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【摘要】在研究本区地层岩性的基础上,试验摸索了一次下套管完井固井完井工艺,通过4口井的试验,证明该工艺完全适用于本区地热井的完井。为地热井完井提供了一套新的完井工艺技术。
【关键词】地热井;下套管;完井;固井
引言
地热是来自地球内部的一种能量资源。地球上火山喷出的熔岩温度高达1200℃~1300℃,天然温泉的温度大多在60℃以上,有的甚至高达100℃~140℃。这说明地球是一个庞大的热库,蕴藏着巨大的热能。地热能是一种清洁能源,是可再生能源,其开发前景十分广阔。
通过对辽北地区地层条件、构造条件、地热资源生成条件、地温场特征的综合分析,在有利区的断层附近,具有生热和热储层的有利条件,是本区地热资源赋存的有利地区,结合以往生产资料,认为本区地热资源具有良好的开发前景。
由于常规地热井完井工艺一般采用三开钻井方式,每层套管都需要进行固井,候凝,钻塞,因此造成钻井施工周期较长。另外每层套管之间需要专用的套管悬挂器悬挂套管。增加施工难度和施工成本。为此,在研究本区地层岩性的基础上,试验摸索了一次下套管完井固井完井工艺,通过4口井的试验,证明该工艺完全适用于本区地热井的完井。为地热井完井提供了一套新的完井工艺技术。
1.辽北地区地质特征
1.1地层
内自下而上出露的地层有:前震旦系(АnZ);中生界白垩系阜新组、孙家湾组;新生界第四系地层组成。
1.2地质构造
本区位于阴山纬向构造带与新华夏系第二沉降带交接复合部位,含煤盆地为断陷构造盆地,总体呈北北东向展布,为一东缓西陡的不对称向斜构造。盆地西缘主干断裂矼屯断裂控制着煤田的生成和展布。断裂构造经历了两次较显著的构造运动,一是燕山期新华夏构造成为控制铁法煤田主导构造体系;二是喜山期,使燕山期新华夏构造运动在本区的活化。既而产生了一系列断裂、褶皱等构造,断层皆为高角度正断层,沿裂隙多有火成岩侵入为第三系辉绿岩,产状为岩床。据矿井观测资料,煤炭采掘一旦遇到这期火山岩,矿井涌水量会突然增大。
1.3地温场特征
根据1985年大兴井田地质勘探7个钻孔地温梯度测试成果,恒温带平均深度29.17m,温度11.2℃,地层地温梯度变化在3.3~4.04°C/100m。属地温异常,说明区内具有地热资源生成的地质背景。
1.4热储及盖层
据本区地层岩性及其组合关系,应用地热地质理论分析得知,构成工作区热储及盖层的地层有:(盖层为白垩系孙家湾组、阜新组中上部地层及第四系地层,热储为白垩系阜新组底部砂砾岩及前震旦系古风化壳。
(1)盖层。白垩系孙家湾组、阜新组中上部地层及第四系地层,在阜新组中下部发育一层稳定且较厚的砂泥岩层,岩性为粉砂岩、泥岩,导热性差,是良好的盖层,总厚度在800~1500m。
(2)热储层。由中生界白垩系下统阜新组底部砾岩及前震旦系古风化壳组成。具有地热热水富集储存的空间,其热储的埋藏分布均受岩性及地质构造控制。
2.地热井完井工艺
2.1常规地热井完井工艺
一般情况下,常规地热井的完井工艺主要是:
一开:表层套管,下入339.7mm套管,钻深50-100m,固井水泥返高到地面。
二开:下泵室套管,下入273.9mm或244.5mm套管,钻深400-800米,固井水泥返高的地面。
三开:下生产技术套管,下入177.8mm或139.7mm套管(含筛管等),钻深400-800-完钻井深。固井水泥返高到设计的位置。
由于每层套管都需要进行固井,候凝,钻塞,因此钻井施工周期较长。另外每层套管之间需要专用的套管悬挂器悬挂套管。增加施工难度和施工成本。为此,在研究本区地层岩性的基础上,试验摸索了一次下套管完井固井完井工艺,通过4口井的试验,证明该工艺完全适用于本区地热井的完井。为地热井完井提供了一套新的完井工艺技术。
