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中石化绿源地热能开发有限公司咸阳市书香河畔1号

地热井地质设计与钻井工程设计

4．项目部主要生产人员组成 3

3．钻井的目的和任务 3

JB／T 135*6.2-2019 外球面球轴承套圈自动车床 第2部分：技术条件.pdf三、地热井地质技术与钻井工程基本技术要求 4

七、钻井与完井工艺 *

*、钻井液类型与主要性能 10

十、地球物理测井 11

十二、抽（放）水试验 11

十三、施工重点的主要技术及质量保证措施 12

十四、施工现场安全环保措施 1*

为了更好的贯彻执行国家安全生产法规与环保政策法规，执行合同要求，力求优质高效、节能圆满完成任务完成该地热井工程，指导该工程的主要流程过程的控制与管理有效的运行，严把各环节质量关，争创优良工程。我公司特编制该地热井地质设计与钻井工程施工设计。

（1）咸阳市彩虹二路书香河畔区块地热井组可行性论证报告。

（4）供水管井设计、施工及验收规范CJJ10—*619*6—12—01

（5）《陕西区域钻井工程施工承包合同》。

（6）《石油天然气钻井工程行业标准》。

严格按照地热井施工规范施工，安全生产，质量第一，确保各项工序的质量保证措施得到落实，道道工序零缺陷，工程质量达到优良级。详见工程施工质量内部管理目标分解表。

工程施工质量目标分解表

工程名称：书香1号地热井施工日期：2013.5

中石化绿源地热能开发有限公司咸阳市彩虹二路书香1号地热井，位于咸阳市彩虹二路书香河畔小区内。井位坐标：N34°1*＇47＂，E10*°40＇33＂（经纬度）。

1、主要用于集中供暖。

3、井口水温>90℃。

4、设计降深≤50m时，井口出水量>*0m3/h。

三、地热井地质技术与钻井工程基本技术要求：

1.录井、地球物理测井、洗井、抽（放）水试验、水样采集与分析，详见后八、十、十一、十二部分。

（1）井斜：泵室段<1°；全井段井斜≤3°，井径扩大率≤10%”;

φ339.7mm套管与φ177.*m套管采用穿袖方式连接，其重合段不小于30m。

φ241.3/3000

φ177.*/(420～3000)

0～450m井段，φ339.7mm表层套管，选用钢级J55，壁厚9.65mm，石油钢管；

420～3000m井段，φ177.*mm生产套管，选用钢级N*0，壁厚9.19mm，石油钢管。

要求泵室段表层套管与井壁之间环状间隙采用G级油井水泥封固，并返出地面，侯凝4*h进行套管试压，试压标准*MPa，30min降压≤0.5MPa”。φ339.7mm与φ177.*mm重合段之间采用特殊橡胶材料止水器与水泥封闭，确保止水质量。泵室段套管底部至取水段之间采用三组止水器，三组止水器的位置分别为：第一组应在井深550m（秦川群底）以上，尽量靠近φ339.7mm表套底，以防与表层水串通；第二组置于张家坡底；第三组置于取水段顶部。

6．洗井：首先将井内稠泥浆换成稀泥浆，再采用高压空气压缩机气举洗井，然后放水自流或用潜水电泵抽水洗井，达到水清砂净，抽（放）试验前地热水中悬浮物小于二万分之一。

7．抽水试验结束经现场验收合格后20天内提交地热井水质分析报告。

615.00～930.00

第四系三门组（Q1s）

浅黄色、灰色、兰灰色粘土、粉质粘土与灰白色细砂、中粗砂、砾状粗砂层不等厚互层。

930.00～2000.00

新近系张家坡组（N2z）上部灰黄色、浅棕色泥岩夹棕色粉砂质泥岩，中部灰黄色、棕红色、棕色泥岩夹灰白色细砂岩，下部深棕红色、灰绿色、兰灰色泥岩夹灰白色细砂岩、中砂岩。

2000.00～3000.00

新近系蓝田—灞河组（N2l+b）

棕红色、紫红色泥岩夹灰绿色泥岩与灰白色、砖红色细砂岩、中砂岩、粗砂岩略等厚互层。

本井使用32型钻机施工。现介绍具体配套如下：

32型钻机主要设备一览表

型式卧式叁缸叁座活塞泵

型式卧式叁缸叁座活塞泵

PZ12V·190BY

PZ12V·190BY

PZ12V·190BY

美国寿力1070XH螺杆压缩机

额定排气压力24.2bar(350psi)

