地热开采井完井总结报告

PAGEPAGE1目录TOC\o"1-4"\h\z\u一、前言 1二、地质部分 2（一）地质构造特征 2（二）地层岩性特征 3（四）热储层特征 3三、钻井施工部分 4（一）钻进施工 4（二）钻井液 4（三）井身结构及固井 4（四）钻井施工技术保证措施 6（五）洗井 6四、抽水试验 7（一）基本情况 7（二）热储水文地质参数的计算 7（三）水质分析 8五、结论 10附图：井身结构示意图 11附表一：表层套管记录 12附表二：技术套管记录 13附表三：抽水试验记录表 17附录：水质分析报告 19

一、前言中国水城项目地处天津市宁河县界内，北面与天津市宁河县相连，南面与天津市塘沽区毗邻，西面与天津市东丽区接壤，东面与天津市汉沽区相交，在天津滨海新区的U型圈内，属北京市清河农场永久用地。北京市清河农场总占地115平方公里，其中中国水城项目位于清河农场西区，土地总面积33平方公里（见图1：天津市宁河县中国水城地热井交通位置图）。天津市经中诚通投资管理有限公司，为充分利用本地地热资源，为天津市宁河县中国水城项目提供供暖及洗浴等方面的需求，设计了一采一灌对井开发模式，以达到在利用地热资源的同时有效的保护地热资源，实现能源的可持续利用。本地热井项目由天津华恒永清钻井工程有限公司组织施工，通过紧张的施工，第一口地热开采井顺利完井竣工。本井施工设计由天津地热勘查开发设计院拟定，完井目的层为上第三系馆陶组热储层，由天津华恒永清钻井工程有限公司施工，设计井深1915m，实际完井深度1915.55m。本井2010年3月15日设备搬迁安装到位，3月16日由甲乙双反和监理方进行了钻前验收，验收合格后进行了钻探技术交底工作，并且举行了地热井开钻177.8mm技术套筛管完井。套管串组合：φ177.8mm沉砂管×12.04m＋φ177.8mm筛管×211.30m＋φ177.8mm套管×1232.95m＋悬挂器短节×0.60m＋悬挂器大小头×0.35m＋φ177.8mm套管×9.66m，下入深度1901.51m。完井下φ177.8mm套筛管串时，采用变径大小头坐封在表层套管底部坐封悬挂器上，之间采用胶皮伞压封，取水层段的大段泥岩采取了胶皮伞封隔，水层顶部采用了两道胶皮伞封隔止水。1、钻井设备天津华恒永清钻井工程有限公司主要设备见表二。 钻井设备一览表表二 设备名称数量型号运转状态钻机1ZJ-20车载钻机良好泥浆泵1NB-1300良好泥浆旋流除砂器1JZN-2型良好柴油机26135型良好钻具Φ178mm钻铤108m，Φ127mm钻杆良好2、钻井基本数据(见表三)钻井基本数据表三井号中国水城地热开采井井队名称天津华恒永清钻井工程有限公司钻井一队井位坐标X：20547703mY：4341298m补心高度4.5m设计井深1915m完井深度1915.55m完钻依据设计决定开钻日期2010.3.16完井方法筛管完井完钻日期2010.4.2目的层上第三系馆陶组（Ng）完井日期2010.4.43.井身结构及井管程序（见表四）井身结构及井管程序表四回次一开二开备注井段0～406.75m406.75～1915.55m钻头直径及型号Φ450㎜3AΦ241.3㎜3A套管直径Φ339.7㎜Φ177.8㎜壁厚9.65㎜8.05㎜钢级J55J55套管下入深度400.90m370.10～1901.51m4、固井情况（见表五）固井情况表表五项目长度（m）固井方法上返高度（m）干水泥级别干水泥用量（T）密度（g/cm3）凝固时间（h）表套396.60管内固井至地面油井201.8648（见附图：中国水城地热开采井井身结构示意图）（见附表一：表层套管记录）（见附表二：技术套管记录）（四）钻井施工技术保证措施钻进过程中，为保证钻井施工质量，我公司派出以公司经理为项目组长的领导小组，携地质、钻井、泥浆和设备工程师常驻施工现场，及时协调施工中出现的问题，严把质量关。对施工中所使用的材料，尤其是管材，严格按照设计要求层层把关，保证了本井安全顺利完成。（五）洗井本井洗井风管下至1900m，用泥浆泵把井内泥浆替出，然后10m3150MPa压风机及泥浆泵联合气举洗井，洗井8小时洗至砂净，把风管提至800m用压风机进行气举洗井，洗井8小时至水清砂净结束。四、抽水试验（一）基本情况1、抽水试验目的本次抽水试验的目的是确定中国水城地热开采井单井出水量、出水温度及动、静水位；求取热储层水文地质参数，为提交该井的单井资源评价报告提供真实基础数据。2、试验井的基本情况取水段位置：1500～1881m；热储类型：孔隙型（上第三系馆陶组砂砾岩）；取水层有效厚度：165m3、抽水试验方法⑴抽水时间2010年4月9日～4月11日，对该井井进行了三个落程定流量抽水试验，抽水延续时间分别为25、16.5、8.5h。⑵抽水设备及测量仪器抽水试验采用250QJ200高温电热潜水泵进行抽水，以钻杆代替泵管,下入深度150m；通过阀门控制抽水水量；用三角堰箱观测水量；用水银温度计测量水温；用测绳及电流表测量水位埋深。4、试验过程该井于2010年4月9日09时开始抽水，4月11日11时整结束，抽水试验抽水总时间50小时。抽水试验分为三个落程，第一落程抽水延续时间25小时，稳定动水位埋深105.50m，降深为32.00m，涌水量为2409.6m3/d(27.89L/s)，井口水温为63℃；第二落程抽水延续时间16.5小时，稳定动水位埋深98.00m，降深为24.50m，涌水量为1920m3/d(22.22L/s)，井口水温为63℃；第三落程抽水延续时间8.5小时，稳定动水位埋深88.50m，降深为15.00m，涌水量为1200m3/d(13.89L/s)，井口水温为63℃。