地热开采井完井总结报告.docx

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地热开采井完井总结报告

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录目

.....................................................1一、前言.................................................2二、地质部分2

（一）地质构造特征.......................................

3

（二）地层岩性特征.......................................

3（四）热储层特征.........................................

4三、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...............................6（四）钻井施工技术保证措施

...............................................6（五）洗井

.................................................7四、抽水试验7

（一）基本情况...........................................

7

（二）热储水文地质参数的计算.............................

8...........................................（三）水质分析0....................................................1五、结论1......................................1附图：

井身结构示意图21附表一：

表层套管记录........................................

31附表二：

技术套管记录........................................

7......................................1附表三：

抽水试验记录表9........................................1录：

水质分析报告附

卑微如蝼蚁、坚强似大象．

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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，为天津市设计了一采一灌对井开发模宁河县中国水城项目提供供暖及洗浴等方面的需求，实现能源的可持续利用。

式，以达到在利用地热资源的同时有效的保护地热资源，第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，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，实际完1915m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。

井深度1915.55m日由甲乙双反和监理方月316日设备搬迁安装到位，月年本井2010315并且举行了地热井开钻验收合格后进行了钻探技术交底工作，进行了钻前验收，卑微如蝼蚁、坚强似大象．

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典礼。

2010年3月16日采用φ445mm×3A钻头一开，钻至井深406.75m起钻,下入φ339.7mm表层套管396.60m，下入深度400.90m，然后固井，固井水泥用量20t，水泥浆平均密度1.86。

2010年3月22日二开开钻，二开采用φ241.3mm×3A钻头钻进，4月2日钻至井深1915.55m完钻，于当日按设计要求由天津市辽源科技有限公司进行了测井工作，测井项目为：

2.5m视电阻率、自然电位、连续井温、自然伽玛、连续井斜、声波时差。

测量井段401～1915.55m。

4月4日下入φ177.8mm技术套管完井。

φ177.8mm筛管长度为211.30m，下入深度1901.51m。

2010年4月6日开始洗井，油管下至1900m，用泥浆泵把井内泥浆替出，3150MPa压风机及泥浆泵联合气举洗井，洗井8小时洗至砂净，把油管10m然后提至800m用压风机进行气举洗井，洗井8小时至水清砂净。

2010年4月9日进行了三次降深承压完整井稳定流抽水试验工作，潜热水3/h100.4m，水105.50m时，降深32.00m，水量电泵下入深度150m，最大动水位3/h.m。

3.14m63℃，单位出水量为温经甲乙双方和监理方现场验收，各项指标达到合同及设计要求，为优质地热井工程。

二、地质部分

（一）地质构造特征

中国水城地处桥沽地热异常区，其构造位置处于黄骅坳陷北部的北塘凹陷内。

北塘凹陷北以大吨—汉沽断裂为界，南以海河断裂为界，西以沧东断裂为界。

北塘凹陷分布在宁车沽以西地区，，构造上位于茶淀断裂以西，沧东断裂以东，汉沽断裂以南。

在于1井东西两侧有两个次一级凹陷，中生界埋藏深度约3000—4000m，本井位于北塘凹陷的西部，附近主要断裂有沧东断裂和茶淀断裂，两条断裂特征分述如下：

1、沧东断裂

沧东断裂总体走向为北北东向，倾向南东东，倾角50—70度，是典型的生长断层，根据滨海地区地热普查资料，该断裂对滨海以南的馆陶组热储层有明显的控制作用，但对海河以北的馆陶组热储层有无控制作用无充分的依据。

2、茶淀断裂

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茶淀断裂为走向北北东，倾向南东东的正断层，该断裂由两条同向断层组成，靠东侧的为主断裂，断层落差为北大南小，并向西南方向延伸及消失。