一级压力（4.*～5.*MPa）

二级压力（17.0MPa）

地热水井计划施工进度表

安装表层套管及固井侯凝

一开采用444.5mm牙轮钻头，钻进至450.0m，下入φ339.7mm表层套管，随后进行固井作业，用G级油井水泥将表层套管与井壁之间的环状间隙进行水泥封固，水泥返出地面。待水泥完全凝固试压后再进行二开作业。

钻具组合：采用φ444.5mm钻头+φ203.2mm钻铤6根+φ177.*mm钻铤6根+φ127.0mm钻杆。

钻井参数设计：钻压30～100kN：转速45～*0r/min；

排量35～40l/s；泵压2～4MPa。

二开采用241.3mm钻头，钻进至3000m，地球物理测井完成后，下入φ177.*mm生产套管。

φ177.*mm井管与φ339.7mm井管采用穿袖方式连接，其环状间隙采用联体伞式止水器与水泥进行封固。

1500m以浅采用φ241.3mm牙轮钻头+φ203.2mm钻铤6根+φ177.*mm钻铤6根+φ127.0mm钻杆；

钻井参数设计：钻压30～150kN；转速*0～110r/min；

排量2*～30l/s；泵压6～*MPa。

1500m以深采用φ241.3mmPDC钻头+φ197螺杆+φ177.*mm钻铤6根+φ127.0mm钻杆；

钻井参数设计：钻压20～70kN；转速*0r/min+螺杆转速；

排量2*～30l/s；泵压*～12MPa。

滤水管要求采用钻眼、垫筋、包不锈钢网、缠丝并焊拉筋，钢级不低于N*0的无缝石油钢管，滤水管骨架的孔隙率12％左右。下入井内时，应对准热储层位，滤水管的长度视热储含水层厚度而定，初步预计有效长度300米。

岩屑是钻探揭露地层的实物标本，是鉴别地层的依据之一，因此要十分重视此项工作，岩屑务必在当天整理编录，观察岩屑要十分细致，定名准确，各种性质和特征描述齐全，含义确切，文字精练。0—550m每10m捞取岩屑一包，550—2000m每5m捞取岩屑一包；2000—3000m段，泥岩每2m捞取岩屑一包，砂岩每1m捞取岩屑一包，同时连续进行地质编录。

要求：从450m以深，平均每300m观测一次岩屑迟到时间，1200m以深到终孔井段适当加密观测。

全井段钻时录井，随钻进的同时及时绘制出钻时曲线，与岩屑录井进行对比。

自500m开始进行对钻井液温度观测，自500—1400m每100m观测一次液温。1400—3000每50m观测一次液温，读数误差不超过0.5℃，并及时绘制出液温曲线。取水段内有温度异常时可适当加密观测。

4、全井段观测泥浆消涨量变化。涌、漏水层段加密观测或做好详细记录。

以上各项目观测，均要求有详细记录。

*、钻井液类型与主要性能

根据本井地层岩性特点及保护产层热水资源，将采用低密度、低失水、优质低固相聚合物水基泥浆钻井。

要求450m以深井段进行1：500比例尺标准测井及1：200比例尺组合测井。1：500比例尺标准测井测井项目包括自然电位、2.5m视电阻率、井径、井斜、井温；1：200比例尺组合测井测井项目包括2.5m、4.0m视电阻率、自然电位、自然伽马、微电极、微梯度、声波时差、中、深感应、八侧向、井径、井温、井斜。全井段进行井温、井径、井斜测井。

测井方法与测井项目及原始资料必须严格按地球物理测井规范执行。

首先将井内稠泥浆换成稀泥浆，再采用高压空气压缩机气举洗井，然后放水自流或用潜水电泵抽水洗井，达到水清砂净，抽（放）试验前地热水中悬浮物小于二万分之一。

十三、施工重点的主要技术及质量保证措施

1、钻机安装质量保证措施：

a.安装必须由专人负责，其他人员要听从指挥统一动作，相互配合，确保安装质量。穿大绳时二人上井架操作，一人在地面指挥。

b.设备安装必须达到平、正、稳、牢、全、灵、通要求。安装标准必须符合“石油钻井设备安装标准”。安装完，必须进行试运行验收，直到验收合格，方可开钻。

c．天车、转盘、井口三点一线，偏差不超过10mm。

d.安装完成后，要由专人负责检查安装质量，不达标的必须重新安装。

　2、循环系统安装质量保证措施：

　a.安装必须由专人负责，确保安装质量。

b.安装达到“五”字（平、正、稳、牢、通）要求。

c.保证循环系统精确安装，不漏水（泥浆）。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

d.安装完成后，要由专人负责检查安装质量，不达标的必须重新安装。

e.泥浆坑挖成后，用彩条布护底护壁，防止泥浆漏失，避免泥浆坑垮塌。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

