DB12T 541-2014 中低溫地熱鉆探技術規(guī)程　

DB12DB12/T541—2014中低溫地熱鉆探技術規(guī)程Low-mediumgeothermaldrillingregulations天津市市場和質量監(jiān)督管理委員會發(fā)布I— V VI 1 1 1 13.2地熱井鉆探工作必須遵循的準則 1 1 24.1地熱井類型 24.2地熱井結構 24.2.1地熱井結構內容 24.2.2典型地熱井井身結構型式 24.3鉆井施工設計 24.3.1編制依據(jù) 24.3.2主要內容 24.3.3鉆井施工設計編制與審批 3 3 35.1.1鉆機選擇 35.1.2泥漿泵選擇 35.1.3井架與鉆井平臺選擇 35.1.4鉆井液固控系統(tǒng)選擇 35.1.5井口防噴器選擇 35.2場地作業(yè)要求 3 45.3.1井架安裝 45.3.2鉆機安裝 45.3.3循環(huán)系統(tǒng)安裝 45.3.4安全設施安裝 45.3.5電氣設備安裝 4 56.1鉆井階段及鉆進方法 56.1.1鉆井階段 56.1.2鉆進方法選擇 5II6.2正循環(huán)鉆進工藝 6.2.1鉆具組合一般要求： 6.2.2牙輪鉆頭鉆進 6.3氣舉反循環(huán)鉆進 6.4取心鉆進 6.5.1鉆進操作基本要求 6.5.2牙輪鉆頭使用注意事項 6.5.4氣舉反循環(huán)鉆進注意事項 6.5.5劃眼作業(yè) 6.5.6井控 6.5.7井漏 6.6井身質量要求 7.1鉆井液的選擇 7.2鉆井液的配制 7.2.1鉆井液材料與處理劑 7.2.2鉆井液配制 8.1.1濾水管成井井身結構 8.1.2射孔成井井身結構 8.1.3基巖裂隙型地熱井身結構 8.3測井 8.3.1一般要求 8.3.2測井項目 8.4下管 8.4.1套管質量要求 8.4.2下管前的準備 8.4.3下管方法選擇 8.4.4技術措施與要求 8.5止水固井 8.5.1止水 8.5.2固井 8.6洗井 III— 11.2.1地熱定向井設計原則 11.2.2定向井的軌道類型選擇 11.3.1直井段軌跡控制 11.3.2定向造斜井段控制 11.3.3定向方法 11.3.4測斜要求 11.4.1動力鉆具造斜 11.4.2轉盤鉆造斜 11.4.3造斜施工要求 11.4.4定向井增斜 11.4.5定向井穩(wěn)斜 11.4.6定向井降斜 12.2.1巖屑錄井資料 12.2.2巖屑撈取 12.2.3巖屑處理 12.2.4巖屑描述 13.1.1鉆井事故預防的基本要求 13.1.2鉆井事故處理的基本要求 13.2.1卡鉆事故 13.2.2鉆具事故 13.2.3落物事故 15.2.1井場設備搬遷與安裝安全要求 15.2.6井內事故處理安全規(guī)定 15.2.8安全管理 V—本規(guī)程主要起草人：馬忠平、李振杰、杜檳、楊忠彥、徐云鵬錢洪強、林圣明、朱挺、郭充、李會娟、牟雙喜、孫寶貴VI1本規(guī)程適用于中低溫地熱井鉆探工程，可作為地熱鉆探設計、施工、管理等各項凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有地熱井鉆探工作必須貫徹執(zhí)行先進行可行性論證，再進行3.3.2采用的鉆井工藝技術應避免或減3.3.4要執(zhí)行各項原始資料的記錄與整理工作,提交的資料必須真實、準確。