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安阳地区所处之汤阴地堑蕴含着丰富的地热资源,该地区地热资源的特点是地热梯度小、埋藏深、地层老,热储层为古近系砂岩,钻探效率低,施工难度大。
地热井施工宜选择GZ-3000型水源钻,泥浆泵、钻塔、钻具、套管等按石油钻井系列选择。上部采用三牙轮钻头,下部采用螺杆钻具+PDC钻头,取心工具选择川8-3型单动双管钻具。确定合理的参数,采用正循环泥浆钻进。由于PDC钻头以切削方式破岩,为了避免产生“泥包”需要较高的漫流速度清除岩屑,故采用大泵量喷射钻探的方法。深层地热钻井对泥浆的性能要求更高。施工中选用低固相细分散泥浆,布置好固控系统以控制泥浆性能。不同的地层和深度,对泥浆的种类和性能指标做相应调整。
成井工艺流程为:终孔---测井---通孔、刷孔---冲孔换浆---下入φ139.7mm井管---按分层止水位置安装止水橡胶---下入φ273mm井管---冲孔换浆---洗井---抽水试验。选用以φ139.7mm石油套管为骨架的T型丝滤水管替代常用的普通桥式滤水管,采用膨胀橡胶及皮兜止水;选用适当的井管/钻孔级配,完全省去人工填砾环节,经过洗井、抽水,使滤水管外形成自然的反滤层,从而达到出水阻砂的目的。
安阳地区深部地热资源钻探技术有一个发展演化的过程,可归纳为发展期、转型期、成型期等阶段,呈现出逐步完善的轨迹。前期为φ445mm三牙轮钻头全面钻进工艺,下入笼状滤水管。发展为Φ311mm三牙轮钻头全面钻进工艺,单层桥式滤水管,动水填砾,引入部分石油钻井工艺与理念。目前的方法是选择GZ-3000型水源钻,泥浆泵、钻塔、钻具、套管等按石油钻井系列配套,进一步缩小钻孔直径为Φ216mm,采用螺杆钻具+PDC钻头,采用不填砾、膨胀橡胶-皮兜止水的方法,使钻探效率与成井质量达到新的高度。