3、井架安装质量保证措施：

　a.安装必须由专人负责，确保安装质量。

　　b.确保井架底座安装水平。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

　　c.保证井架垂直安装，偏差不超过10mm。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

　　d.井架安装不漏销钉，地面安装彻底后再吊装，防止井架变形。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

e.安装完成后，要由专人负责检查安装质量，不达标的必须重新安装。

4、井身质量控制措施：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

　　a．表层钻进以吊打为主。确保表层打直，井斜控制在1°以内。

b．松散地层钻进，严禁定点长时间大排量循环，造成井眼不规范。

c.二开前，应先校正天车、转盘、井口三点一线。按要求安装好第二次开钻的井口装置。保证井口端正垂直。固井后套管和转盘对正。全井设备必须进行带负荷试运转，确保设备台台运转正常。

d.二次开钻按设计的钻具组合，钻井参数。采用低钻压，低泵量，低转速，吊打水泥塞，钻头出套管鞋应仍以30KN钻压，待下井钻铤全部进入新井眼后，方可按设计钻井参数进行正常钻进。

e.二次开钻后，必须做好防斜、防卡、防漏“三防”工作，注意防掉、防碰、防顿、防断等安全措施。

指重表必须灵敏可靠，严格按设计钻压加压钻进。

送钻必须均匀，钻遇地层交界面或不整合面时，应及时调整钻井参数。

严格按“钻井工程技术操作”要求施工，防止各类卡钻事故发生。

钻井液性能必须符合设计要求，加强泥浆净化工作，维护好井壁稳定，防止缩径与坍塌。

对付井漏坚持以预防为主的原则。

第一，确定合理的钻井液性能：对于地层松软、压力低的浅井段，采用大直径钻头钻进时，应选用低密度、高粘切钻井液，以增大漏失阻力，防止井漏；对于深井的高压小井眼井段或深井压力敏感井段，应选用低粘切钻井液，以降低环空循环压耗，防止井漏。

第二，确定合理钻井参数与钻具结构：在满足携带岩屑的前提下，尽可能降低钻井液排量；降低钻井液滤失量，改善滤饼质量，防止形成厚滤饼而引起环空间隙缩小；在易漏地层钻进时，应控制钻压，适当降低机械钻速，力求环空钻屑浓度小于5%，降低实际环空钻井液密度。

第三，钻进工程措施：下钻、接单根或下套管时控制下放速度，防止压裂地层；开泵循环时，应采用“先钻动后开泵、小排量、缓慢开泵”的原则；勤划眼，划眼时应小排量缓慢开泵，并控制划眼速度；钻进中，必须严密监视井口钻井液返出情况，及时准确判断井下情况；钻进过程中必须认真观察泵压、钻压、悬重变化情况，若泵压突然下降，钻压加不上去，应立即起钻并及时汇报情况分析原因。

第五，一旦发现井漏，应立即起钻，边起钻边吊灌泥浆；采集有关井漏资料（井漏深度、井漏量）等，迅速采取堵漏措施。

f.认真做好短程起下钻、通井、循环泥浆等工作，以保证井内安全。

g.钻进过程中，严格执行公司制定的岗位责任制度。　

5、钻井液性能与维护处理措施，热储层保护措施：　

a.全井采用优质低固相钾基聚合物泥浆液护壁。

b.钻进中，随时观测泥浆性能，对泥浆性能进行日常维护。

d.严禁泥浆中加入有损于水层的药品。

e．为了保证泥浆质量，由井队质检员与泥浆工程师对各班泥浆性能进行监督检查，发现问题及时纠正。

　　6、入井管材的质量标准与保证措施：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

a．所有管材必须有认证机构的材质检验单。

b．管材进场后由井队质检员按照材质检验单对逐根管材的数量、标牌、管材钢级、批号等全部进行检查。

c．套管下入前，认真进行丝扣清洗、通径、丈量、记录。井场内必须有一定数量的备用套管。

　　7、固井、止水的质量要求与保证措施：

a.为确保固井质量，采用G级油井水泥与专用固井车对表层套管外环状间隙全段封固，使固井水泥返出至地面，同时为保证固井质量，固井水泥浆的平均密度1.70~1.*5g/㎝3。