23.3.5本規(guī)程中有些條款只是一般性和原則性的規(guī)定要求，在貫徹執(zhí)行時允許4地熱井類型、結構與施工設計a)濾水管井身結構結較好，可選擇二開井身結構，根據(jù)砂巖的粒徑，選b)射孔井身結構對膠結較好的含水層，可在下管固井后對取水層位進行射孔成井。一般為地熱鉆井施工設計應根據(jù)預測地層、鉆井目的進行編制，并符合相關a)地熱井設計依據(jù)2)鉆井目的與任務。3采集要求、錄井要求、地球物理測井、降壓試驗方案、完井地質資4.3.3.1由專業(yè)地質、鉆探技術人員共同4.3.3.2地熱井施工設計上報地熱主管部門審應根據(jù)鉆遇地層情況選擇井架與鉆井平臺，鉆臺高度應滿足安裝3應根據(jù)預期井口壓力及安裝套管的尺寸來確定，其安全壓力應大于預測井口壓力的45.2.3施工場地形狀及面積應能滿足各類井管、鉆具、泥漿材料、輔助5.2.6井場要確保井架在起升過程中和工作工況時，井架與場地過空的高壓輸電線的5.2.7井架及設備基礎可采用混凝土固定基礎、鋼木活動基礎，其強度必須滿5.3.1.1井架及附屬設施的安裝，應符合5.3.1.2井架的起落作業(yè)，應有專人指揮，各崗人員必須密切5.3.2.1應按照鉆機各部分的安裝順序進5.3.2.2鉆機安裝完畢，應進行試運轉調試，井隊自檢無異常后，報請上級主管部門進行5.3.3.1鉆井液循環(huán)管線的安裝，應滿足鉆井施工各種工況下的作業(yè)工序、流量及5.3.3.2循環(huán)罐、鉆井液攪拌罐、噴射加料斗、振動篩的布置與安裝，應以方便鉆井液配5.3.3.3鉆井液池的容量除應滿足鉆井施工中的正常循環(huán)外，還能足以容納固井作業(yè)時，5.3.4.1井場安全設施包括：避雷器、機械防護罩、安全護欄、三級漏電保護裝置及安全5.3.4.2安全設施的安裝確保規(guī)范、安全5.3.4.3對井場的安全設施、設備，安全員必須對其有效性進行經(jīng)常性的檢查，并督促責55.3.5.1電氣設備、控制開關、連接線路的布置及技術參數(shù)，應滿足施工要求，安全可靠5.3.5.2對井場電氣設備、設施，專業(yè)電工必須對其安全性、可靠性，進行經(jīng)地熱井鉆井階段一般分為一開、二開、三開、四開，極選用銑齒牙輪鉆頭可獲得較高的機械鉆速；在砂礫巖和基巖井段可選66.5.1.1施工中，在鉆頭到達井底前，應先開泵循環(huán)，待井口返出沖洗介質后，慢6.5.1.3在松散地層鉆進，不宜長時間循環(huán)，提下鉆速度不宜過快，提鉆時應向井6.5.1.4鉆進過程中要隨時注意井內情況變化，若出現(xiàn)回轉阻力增大，負荷突變，泵壓不足或蹩泵，6.5.1.5每次提鉆后，應認真檢查鉆頭磨損和變形情況，分析原因，有針對性地調6.5.1.6提鉆遇阻時不準硬拉，要上下6.5.1.7停鉆時鉆具不準在井底停放，必須將鉆具提6.5.1.8下鉆遇阻不能硬壓，采用一沖、二7a)鉆頭的型號和尺寸應與所鉆地層、井徑相適應；b)牙輪轉動靈活，三個牙輪在轉動時不得發(fā)生c)水眼暢通、牙齒完好、焊縫無裂縫及缺陷。a)選用合適的裝卸工具，鉆頭放進裝卸工具時不得猛墩；e)下鉆距井底一個單根左右，應開泵、轉動鉆具、緩慢下放，嚴禁下到井底開泵；6.5.2.3.2鉆進中應隨時分析巖性和鉆頭工作情況，6.5.2.3.3加壓鉆進中，鉆具需要停止轉動時，應待指重表恢復原懸重后，6.5.2.3.4應以鉆頭生產(chǎn)廠家推薦的鉆壓與轉速的乘積為約束條件，不能同時使用a)軸承損壞現(xiàn)象：轉盤出現(xiàn)周期性蹩跳，鉆速下降，泵壓正常而指重表指針有擺動；6.5.2.5.1鉆頭提出卸下后，應填寫標簽，標明入井順序、下入與提出時間、進尺6.5.2.5.3如果不合理磨損嚴重則該型鉆頭不適應所鉆地86.5.2.5.4對于尚可繼續(xù)使用的鉆頭應刷洗干凈，絲扣涂油，并根據(jù)軸承是6.5.3.1下鉆平穩(wěn)。