恢复水位测得热水头高度为73.50m。（二）热储水文地质参数的计算根据抽水结果，单井稳定流采用裘布依公式与希哈尔特公式进行迭代计算获得渗透系数K及影响半径R。公式：K=[0.366Q／（ms）]×lg(R/r)式中：K—渗透系数（m/d）Q－涌水量（m3/d）m－含水层厚度(m)s－抽水水位降深(m)R－影响半径(m)r－抽水井半径(m)各参数取值如下:涌水量(Q1)2409.6m3/d，（Q2）1920m3/d，（Q3）1200m3/d，水位降深(s1)32.00m，(s2)24.50m，(s3)15.00m，含水层厚度(m)165m，抽水井半径(r)0.08m。计算求得：影响半径为R1=244.13m，R2=187.52m，R3=112.08m，渗透系数K1=0.5820m/d，K2=0.5858m/d，K3=0.5583m/d平均渗透系数K=0.5754m/d。其成果见图2：中国水城地热开采井抽水试验曲线图，表六：中国水城地热开采井抽水试验成果表。从抽水试验结果可以看出，本井透水性和渗透系数中等，水位降深也较小。但是，在开发利用过程中应有限制地开采，制定合理的开发利用方案，不可无限制掠夺性开采，造成水位下降过快，以致资源枯竭。同时，地热利用应综合进行，梯级开展，除用于供暖外，其尾水可用于洗浴、游泳、养殖、种植等方面。全面开展水位、水量、水温、水质的长期动态观测，系统地积累资料，为科学、全面地评价地热资源提供依据。（三）水质分析2010年4月12日，取样5kg，送天津市汉沽区疾病预防控制中心进行水质分析检验，4月15日得到检验报告。水质分析结果主要数据为：总矿化度为688mg/l，总硬度为16mg/l（以CaCO3计），PH值8.05（见附录：水质分析报告）。通过水质检验报告可以看出：本热水为弱碱性、极软淡水，除铁、氟化物不符合GB5749-2006《生活饮用水卫生标准》的规定，其余所检项目符合规定。热水中有害成分均低于《污水综合排放标准》（GB8978—1996）之第一类、第二类污染物“最高允许排放浓度”标准，符合国标要求。中国水城地热开采井抽水试验成果表表六项目试验结果抽水试验层段（m）1500.00～1881.00储水层总厚度（m）165.00抽水井半径(m)0.08抽水降深次序S1S2S3水位降深S（m）32.0024.5015.00涌水量Q（m3/d）2409.619201200单位涌水量Q（L/s.m）0.8720.9070.926抽水时间(h)2516.58.5抽水稳定时间(h)24168水温(℃)636363渗透系数(m/d)0.58200.58580.5583影响半径(m)244.13187.52112.08五、结论1、本井在施工过程中严格执行施工设计，科学施工，确保施工质量，取得的资料真实可靠。2、本井水温、水量达到了设计和合同要求，为一口优质井。3、由于本区目前静水位较深，建议不要过量开采，单井开采量控制在100m3/h内为宜，否则会引起动水位剧烈下降，影响井的使用寿命，加大使用成本。4、建议进行系统的长期动态观测工作，系统地积累资料，为科学、合理地开采提供依据。热水资源的利用应综合化，可以把供暖、洗浴、大棚蔬菜花卉等结合起来，统一规划，使地热资源得到充分利用，以便收到良好的经济效益。5、严格控制开采量，尽可能增加回灌量。本井严格按照设计施工，经过一个月艰苦奋战，优质圆满完成了钻探任务，在本井施工过程中得到了甲方、监理及有关部门的大力支持，在此表示感谢。附图：井身结构示意图附表一：表层套管记录序号类型规格（mm）单根长度（m）累计长度（m）下入深度（m）备注1套管339.79.509.50400.90表层套管全部为J55，壁厚9.65mm2套管339.710.8320.33391.403悬挂短节339.70.4620.79380.574套管339.711.6232.41380.115套管339.710.8043.21368.496套管339.710.6953.90357.697套管339.79.9163.81347.008套管339.711.6075.41337.099套管339.711.3886.79325.4910套管339.711.3398.12314.1111套管339.711.36109.48302.7812套管339.711.64121.12291.4213套管339.711.39132.51279.7814套管339.711.24143.75268.3915套管339.711.58155.33257.1516套管339.711.78167.11245.5717套管339.711.37178.48233.7918套管339.711.05189.53222.4219套管339.711.00200.53211.3720套管339.711.58212.11200.3721套管339.711.70223.81188.7922套管339.711.94235.75177.0923套管339.712.09247.84165.1524套管339.711.28259.12153.0625套管339.711.66270.78141.7826套管339.711.38282.16130.1227