2.2地热井一次下套管完井固井工艺
该工艺主要是在二开和三开后,将生产技术套管和泵室套管通过变径套管短节连接在一起,一次下入井内,通过分流固井套管浮箍装置,配合水泥伞,采用“上固下不固”的工艺进行固井,从而达到一次下套管完井固井的目的。具体完井工艺示意图见图1所示。
钻至设计深度后,通井循环泥浆正常后,按如下程序下入套管:
引鞋+筛管+套管(水泥伞)+分流套管浮箍+套管+变径套管短节+泵室套管+水泥头。
3.现场应用情况
表1给出了4口的应用情况。
该工艺在本区使用4口井,施工成功率100%,通过运用该工艺提高了钻井队的工作时效,缩短钻井工期10-15天以上,节约了钻井成本,经济效益明显。
4.小结
4.1在研究本区地层岩性的基础上,试验摸索了一次下套管完井固井完井工艺,通过4口井的试验,证明该工艺完全适用于本区地热井的完井。为地热井完井提供了一套新的完井工艺技术。
4.2该工艺主要是在二开和三开后,将生产技术套管和泵室套管通过变径套管短节连接在一起,一次下入井内,通过分流固井套管浮箍装置,配合水泥伞,采用“上固下不固”的工艺进行固井,从而达到一次下套管完井固井的目的。
4.3该工艺在本区使用4口井,施工成功率100%,通过运用该工艺提高了钻井队的工作时效,缩短钻井工期10-15天以上,节约了钻井成本,经济效益明显.
参考文献
[1]安永海,孙瑞峰,辽宁省调兵山大兴项目区地热资源前景分析.《科技与企业》,2012年10期
[2]张文德,韩玉杰,白晓亮,辽宁省调兵山四家子村DR1地热井位置的确定.《科技创新与应用》,2014年20期
[3]关荣亮,孟凡彬,司长友,筛管顶部注水泥完井方法在地热井应用.《中国石油石油化工标准与质量》,2013年1期
[4]刘长生,辽河油田地热井工艺技术研究.《特种油气藏》,2009年12月
【关键词】地热井;下套管;完井;固井
引言
地热是来自地球内部的一种能量资源。地球上火山喷出的熔岩温度高达1200℃~1300℃,天然温泉的温度大多在60℃以上,有的甚至高达100℃~140℃。这说明地球是一个庞大的热库,蕴藏着巨大的热能。地热能是一种清洁能源,是可再生能源,其开发前景十分广阔。
通过对辽北地区地层条件、构造条件、地热资源生成条件、地温场特征的综合分析,在有利区的断层附近,具有生热和热储层的有利条件,是本区地热资源赋存的有利地区,结合以往生产资料,认为本区地热资源具有良好的开发前景。
由于常规地热井完井工艺一般采用三开钻井方式,每层套管都需要进行固井,候凝,钻塞,因此造成钻井施工周期较长。另外每层套管之间需要专用的套管悬挂器悬挂套管。增加施工难度和施工成本。为此,在研究本区地层岩性的基础上,试验摸索了一次下套管完井固井完井工艺,通过4口井的试验,证明该工艺完全适用于本区地热井的完井。为地热井完井提供了一套新的完井工艺技术。
1.辽北地区地质特征
1.1地层
内自下而上出露的地层有:前震旦系(АnZ);中生界白垩系阜新组、孙家湾组;新生界第四系地层组成。
1.2地质构造
本区位于阴山纬向构造带与新华夏系第二沉降带交接复合部位,含煤盆地为断陷构造盆地,总体呈北北东向展布,为一东缓西陡的不对称向斜构造。盆地西缘主干断裂矼屯断裂控制着煤田的生成和展布。断裂构造经历了两次较显著的构造运动,一是燕山期新华夏构造成为控制铁法煤田主导构造体系;二是喜山期,使燕山期新华夏构造运动在本区的活化。既而产生了一系列断裂、褶皱等构造,断层皆为高角度正断层,沿裂隙多有火成岩侵入为第三系辉绿岩,产状为岩床。据矿井观测资料,煤炭采掘一旦遇到这期火山岩,矿井涌水量会突然增大。