遇阻不能硬壓，采用一沖、二通、三劃眼的辦法，如遇阻井段6.5.3.3加壓鉆進時，注意扭矩變化，隨時6.5.3.4鉆速試驗完畢，即可正常鉆進，鉆進中要確保排量滿足要求。鉆遇泥巖井6.5.3.5送鉆要均勻，防止跳鉆和蹩鉆，不能有超壓、溜6.5.3.6根據(jù)鉆速、扭矩和泵壓的變化，分析判斷井下鉆頭工6.5.3.7鉆頭使用到后期，PDC6.5.3.8在軟地層鉆進，必須具備足夠a)立管壓力明顯上升，進尺較慢；b)地層巖性變化不大，而機械鉆速和轉盤扭矩明c)有連續(xù)蹩鉆現(xiàn)象且沒有進尺；a)下鉆前嚴格檢查雙壁鉆桿密封圈的磨損情況，有破損、漏氣及時更換。a)新鉆頭距井底一個單根時；a)井底以上一個立柱；9b)起下鉆及電測時遇阻遇卡井段；a)一通、二沖、三劃眼；停泵通，大排量沖，小排量劃眼；c)倒劃眼完畢要進行正劃眼，上提、下放鉆柱至無阻卡為止；a)在鉆進施工高壓層，必須安裝井控裝置，包括防噴a)工程措施：c)嚴防壓漏a)采用優(yōu)質鉆井液，要求比重小、粘度高、失水量低；進入碳酸巖地層并在漏失前停鉆，下入套管封閉上部不穩(wěn)定f)鉆進時突然不返泥漿，若上部有不穩(wěn)定地層，則應立即搶提鉆，并向鉆具外環(huán)大排量灌漿。6.5.7.2.1鉆遇非目的熱儲層發(fā)生井漏，可采用添加惰性材料的高切力鉆井液進行6.5.7.2.3漏層施工可采用氣舉反循環(huán)鉆進、泡6.5.7.2.4基巖目的熱儲層發(fā)生井漏，若地層穩(wěn)定可采用清水頂漏鉆進方法。鉆進6.6.1一開井段為泵室段，井斜≤1o。其它井段井斜每百米≤1o,但終孔井斜不能超過鉆井設計要6.7.1井架設備安裝，要求調正、水平、穩(wěn)固，保證天車、轉盤）；6.7.4鉆進軟硬互層的易斜地層，卵礫石層及破碎帶地6.7.5按設計要求及時測斜，發(fā)現(xiàn)井斜征兆及時采取預防措施，使不同7.1.1應依據(jù)地質信息、鉆井工程要求、鄰井資料、熱儲溫度、水源7.1.1.1鉆井液類型，常用的有細分散鉆井液、聚合物鉆井液、堵漏鉆井液3細分散鉆井液≤10≤5細分散鉆井液、聚合物≤8≤5細分散鉆井液、聚合物1.15-1.2≤10≤5泥頁巖坍塌聚合物鉀基鉆井液及加1.2-1.5≤8≤5———≤15≤5≤1基漿≤15≤5a)膨潤土（主要成分是蒙脫石，分為鈣土和鈉土）；b)普通粘土（蒙脫石含量較低，高嶺石或伊利石含量較高）。7.2.2.2鉆井液處理劑用量計算可根據(jù)現(xiàn)a)基漿配制：粘土加水和純堿充分攪拌，水化后方可使用；c)鉆井現(xiàn)場可根據(jù)測試的鉆井液性能指標，選擇處理劑的種類和調整添加量；d)水質對鉆井液性能有重要影響，應選用淡水配制鉆井液(鹽水鉆井液除外)。7.3.5水泥污染的鉆井液應清除其中的有害成分，使7.3.6易漏地層鉆進在保證井壁穩(wěn)定的前提下，可盡量降低鉆井液密7.3.7易塌地層鉆進要嚴格控制濾失量，并加入防塌劑，若井壁仍不7.3.8鈣侵地層鉆進可通過加入純堿清除鈣離子，也可不除鈣控制粘7.3.9一開造漿地層可先用少量清水作為鉆井液，適當添加高分子處7.3.10將排出的廢漿液運至指定地點或排入8.2.1表層套管直徑應滿足下入開采泵的要求，深度應滿足開采量和開采期內相應的8.2.2裂隙巖溶型、裂隙型地熱井一般