套管339.711.54293.70118.7428套管339.711.47305.17107.2029套管339.711.67316.8495.7330套管339.711.29328.1384.0631套管339.711.42339.5572.7732套管339.711.64351.1961.3533套管339.711.43362.6249.7134套管339.711.50374.1238.2835套管339.711.43385.5526.7836套管339.711.05396.6015.3537套补距339.74.30400.904.300附表二：技术套管记录序号类型规格（mm）单根长度（m）累计长度（m）下入深度（m）备注1沉砂管177.812.0412.041901.51技术套筛管全部为J55，壁厚8.05mm2筛管177.89.8221.861889.473筛管177.811.6810.161879.654筛管177.811.1310.161867.975筛管177.811.8922.051856.846筛管177.810.8332.881844.957筛管177.810.8343.711834.128套管177.812.0255.731823.299筛管177.810.3866.111811.2710筛管177.812.0478.151800.8911筛管177.810.7088.851788.8512筛管177.811.70100.551778.1513套管177.811.89112.441766.4514套管177.811.46123.901754.5615筛管177.811.63135.531743.1016套管177.810.65146.181731.4717套管177.810.76156.941720.8218筛管177.811.46168.401710.0619筛管177.810.52178.921698.6020套管177.89.03187.951688.0821筛管177.810.03197.981679.0522套管177.811.32209.301669.02伞胶伞23套管177.811.20220.501657.7024套管177.811.46231.961646.5025套管177.811.52243.481635.0426筛管177.811.65255.131623.5227套管177.810.77265.901611.87伞胶伞28套管177.810.58276.481601.1029套管177.811.36287.841590.5230套管177.811.45299.291579.1631套管177.811.32310.611567.7132套管177.811.48322.091556.3933筛管177.811.00333.091544.9134筛管177.810.79343.881533.9135筛管177.811.60355.481523.1236筛管177.811.62367.101511.5237套管177.811.44378.541499.90伞胶伞38套管177.89.04387.581488.46伞胶伞技术套管记录（续）序号类型规格（mm）单根长度（m）累计长度（m）下入深度（m）备注39套管177.89.04396.621479.4240套管177.89.05405.671470.3841套管177.89.04414.711461.3342套管177.89.28423.991452.2943套管177.88.97432.961443.0144套管177.89.04442.001434.0445套管177.89.04451.041425.0046套管177.89.04460.081415.9647套管177.89.04469.121406.9248套管177.89.05478.171397.8849套管177.89.04487.211388.8350套管177.80.00487.211379.7951套管177.811.36498.571379.7952套管177.811.37509.941368.4353套管177.811.34521.281357.0654套管177.811.37532.651345.7255套管177.811.45544.101334.3556套管177.811.45555.551322.9057套管177.810.34565.891311.4558套管177.811.16577.051301.1159套管177.810.61587.661289.9560套管177.811.07598.731279.3461套管177.811.32610.051268.2762套管177.811.25621.301256.9563套管177.811.50632.801245.7064套管177.811.51644.311234.2065套管177.811.37655.681222.6966套管177.811.46667.141211.3267套管177.811.43678.571199.8668套管177.811.39689.961188.4369套管177.811.43701.391177.0470套管177.811.50712.891165.6171套管177.811.44724.331154.1172套管177.811.28