摘要：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、地热流体及其有用组分。目前可利用的地热资源主要包括：天然出露的温泉、通过热泵技术开采利用的浅层地热能、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，其可贵性不言而喻。为了进一步促进地热资源的采取工作可顺利进行，本文对地热资源勘查方法及地热钻探施工技术进行了论述。
关键词：地热资源；钻探施工；勘查；技术
地热资源是在地球中存在庞大的矿产资源，它具有很多的优势，不但能够起到环保的作用，而且还能够提高经济效益，前景形势很广泛。相关人员在对地热资源进行勘探时，对地热资源进行初步的勘察，从而得到相关的数据，发现该资源具有很大的储量。相关部门应当加强对地热资源的合理开发，这样做不仅能够缓解资源出现短缺的情况，而且还能够为维持生态平衡做出贡献。
1勘察地热资源的主要方法
勘察地热资源的主要方法有以下五种。第一种，做好地热资源收集和二次开发工作。主要的勘察内容包括：所要勘察区域的地质条件、地热地质情况、勘察区域地温变化情况、勘察区域地震板块活动情况、实际环境变化以及具体的社会需求等，并将以上内容进行整合与分析。第二种，勘查区域的地质调查。主要是针对勘查区域的地质岩层性质及组成成分进行进一步的确认，并查明所形成地热条件的主要地质构造及岩体活动的断裂情况等。第三种，对地层剖面进行实际测量。进行地层剖面测量的主要目的是为了进一步对勘查区域的地热岩层进行明确，以此来确定勘查区域内的地层标志，同时可以为地热钻探施工提供勘探数据。第四种，地球物理勘探技术。在对地表热异分布情况进行查找时，可以运用地质勘探仪器中的低温及R测量法。在对勘察区域更深部地质构造情况进行勘察时，可以利用V8、三维地震分析仪及GDP-32可控源音频大地电磁测深对实际的情况进行进一步的明确。第五种，在进行勘探结果解释工作时可以利用钻探法来进行，利用钻孔施工来完成降压试验、地热产能试验及测量井深，并得到勘探区域的地热参数及水文地质实际情况。同时还应查明勘查区域的地热升温情况、实际的储热情况及地球流体的化学特征。
2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。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、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。
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、合金刮刀钻头钻进、牙轮钻头钻进、金刚石复合片钻头钻进、气动潜孔锤正（反）循环钻进、气动潜孔锤跟管钻进、气举反循环钻进、液动冲击回转钻进、泡沫钻进、喷射钻进10种钻进方法；扩孔钻进有合金钻头扩孔钻进、牙轮钻头扩孔钻进、潜孔锤扩孔钻进3种方法。贵州地热井勘探，基本上采用全面钻进施工方法。
2.1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。
2.2常规钻进液回转钻进技术
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。
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（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。
2.3气动潜孔锤钻技术
运用气动潜孔锤钻技术时应符合以下条件：首先，运用气动潜孔锤钻进行钻进加接钻杆时，应对所要加接的钻杆内进行检查，保证其是通畅的。在正式进行下钻施工前，应现先在地层表面进行气动潜孔锤启动试验，并保证冲击器与卡钎套处于工作状态，然后从后方进行下钻。其次，每次进行气动潜孔锤钻进时，不可直接钻入井下，可先将钻头钻进0.5米左右，然后打通气道后再进行钻进施工。当钻头到达岩层底部时应立即启动冲击器，假如冲击不动可将钻具进行上下窜动，在保证冲击器可正常工作后再调整钻进参数进行钻进。再次，在利用气动潜孔锤钻技术时，如出现憋泵或潜孔锤停转情况，可将钻具进行上下活动，并对钻进系数进行调整。最后，在启动潜孔锤钻时还应注意勘查区域的气压变化情况。导致气压突然降低主要是因为钻杆和钻头出现折断现象或是钻杆接头处出现漏气情况，应及时提出钻具进行修复。
2.4气举反循环钻进技术
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0.5。
（2）气压：供气压力一般大于0.6MPa。
（3）供气量：在气水混合比为1.4~1.7、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≥6m3/min。
（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。
（5）钻压：钻头直径单位长度的压力为0.06~0.12kN/mm。
（6）转速：40~80r/min。
2.5成井技术
在完成钻探施工后应继续进行井深测量、对井孔进行清理、破壁处理、冲孔换浆工作、孔内下管、填充砾石，同时做好止水、固井、洗井、抽水试验等，做好以上工作后才最终完成地热井成井施工工作。
结语：
地热资源勘查是一项高风险、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、物探异常查证、大地岩性测量、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。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。地热资源勘查是一项需要政府及业主、地质部门、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、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。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]刘艾瑛.科技创新支撑国家地质调查开创探矿工程技术发展新局面[N].中国矿业报，2017-12-29（A02）.
[2]戈艺然.黑龙江省亚布力地区地热地质条件研究及地热资源远景评价[D].吉林大学，2017.
论文作者:王炳超
论文发表刊物:《基层建设》2018年第22期
论文发表时间:2018/9/10
标签：地热论文; 钻头论文; 资源论文; 地层论文; 情况论文; 地质论文; 钻杆论文; 《基层建设》2018年第22期论文;