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宋国梁
(河北省煤田地质局第二地质队〔河北省干热岩研究中心〕,河北邢台054000)
摘要:本井取水层位为三叠系,岩性主要为粗粒砂岩,含水层为孔隙、裂隙承压水。本文针对平凉市某区地热资源成井
工艺进行详细研究论述,对水质进行调查评价,并进行抽水试验。试验结果显示:'/h、水温22Vo
关键词:甘肃平凉;地热资源;成井工艺;水质评价
中图分类号:P344文献标识码:B文章编号:1008-0155{2022)03-0019-03
1地理位置富水性差。
研究区位于甘肃省平凉市。(0~50m)
河上游谷地,历史上为古丝绸之路北线东端之重镇,自第四系地层岩性主要以粉土、砂卵砾石为主,成分
然条件优越,从古至今是陕甘宁三省(区)交通要塞和较杂,硬度为:硬-坚硬,可钻性一般,平均钻速约为
陇东传统商品集散地,素有“旱码头”之称。。在钻进过程中,因卵砾石、砂卵砾石硬度较
,故通过调整控制钻铤的数量
由于受第四系覆盖,一些研究区与深部地热水关及规格以确保井斜始终在设计要求范围内。该层段产
系密切的断裂构造均为隐伏。为此,水文地质调查工生的岩屑较大,故钻井液的黏度始终保持中高黏度,以
作对区内第四系、白垩系井点进行了水位、水温、开采确保携带岩屑至地面。
情况等调查。调查表明,工作区主要是泾河[、(50~130m)
地区的卵砾石层。在I级阶地卵砾石层厚10~15m,新近系地层岩性主要以半固结砂砾石及黏土为
II级阶地厚10~50m。上部覆盖粉土层,厚5~12m。主,可钻性较好,
区内承压水主要赋存于白垩系砾岩岩层中。白垩系在岩、黏土遇水即变软,有造浆的迹象,故在钻进过程中
工作区内地表没有出露,根据区域地质资料分析,该层需要时不时地提钻拉孔壁。
厚度102〜456m,含水层岩性为砾岩和砂岩。(130〜455m)
。根据采
地热地质调查工作成果显示,研究区为中低温地取的岩芯以及捞取的岩屑得知,岩石硬度一般,但综合
热田,属于低温地热田,兼有层状热储和带状热储特钻进情况来说可钻性较差,平均钻速约为1■36m/ho
征,彼此存在生成关系,地质构造条件复杂。(455~1430m)
在研究区的东南部发现并确定了对地热具有控制三叠系地层岩性为粉细砂岩及砂质泥岩,局部夹
意义的F7--2两条断裂。这两条断裂平面上大有砾岩。根据采取的岩芯及钻进情况可知,岩石硬度
致平行,间距300~400m,走向近东西,倾向南,倾角为坚硬-超硬,可钻性差,*11。
70°-80%F7--2断裂在区域上为石灰沟-(1430~2212m)
断裂,属区域性断裂。二叠系地层岩性主要是细粒砂岩和泥岩,局部夹粗
。根据采取的岩芯以及捞取的岩屑可知,岩石硬
工作区地层主要有古生界奥陶系(0)、二叠系(P),度一般,综縉占进情况来看,可钻性较差,平均钻
中生界三叠系(T)、白垩系(K)以及新生界新近系(N),其中1506~1510m处跳钻明显。
和第四系(Q)。(2212~3000m)
、泥质灰岩、灰岩及白
根据测井资料及钻探录井揭露的地层岩性得知,目云质灰岩。根据采取的岩芯以及捞取的岩屑得知,岩石
的热储层为奥陶系灰岩裂隙承压水,-超硬,可钻性差,
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3钻井工艺和成井步骤作用:因岩屑较大,调制钻井液保持中高黏度以确
。
,确保下鬆、固井施工顺利。
本井的钻前工程包括:查看施工场地及道路、落实③~
水源及电力系统、定孔位、卸载钻机设备、平整场地等。配料:生产水+纯碱+火碱+竣***纤维素+水解聚
+聚丙烯酸钾+腐植酸钾;生产水+纯碱+火
本井采用以无心钻进为主,结合局部取心钻进的碱+聚丙烯酸钾。
综合钻进方法。作用:调整黏度,控制流变性能,使钻井液性能稳
;形成渗透率低的优质泥饼,避免钻井液滤液侵入地
钻头选型①。根据本井在不同深度钻遇地层岩性层,避免岩层因水化引起的垮塌和剥落,并起到降低泥
特征,钻头选型见表1。饼摩阻作用。
④~(开窗侧钻)
表1钻头选型表
配料:生产水+纯碱+火碱+竣***纤维素+水解聚
钻头
井段(ni)备注
尺寸(mm)型号丙烯睛钱盐+聚丙烯酸钾+改性淀粉;生产水+纯碱+火
先用0345mm钻进再用6445mm
0-
扩孔碱+聚丙烯酸钾
滑趣承橡胶密封,可承受较高钻作用:调整黏度,控制流变性能,使钻井液性能稳
-,井深较浅时使用性价比较高
SKF537G滑轴承金属密封,除可承受较高定;形成渗透率低的优质泥饼,避免钻井液滤液侵入地
SKH517G钻压外,较橡胶密封类钻头使用寿
-
耗命长35%,钻井较深时使用可增层,抑制岩层因水化引起的垮塌和剥落,并起到降低泥
PDC加钻进时间
饼摩阻作用。
牙轮开窗侧钻后使用PDC钻头,适用
-
PDC于甌、超硬地层,
②钻进参数。根据不同的地层岩性、孔径大小及依据要求,,经确认孔深及地层
钻具组合,采用相应的钻压、钻速及泵量,参数采用情层位无误后,进行地球物理测井。测井选取的主要参
况见表2。数有:视电阻率、井斜、井径、井温、自然伽玛、自然电
位、声波等。
表2钻进参数表
井段钻进缈