下管至熱儲層頂部，并采用水泥固井止8.3.1.1測井前應保持鉆井液性能8.3.1.2測井前提鉆要控制速度，防止產(chǎn)生抽汲作用，提鉆無阻力方可測井，否則應通井8.4.2.3對井管逐根通徑檢查，使用石油套管須將絲扣清洗干凈并涂抹絲扣油，如有變形8.4.2.4對下管設備和工具進行檢查，不符合要求的應立即進行修理、調8.4.2.5做好組織、分工，明確下管程序8.4.3.1應根據(jù)下管深度和重量、設備能力以及井管強度、連接方式等條件選擇8.4.3.2地熱井下管方法主要有直接提吊法、浮力塞法和凡爾法。直接提吊法適用于井管井設備的安全負荷，浮力塞法和凡爾法適用于井管總重8.4.3.3采用浮力塞法和凡爾法套管要進行抗擠強度校核，安全系8.4.4.1下管作業(yè)應統(tǒng)一指揮，互相配合8.4.4.2井管下放速度不宜過快，通過復雜地層井段時8.4.4.3下管中途遇阻時不準猛墩硬提，可適當上下提動井管或接方鉆桿開泵循環(huán)，仍無8.4.4.4下管過程中發(fā)現(xiàn)井漏、井塌等現(xiàn)象，應及時提出井管，經(jīng)處理井壁—8.4.4.5井管對接要保證質量，采用焊接時要防止漏焊和砂眼；采用螺紋連接時絲扣要涂8.4.4.6套管下放過程中要時刻注意懸重變化，嚴密監(jiān)控井管懸重、中途遇阻情況等，禁8.4.4.7下管過程中，應盡量縮短井管焊接、對扣時間，以防發(fā)生吸附卡鉆，否則要適8.4.4.9井管下至井底后，套管應處于受拉狀態(tài)，同時要核查井管的安放深度，確保濾水），8.5.1.1孔隙型地熱井一般采用橡膠傘止水，數(shù)量每8.5.1.2裂隙巖溶、裂隙型地熱井一般采用固井方法止水，具體位b)表層固井水泥標號不宜小于P.S.A32.5礦渣硅酸鹽水泥，宜采用水泥漿流動性好的水泥，不8.5.2.2.1固井前應做好水泥漿稠化時間試驗工作，確保施工質8.5.2.2.3注水泥漿前后應泵8.5.2.2.4注水泥漿過程中，應隨時監(jiān)控8.5.2.2.5固井計量一般采用容積法，要準確掌握溶解水量、水泥漿量和替漿量，觀察分8.5.2.2.6固井結束后，應及時清洗有關8.6.1應根據(jù)地熱井類型、水文地質條件、成井工藝、鉆井液類型及井管、濾8.6.2孔隙型大口徑投礫料地熱井宜活塞洗井、潛水泵洗井及8.6.4孔隙型射孔地熱井可直接采用空8.6.5裂隙型基巖地熱井宜采用空壓機氣舉洗井，若水位較深，施工時頂漏鉆進，a)碳酸鹽熱儲層為增加出水量，可進行酸化壓裂增產(chǎn)。c)酸化作業(yè)時，井下要安裝封隔器，井口要安裝采油樹。d)采用氣化水排酸，井內殘液要進行無害化處理（加適量的純堿或片堿＋3-3-＋-a)地熱井鉆進受地面建筑物和設施影響時；b)地質構造特點采用直井不能有效地勘探開發(fā)地c)在遇到井下事故無法處理或者不易處理時。11.2.1.4造斜點應避開復雜地層，選擇地層硬度適11.2.2.2大斜度井、側鉆井井身軌道宜選擇由垂11.2.2.3較深的定向井井身軌道宜選擇由a)定向造斜鉆具下入至造斜點位置；b)單點測斜，測量造斜位置的井斜角，方位角（即井斜、方位）和彎接頭f)定向造斜井斜角在我國東部地區(qū)一般達到8°以上，方位合適，起鉆更換轉盤增斜鉆具鉆進。