1.3地温场特征
根据1985年大兴井田地质勘探7个钻孔地温梯度测试成果,恒温带平均深度29.17m,温度11.2℃,地层地温梯度变化在3.3~4.04°C/100m。属地温异常,说明区内具有地热资源生成的地质背景。
1.4热储及盖层
据本区地层岩性及其组合关系,应用地热地质理论分析得知,构成工作区热储及盖层的地层有:(盖层为白垩系孙家湾组、阜新组中上部地层及第四系地层,热储为白垩系阜新组底部砂砾岩及前震旦系古风化壳。
(1)盖层。白垩系孙家湾组、阜新组中上部地层及第四系地层,在阜新组中下部发育一层稳定且较厚的砂泥岩层,岩性为粉砂岩、泥岩,导热性差,是良好的盖层,总厚度在800~1500m。
(2)热储层。由中生界白垩系下统阜新组底部砾岩及前震旦系古风化壳组成。具有地热热水富集储存的空间,其热储的埋藏分布均受岩性及地质构造控制。
2.地热井完井工艺
2.1常规地热井完井工艺
一般情况下,常规地热井的完井工艺主要是:
一开:表层套管,下入339.7mm套管,钻深50-100m,固井水泥返高到地面。
二开:下泵室套管,下入273.9mm或244.5mm套管,钻深400-800米,固井水泥返高的地面。
三开:下生产技术套管,下入177.8mm或139.7mm套管(含筛管等),钻深400-800-完钻井深。固井水泥返高到设计的位置。
由于每层套管都需要进行固井,候凝,钻塞,因此钻井施工周期较长。另外每层套管之间需要专用的套管悬挂器悬挂套管。增加施工难度和施工成本。为此,在研究本区地层岩性的基础上,试验摸索了一次下套管完井固井完井工艺,通过4口井的试验,证明该工艺完全适用于本区地热井的完井。为地热井完井提供了一套新的完井工艺技术。
2.2地热井一次下套管完井固井工艺
该工艺主要是在二开和三开后,将生产技术套管和泵室套管通过变径套管短节连接在一起,一次下入井内,通过分流固井套管浮箍装置,配合水泥伞,采用“上固下不固”的工艺进行固井,从而达到一次下套管完井固井的目的。具体完井工艺示意图见图1所示。
钻至设计深度后,通井循环泥浆正常后,按如下程序下入套管:
引鞋+筛管+套管(水泥伞)+分流套管浮箍+套管+变径套管短节+泵室套管+水泥头。
3.现场应用情况
表1给出了4口的应用情况。
该工艺在本区使用4口井,施工成功率100%,通过运用该工艺提高了钻井队的工作时效,缩短钻井工期10-15天以上,节约了钻井成本,经济效益明显。
4.小结
4.1在研究本区地层岩性的基础上,试验摸索了一次下套管完井固井完井工艺,通过4口井的试验,证明该工艺完全适用于本区地热井的完井。为地热井完井提供了一套新的完井工艺技术。
4.2该工艺主要是在二开和三开后,将生产技术套管和泵室套管通过变径套管短节连接在一起,一次下入井内,通过分流固井套管浮箍装置,配合水泥伞,采用“上固下不固”的工艺进行固井,从而达到一次下套管完井固井的目的。
4.3该工艺在本区使用4口井,施工成功率100%,通过运用该工艺提高了钻井队的工作时效,缩短钻井工期10-15天以上,节约了钻井成本,经济效益明显.
参考文献
[1]安永海,孙瑞峰,辽宁省调兵山大兴项目区地热资源前景分析.《科技与企业》,2012年10期
[2]张文德,韩玉杰,白晓亮,辽宁省调兵山四家子村DR1地热井位置的确定.《科技创新与应用》,2014年20期
[3]关荣亮,孟凡彬,司长友,筛管顶部注水泥完井方法在地热井应用.《中国石油石油化工标准与质量》,2013年1期
[4]刘长生,辽河油田地热井工艺技术研究.《特种油气藏》,2009年12月