（二）地层岩性特征

根据本井实际钻探及测井解释资料,结合本区已有地热井资料，综合分析研究，本井及附近地区地层如下：

1、第四系平原组（Q）地层：

底界埋深498m，厚度498m。

岩性特征：

为河流相沉积，由浅黄、灰黄、棕红色粘土、亚粘土、亚砂土和砂层组成，结构松散，与下伏明化镇地层呈假整合接触。

2、上第三系明化镇组（Nm）地层：

底界埋深1500m，厚度1002m。

岩性特征：

上段：

为棕红色、浅棕红色泥岩与浅灰黄色、浅灰白色砂岩、含砾粗砂岩呈不等厚互层。

泥岩质纯、造浆，砂岩主要成分为石英、长石，松散，未成岩。

本层段砂岩单层厚度大，一般为10-40m，并且比较集中，砂岩厚度大于50%。

下段：

为浅黄色、浅棕色大段泥岩，间夹浅灰色、浅灰黄色砂岩，泥岩质纯，含少量钙质结核。

砂岩多为细砂或细粉砂岩，泥质胶结，砂层单层厚度10-25m，砂层厚度在40%左右。

与下伏馆陶组地层呈整合接触。

3、上第三系馆陶组（Ng）地层：

底界埋深1881m，厚度381m。

岩性特征：

上部以灰白色、浅灰色粉砂岩为主，夹紫红色泥岩。

中部为大段紫红色泥岩，间夹薄层浅灰色砂岩，下部以灰色、灰绿色泥质砂岩、灰白色含砾粉砂岩为主，夹紫红色泥岩，底部为含泥质砾岩。

本地层上部和下部主要以砂岩、含砾砂岩及含泥质砾岩为主，单层厚度大，可达50-70m，砂岩厚度在50%左右。

与下部地层呈角度不整合接触。

4、下第三系东营组（Ed）地层：

钻凿深度1915.55（未穿），钻凿厚度34.55m。

岩性特征：

为棕色泥岩为主。

（四）热储层特征

本区广泛发育上第三系孔隙型热储层，上第三系孔隙型热储层可分为明化镇组热流体储集层和馆陶组热流体储集层两层。

而馆陶组热流体储集层作为本区地热资源的主要开采热储目的层。

馆陶组热流体储集层在北塘凹陷内广泛分布，其底界深度在1840-1900m左卑微如蝼蚁、坚强似大象．

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右，本井底界深度为1881m，自北向南逐渐变浅。

其盖层平均地温梯度为2.98℃/100m。

热储层岩性主要为灰白色、浅灰色粉砂岩、砂岩、含砾砂岩及含泥质砾3/h100.4m，水105.50m，动水位，降深32.00m，水量岩。

本井静水位为73.50m温63℃。

本区目前仅有本组对井，现阶段未形成集中开采，因此具有较大的开采潜力。

三、钻井施工部分

（一）钻进施工

该井为直型井，在钻井过程中，为保证井身质量，严格按照施工设计进行施工，钻进时，轻压吊打，确保了井孔居中，保证表层套管垂直下入,并且根据地层岩性特征及时调整钻井参数和泥浆性能，保证顺利测井和技术套筛管的下入。

通过连续测斜数据可以看出：

井斜一般在0.5度左右，井身质量达到合同要求。

（二）钻井液

本井一开为保证施工质量，加快钻井进度，采用了优质泥浆材料进行了泥浆的配制，有效的抑制了第四系地层泥浆造浆的效果。

二开也采用了采用了优质泥浆材料进行了泥浆的配制，为保证不发生粘、卡钻事故和井眼坍塌事故，而有利于目的水层的保护，对钻井液性能要求更加严格，对不同地层及时调整泥浆性能，严控了泥浆的比重和含砂量，避免了各种事故的发生。

钻井液基本情况见表一：

钻井液基本情况表表一

密度粘度失水情况井段钻井液类型33/h）

（s）（g/cm（m）

22-331.08-1.17一开水基化学泥浆20-30

1.10-1.15

水基化学泥浆二开

（三）井身结构及固井

一开采用φ445mm三牙轮钻头钻至井深406.75m起钻,下入φ339.7mm表层套管。

套管串组合：

φ339.7mm套管×20.33m＋悬挂短节×0.46m＋φ339.7mm×375.81m，下入深度400.90m。

然后进行了固井工作，固井采用油井水泥，水泥用量20t，水泥浆平均密度1.86，水泥浆返高至地面。

二开采用φ241.3mm三牙轮钻头钻进，钻至井深1915.55m完钻，下入φ卑微如蝼蚁、坚强似大象．

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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

设备名称运转状态型号数量1钻机良好车载钻机ZJ-20

NB-13001泥浆泵良好型良好JZN-21泥浆旋流除砂器

61352

型良好柴油机2000m

钻杆Φ127mmΦ178mm钻铤钻具108m良好，

）

（见表三2、钻井基本数据表三钻井基本数据

天津华恒永清钻井工程中国水城地热开采井井号井队名称有限公司钻井一队4341298mY井位坐标：

X：

20547703m4.5m补心高度完井深度1915m设计井深1915.55m

开钻日期设计决定完钻依据2010.3.16

筛管完井2010.4.2完钻日期完井方法

2010.4.4

上第三系馆陶组（完井日期目的层Ng）

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3.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