735.611142.6773套管177.811.22746.831131.3974套管177.811.45758.281120.1775套管177.811.38769.661108.7276套管177.811.20780.861097.34技术套管记录（续）序号类型规格（mm）单根长度（m）累计长度（m）下入深度（m）备注77套管177.811.42792.281086.1478套管177.811.27803.551074.7279套管177.811.29814.841063.4580套管177.811.67826.511052.1681套管177.811.42837.931040.4982套管177.811.23849.161029.0783套管177.811.48860.641017.8484套管177.812.05872.691006.3685套管177.812.08884.77994.3186套管177.811.46896.23982.2387套管177.811.47907.70970.7788套管177.811.46919.16959.3089套管177.811.51930.67947.8490套管177.811.18941.85936.3391套管177.811.50953.35925.1592套管177.811.24964.59913.6593套管177.811.03975.62902.4194套管177.811.27986.89891.3895套管177.811.37998.26880.1196套管177.811.241009.50868.7497套管177.810.801020.30857.5098套管177.811.371031.67846.7099套管177.811.091042.76835.33100套管177.810.651053.41824.24101套管177.811.841065.25813.59102套管177.811.751077.00801.75103套管177.811.861088.86790.00104套管177.811.861100.72778.14105套管177.811.491112.21766.28106套管177.811.411123.62754.79107套管177.811.251134.87743.38108套管177.810.531145.40732.13109套管177.810.721156.12721.60110套管177.810.711166.83710.88111套管177.811.371178.20700.17112套管177.811.501189.70688.80113套管177.811.401201.10677.30114套管177.811.461212.56665.90技术套管记录（续）序号类型规格（mm）单根长度（m）累计长度（m）下入深度（m）备注115套管177.811.421223.98654.44116套管177.811.381235.36643.02117套管177.811.491246.85631.64118套管177.811.491258.34620.15119套管177.811.311269.65608.66120套管177.811.621281.27597.35121套管177.811.441292.71585.73122套管177.811.431304.14574.29123套管177.811.461315.60562.86124套管177.811.381326.98551.40125套管177.811.361338.34540.02126套管177.811.451349.79528.66127套管177.811.261361.05517.21128套管177.811.491372.54505.95129套管177.811.481384.02494.46130套管177.811.461395.48482.98131套管177.811.451406.93471.52132套管177.811.231418.16460.07133套管177.811.401429.56448.84134套管177.811.371440.93437.44135套管177.811.521452.45426.07136套管177.811.251463.70414.55137套管11.401475.10403.30138套管11.191486.29391.90139短节0.601486.89380.71140大小头0.351487.24380.11141套管9.661496.90379.76370.10附表三：抽水试验记录表中国水城地热开采井抽水试验记录表共2页第1页观测时间水位降深(m)水量水温(℃)气温(℃)备注日月时分延续由地面算起的埋深(m)时分9/490080.0020开泵05595.2030.56341010100.6230.56401515102.3330.00452525104.6629.1750203535105.0028.33544545107.8927.92551000100105.3327.895621.5103030105.1027.89571100200104.9527.89581200300105.3027.8959221300400104.8927.89591400500104.7627.896