钻探队伍及设备进入地热钻探市场，采用高压喷射钻探工艺，大大提高了钻探效率和成井质量，尤其是克服了泥页岩泥包钻头的问题，缩短了工期。高压喷射钻井是采用喷射式钻头，以很高的泵压使泥浆自钻头喷嘴产生很高的喷射速度（最高达75-100m/s）的一种钻井工艺。它一方面可以利用高流速的泥浆冲刷井底，帮助钻头破碎岩石；另一方面又能更好地清洗井底和钻头，加速钻进。高压喷射钻井要求配备大功率的强力泵，相应地配合使用低固相泥浆，保证泥浆的除砂和净化效果。使用这种钻井工艺可以提高钻速1-2倍，大大提高了地热井钻井效率。例如：在铁岭金峰小镇选用水源钻机施工一眼2600m井需要6个月左右，而选用石油钻机和高压喷射钻探工艺施工2600m井仅需3个月左右，效率提高一倍，不仅大大缩短了工期，还提高了成井效率。
二、地热井完井工艺及方法
1.温度是地热井的重要标志，为提高温度一定要把较低温度的地层和含水层封住，因此固井是重要环节。最好对于花管或裸孔以上段全孔进行固井。固井应该用专用设备、专业队伍进行。特别是对于不同管径间的环空处，一定要用水泥固好，否则很可能会影响出水温度。
2.普遍采用物探测井的参数，即自然电位、梯度电阻率、电位电阻率、井斜及井温参数，目的是较准确地划分出含水层来。测井虽然是划分地层和确定含水层的重要手段，但一定要结合岩屑录井即实际地层和岩性进行解释，不能简单地依靠统一模式和程序进行解释。因测井参数具有多解性，不结合实际地层和岩性解释测井结果，将会对成井造成误导。
3.随着石油勘探技术的引入，射孔是提高出水量的一个有效方法。铁岭凡河ZK1地热井，经过多次多方法洗井水量水温达不到要求。后根据测井曲线及岩屑录井选择了三段进行射孔，射孔段分别为945-950m、1025-1035m、1055-1060m，共计20m射孔。结果出水量从开始500m3/d增加到810m3/d，温度从30℃提高到36℃。某地热井，经过多次多方法洗井水量仍很小，无法使用。后根据测井曲线及岩屑录井选择了已封孔的四段进行射孔，射孔段分别为697-701m、712-716m、722-728m、920-926m，共用127弹射了4段，计20m。结果出水量从几乎干眼到400m3/d，出水温度达到46℃。通过射孔救活了该地热井。在此井成功的基础上，该地区又进行第二眼地热井的施工，水量、水温均又有大幅度地提高。
4.挂管也是随着石油勘探技术的引入应用到地热井施工中来的。铁岭凡河ZK1井原设计热储层（白云岩）埋深1600m，设计井身结构为三开结构，设计0~1600m全下管固井，取1600m以下的水层。但实钻至655m就见到了热储层（白云岩），至1100m岩性变为石英砂岩，石英砂岩含水性较差。为保留住热储层（白云岩），钻孔结构由三开变为二开，最后采用挂管技术保留了该井的热储层（白云岩）段，从而保证了该井的最后成井（水量810m3/d，出水温度36℃）。
5.洗井，地热井常用的洗井方法有焦磷酸盐洗井、活塞洗井、酸化洗井、液态二氧化碳洗井、空压机洗井等。随着钻井深度的增加，常用的洗井方法有时达不到彻底洗井的目的，水量洗不出来。因此近年来采用了大功率空压机（250个压力以上的大型空压机）进行气举和气水混合洗井的方法，如果引进石油系统的压酸、压裂方法洗井方法将取得更好的效果。
地热井的开发技术也到了相应的发展，做好技术配套的工作急需解决，因此必须要重视施工管理的科学性，重视施工方案的选择，这样才能够不断的提高地热井的钻探工艺以及技术，同时也能够为地热资源的开发提供有力的技术支持。
参考文献：
[1]柯潍坊，李小刚，地热资源勘查项目的风险管理.2016.
[2]许海洋，李晓龙，张一凡，等，我国地热资源开发利用及钻进技术.2016.
[3]张新明，王芳，提高深水井工程效益的几点探讨.2015.
论文作者:王旭
论文发表刊物:《基层建设》2018年第5期
论文发表时间:2018/5/21
标签：地热论文; 工艺论文; 钻头论文; 钻杆论文; 泥浆论文; 地层论文; 岩屑论文; 《基层建设》2018年第5期论文;