～406.75m0

～406.75

1915.55m

钻头直径及型号

Φ450㎜3A

Φ241.3

3A㎜

Φ177.8㎜Φ339.7套管直径㎜9.65㎜壁厚8.05㎜J55

J55钢级

1901.51m

370.10400.90m

～套管下入深度

4、固井情况（见表五）

固井情况表表五

上返高度干水泥干水泥用量密度凝固时间）项目长度（m固井方法3（m）级别（T）（g/cm）（h）

油井396.60

管内固井20

1.86

48

至地面表套

（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

3150MPa10m压1900m本井洗井风管下至，用泥浆泵把井内泥浆替出，然后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。

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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：

165m

3、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，3/d（27.89L/s），井32.00m，涌水量为2409.6m，稳定动水位埋深105.50m降深为口水温为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3/d（22.22L/s），井口水温为1920m63℃；第三落程抽水深为24.50m，涌水量为延续时间8.5小时，稳定动水位埋深88.50m，降深为15.00m，涌水量为3/d（13.89L/s），井口水温为63℃。

恢复水位测得热水头高度为73.50m。

1200m

（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）

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式中：

）K—渗透系数（m/d3）/dQ－涌水量（m（m）－含水层厚度m（m）－抽水水位降深s（m）－影响半径R（m）－抽水井半径r:

各参数取值如下333，（s）32.00m/d，1920m水位降深/d，（Q）1200m涌水量（Q）2409.6mQ/d，（）1213（r）0.08m。

，含水层厚度（m）165m，抽水井半径（s）24.50m，（s）15.00m32，，R=112.08m计算求得：

影响半径为R=244.13m，R=187.52m321=0.5583m/dK=0.5858m/d，K渗透系数=0.5820m/d，K321。

平均渗透系数K=0.5754m/d：

中国水城地热开采井抽水试验曲线图，表六：

中国水城地热2其成果见图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。

不可无限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，但是，地热利用应综合进行，以致资源枯竭。

同时，制掠夺性开采，造成水位下降过快，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，送天津市汉沽区疾病预防控制中心进行水质5kg月12日，取样2010年4688水质分析结果主要数据为：

总矿化度为日得到检验报告。

分析检验，4月15。

8.05（见附录：

水质分析报告）PHCaCOmg/l，总硬度为16mg/l（以计），值3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《生活饮用水卫生标准》的规定，其余所检项目符合规定。

热符合GB5749-2006）之第一类、第二类—1996GB8978水中有害成分均低于《污水综合排放标准》（污染物“最高允许排放浓度”标准，符合国标要求。

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中国水城地热开采井抽水试验成果表表六

项目试验结果1500.01881.00

抽水试验层段

165.00储水层总厚度0.08（m）抽水井半S2抽水降深次S1S3

15.0032.0024.50水位降12002409.61920涌水/0.926单位涌水L/s.0.8720.907

8.525抽水时（h）16.5

82416抽水稳定时（h）

63）6363水0.55830.5858渗透系（m/d）0.5820

112.08

影响半（m）

187.52

244.13

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100

3/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。

m

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。

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附图：

井身结构示意图

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附表一：

表层套管记录

序类型号1套管套2管3悬挂短节管4套5管套管套67套管套管89套管套10管管11套套12管13套管管14套15套管套管16管17套套18管套管1920套管管21套22套管23套管套管2425套管26套管27套管套28管套管2930套管套管31套管3233套管34套管管套3536套管套补距37

规（339.7339.7339.7339.7339.7339.7339.7339.7339.7339.7339.7339.7339.7339.7339.7339.7339.7339.7339.7339.7339.7339.7339.7339.7339.7339.7339.7339.7339.7339.7339.7339.7339.7339.7339.7339.7339.7

mm

格）

单根长度

（9.5010.830.4611.6210.8010.699.9111.6011.3811.3311.3611.6411.3911.2411.5811.7811.3711.0511.0011.5811.7011.9412.0911.2811.6611.3811.5411.4711.6711.2911.4211.6411.4311.5011.4311.054.30

m）

累计长度（20.3320.7932.4143.2153.9063.8175.4186.7998.12109.48121.12132.51143.75155.33167.11178.48189.53200.53212.11223.81235.75247.84259.12270.78282.16293.70305.17316.84328.13339.55351.19362.62374.12385.55396.60400.90

m9.50

）

下入深度

（400.90391.40380.57380.11368.49357.69347.00337.09325.49314.11302.78291.42279.78268.39257.15245.57233.79222.42211.37200.37188.79177.09165.15153.06141.78130.12118.74107.2095.7384.0672.7761.3549.7138.2826.7815.354.30

m0

）

表层套管全部为

9.65mm

备J55

，壁厚

注