(m)钻压(kN)^j®(r/min)排量(1/s)泵压(Mpa)固井。①。
0--263150-②本井泵室段固井深度为0~。采用泵入法,
5&5~-5045-6315-~
--8063~-~。水泥浆采用425号
---
水泥,:低失水、高早强、
钻具组合③。第一在0~。正常钻进时:浆体稳定性好。
$+$241mmx4节+0203mmx4节。扩止水。根据下管方案,泵室段以下,根据测井解释
孔时:牙轮+$241mmDCx4节+$127mmx1含水层对应下入缠丝包网滤水管,本井的实际止水位
节。第二在5&5~$+置为泵室段底界()o
$241mmx4节+①203mmDCx4节+$127mmx8节+4抽水试验
<I>~。
+<I>159mmX5节+<!>127mmX4节+<J>89mm。本孔通过两轮多种方法洗井,达到了清洗泥皮、疏
,查明了目的层的富水性,后又通过补救
①0~(射孔)增加了出水量。
配料:生产水+钠膨润土+纯碱+火碱+竣***纤清水洗井:本孔下入尾管后,首先进行清水换浆,
维素。自上而下逐段替换清水共计16h,直到水清砂净。
作用:保证泥浆具有较强携砂能力及较好的护壁焦酸洗井:清水洗井后,%的焦磷酸钠
效果。,注入孔底浸泡20h后,利用泥浆泵
②~。
配料:生产水+钠膨润土+火碱+竣***纤维素+聚潜热水泵降深洗井:泵深368m,,
丙烯酸钾+腐植酸钾。水位降深15&62m,,
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水温21七。色沉淀,不能用作饮用天然矿泉水。
空压机气举反循环捞砂洗井:提出泵后,
环钻具探孔,开启空压机反循环捞砂到孔底共计32h,该井地热水***达到医疗价值的浓度,偏硅酸达到
直到水清砂净,,水温2代。了矿水浓度。据现有资料表明,长期利用此类矿水进
盐酸洗井:由于出水温度不理想,采用盐酸洗井。行洗浴和浴疗,对关节炎、消化系统疾病、心血管病、神
注入底部目的层12%?,浸泡深度经系统病症、运动系统病、皮肤病等都有极好的预防和
2325~3000m,覆盖全部灰岩地层,待反应8h后,利用气治疗作用。该井地热水具有较高的医疗保健价值。
举反循环顶出废酸。
空压机压风洗井:89钻杆作为风管,风管下入依据《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)评
956m,连接空压机持续向孔内吹风,达到大降深空压价,本井地热水色度、浑浊度偏高,含***较高其含量指
机洗井的目的。压风19h后,,温度标超出饮用水标准,故不能直接饮用O
20七。本次压风结束后,下泵抽水,泵深368m,“渔业用水”评价
24h后,,温度21七。依据《农田灌溉水质标准》(GB5084-2005)、《渔
水泵抽水洗孔:泵深368m,抽水42h,动水位业水质标准>(GB11607—1989),该井水中***化物、硒
29&57m,,,超标,因此该水不宜直接作为农业灌溉用水,也不可直
温度18£。接用于渔业养殖。
根据抽水温度情况,
点,推断泵室段套管可能破损,导致水温过低,后对泵本井抽水井口温度为22P,经过利用后,其弃水
室段采取架桥封堵(水泥封堵)措施,排除上部凉水干温度一般低于20T,并且直接排放于地下暗道与其他
扰后,了解目的层的含水性。污水混流,所以其余热不会对环境产生不良后果。依
《污水综合排放标准》(GB8978-1996),该井水中有
本井抽水试验采用稳定流抽水试验。害成分含量不会对环境产生不良影响。
抽水试验设备主要为潜热水泵。抽水试验主要仪①含气量解释。本井炭质泥岩含气量的估算是参
器为堰箱、堰板、测绳、水银温度计。考相邻区块有关资料,并根据现有测井曲线数据,应用
,估算第一层炭质泥岩含
,,
、;井口出水水温分别为22T、含气量仅供参考。
22P、22T;每个降次的抽水试验在其稳定时间内水②煤层气测井评价。综上所述,DR1井未揭露煤
量、水位跳动幅度均符合有关规程、规范要求。层,仅见2层炭质泥炭,
,均未超过《煤层气资源/储量规范》(DZ/
①物理性质特征。该地热井热水物理感观性状:TO216-20G2)观的煤层气含量下限标准(最低含气量标
微黄、清彻透明、无味。准谥/t)&至何利用小就平,不幕开。
②ft学特征。该井水中所含阳离子主要为Na+,其7结论
,,按要求完成了测
%;阴离子主要为HCO3-,,占井、抽水试验等工作,。,终井井斜为
%;。,成井质量优。
型定名原则,该井水属HCO3—Na型水。,岩性主要为粗粒砂
66,按酸碱度分类属弱碱性水。该井出水水温22P,按岩,含水层为孔隙、裂隙承压水。抽水试验结果显示:
地热资源温度分级不属于地热水。?/h、水温221。
按照医疗热矿水水质标准(GB/T11615-2010),***
达到医疗价值浓度,偏硅酸达到了矿水浓度。作者简介:
6饮用天然矿泉水评价宋国梁(1989-),男,河北魏县人,本科,地
按照中华人民共和国《饮用天然矿泉水》(GB8537-质工程师,从事地热地质勘查、水文地质勘查和煤田
2008)标准,对比评价,本井水色度超标,可见物有黄褐地质勘查工作。
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