b.止水器采用特殊橡胶材料制成复合型联体伞式止水器。为了保证止水质量，对止水器制作、检查、运输、连接与下入深度校对从井队到班组都有专人负责，分工明确，责任到人。　

*、地球物理测井质量保证措施：

a．严格按地球物理测井规范要求执行测井。

b．测井地面控制及记录设备要求使用数控测井仪，具有现场刻度、数据采集、现场数据处理及显示特征等功能。

c．深度误差：测井前检测并调整电缆长度计量（滑）轮的周长（或直径），确保测井深度的独立性和可信性。表层套管套管鞋的测井深度与钻井丈量深度之间的误差应不超过±0.5m。

d．测井速度应按规范控制在一定速度内。算准零长和深度延迟值，确保曲线深度正确和仪器串内各条曲线的深度一致。

e．对井场监视测井曲线图基本要求测井曲线图上印有主刻度、测井后进行现场刻度检验记录。各种曲线都要有50m以上井段的重复检查测量。

f．测井曲线没有畸变，没有与井下条件无关的零值和负值。

g．除井温测井外,应自下而上测量。

9、洗井质量保证措施：

a．洗井前应安装好防喷阀门。

b.油管（风管）下井前，应用15m以上的钢卷尺进行逐根丈量。

c．油管下至预定深度前，试运行空压机不小于2小时，以保证在高压空压机洗井时设备正常运转。

d．高压气举管线应连接牢固。

e．高压空气压缩机洗井前，对气举管线试压，试压压力为工作压力的1.5倍，稳压5min不刺不漏为合格，如管线试压刺漏，应立即停压风机，查明原因处理后，再进行试压至合格。后方可进行下一项工作。

f．洗井作业期间，严禁私自关停压风机。

g．洗井过程中，应确保提升动力设备正常运转。

h．洗井工作在达到水清砂净后，采用自流或潜水电泵进行试抽（放）水试验，抽放水前测定稳定静水头后，方可进入正式抽（放）水试验阶段。

10、试水质量、成果要求及保证措施：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

a.为了保证试水质量，我们正式作抽（放）水试验之前，要保证洗井达标后，先进行初始水头测定工作。待初始水头稳定2小时后再进行三个落程抽（放）水试验。抽（放）水试验顺序采用由大到小，或由小到大均可，视具体情况而定，分别稳定48h、24h、8h。待大落程抽水结束前2小时，进行取分析水样。大落程抽水结束或三个落程结束后进行恢复水位监测。

b.为保证抽（放）水试验质量，试验过程中，按规范要求，观测涌水量变化，涌水量读数误差不超过3%，同时观测水位（压力）温度变化，温度观测读数应准确到0.5℃；水位观测精确到厘米。

　　c.抽（放）水试验每班至少有三人值班，一人观测水位，一人观测出水量与水温，一人负责管理设备运转；水位、水量应同步观测。

　　11、完井质量保证措施（资料提交、现场整理等）：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

为了保证完井质量，井队由质检员每日收集汇编各班原始班报表，井队长审核校对后，留存资料库。对岩屑、测井资料、入井管串记录、试水记录、各类原始报表、事故报表、井史、完井报告等在互检、自检、专检后及时向甲方汇报，并按要求提供甲方所需资料。

自现场验收结束之日起一个月内向甲方提交成井报告，在编写成井报告之前对原始资料再进行最后全面检查校对。

十四、施工现场安全环保措施

在项目施工中，为了使工程能够安全、文明顺利地开展，创造一个良好的、安全的、文明的施工环境，推动公司施工现场规范化和标准化的管理工作。特制定如下保证措施：

1、施工现场设置警戒线，杜绝闲杂人员进入。

2、进入施工现场人员必须戴安全帽，身着工作服。

3、施工现场内施工实行全封闭管理。项目部办公室、员工宿舍使用活动房，活动房门窗统一刷成白色。

4、施工现场内设备护罩、高处护栏要配备齐全，安装牢靠。

5、施工现场地面要做硬化处理，保持道路畅通。

6、工地不能有积水，要有防止泥浆、污水、废水外流或堵塞下水道集水坑或排水设施。

高速公路施工组织设计[可参考]7、距油料储存处10米范围内严禁烟火。

8、施工现场各种工器具、材料应严格按要求摆放。

10、易燃易爆物品分类隔离存放，抓好施工现场的文明生产，做到工完料尽、场净。

11、在建工程施工作业区、材料摆放区与办公生活区必须明显划分。

12、施工现场执行企业《消防管理制度》，配备相应的灭火器材。

13、建立交接班记录，防止器材丢失，无关人员禁止进入现场。

JTS 304-2-2019标准下载14、施工现场应在危险部位、出入口悬挂安全警示牌。

16、施工现场不得焚烧有毒、有害物质。

17、爱护井场旁边的树木花草及环境卫生。