11.3.3.3無線隨鉆測斜儀（MWD）定向，既可用于井下動力鉆11.3.3.4在有磁干擾環(huán)境條件下（如叢式井）的定11.3.4.2在有磁干擾的環(huán)境中，應以陀螺11.3.4.3斜井段測量井斜、方位、兩測點11.4.2.2扶正器的形式宜采用螺旋式，對11.4.3.2造斜鉆具下井前應按規(guī)定扭矩緊11.4.3.3定向造斜鉆進，要按規(guī)定加L1L2L31.0～1.8——1.0～1.8—1.0～1.89.0～18.09.011.4.4.2.1按照設計鉆井參數(shù)鉆進，均勻送11.4.4.2.3通過調整鉆井參數(shù)改變增斜率，增加鉆壓可11.4.4.2.4更換鉆具，改變近11.4.4.2.9斜井段進行設備檢修，保修時不要長時間L1L2L3L4L50.8～1.24.5～6.09.09.09.01.0～1.83.0～6.09.0～18.09.0～27.0—1.0～1.84.59.0——11.4.5.2.2因地層因素影響，采用穩(wěn)斜鉆具出現(xiàn)降斜c)需要更強的穩(wěn)斜組合，可使用雙扶正器串聯(lián)起來作為近鉆頭扶正器。b)降斜鉆具組合中扶正器的外徑可以較增斜c)按照降斜能力的大小分為強、中、弱三種L1L29.0～27.0—0.811.4.6.2.1降斜段宜簡化下部鉆具組合，減少鉆鋌和扶11.5.1鉆好垂直井段，井斜角≤1030′。11.5.2把好定向造斜關：盡量減小定向造斜段的應≤80?！?0≤80≤40≤50≤65須檢查水眼直徑和水眼內有無鐵屑雜物，保證測斜進行洗樣、曬（或烤）樣、描述、裝袋、入洗巖屑一般要清洗出巖屑本色，對一些固結不好巖屑清洗時c)描述內容：包括顏色、礦物成分、結構、構造、化石及13.1.1.5中途停鉆，應將鉆具上提，必要時直接將鉆13.1.2.1應配備專用處理事故工具，如公錐、母錐、13.1.2.3井內事故的處理一般應由井隊長主13.1.2.4事故處理及時，處理措施要積極、穩(wěn)妥，a)壓差卡鉆；c)鍵槽卡鉆；e)砂橋卡鉆；f)井塌卡鉆；i)水泥卡鉆。a)防止壓差卡鉆的措施序攪拌均勻，然后用泥漿泵泵入到井內預定a)沉砂卡鉆的預防2)確保地面循環(huán)設備運行良好；4)鉆井液要有良好的防塌、攜砂性能；a)鍵槽卡鉆的預防a)機械卡鉆的預防a)砂橋卡鉆的預防2)避免定點循環(huán)泥漿；1)卡鉆初期，可以緩慢開泵，小排量頂通，然后逐漸增大2)采用測卡點爆破松扣技術，取出卡點以上鉆具，然后下震擊器進行打撈；a)井塌卡鉆的預防2)保持適宜的鉆井液密度，有效保持井壁穩(wěn)定；3)鉆井操作上，提高鉆井速度，減少井眼浸泡時間；4)起鉆灌好鉆井液，注意起鉆“拔活塞”現(xiàn)象，保持井內壓力的平衡；和反扣鉆具進行倒扣，取出已套銑過的鉆具，重復以上操作，最后套銑打撈a)泥包卡鉆的預防2)鉆井液應有較好的性能；劑滲透力強，可以軟化破壞泥包，并有效降低接觸面之間的界面張力，2)泡解卡泥漿。解卡泥漿解卡機理大致與解卡劑相a)小井眼卡鉆的預防3)利用測卡點爆破松扣方法，取出卡點以a)水泥卡鉆的預防3)表套、技套盡可能不留口袋；5)鉆水泥塞前處理好鉆井液，使其有較好的防鈣侵能力，并備足處理鈣侵的處理劑。2)水泥凝固時間長，無法進行套銑作業(yè)的，可以考慮采用磨鞋進行磨銑作業(yè)；3)對于水泥掉塊造成卡鉆，可以采用泡鹽酸的方法。a)斷鉆具事故的預防6)科學使用和維護鉆具。a)滑扣事故的預防2)按規(guī)定扭矩對鉆具進行緊扣；3)注意定期更換接頭及方鉆桿保護接頭；4)科學使用和維護鉆具。a)脫扣事故的產(chǎn)生絲扣未損壞，而由于轉盤或鉆柱的反轉或反彈而使鉆具自某a)漲扣事故的產(chǎn)生鉆具在井下受扭矩較大，母扣漲大，甚至漲裂；在卡鉆發(fā)生后，強行轉動鉆具時常a)落物事故的形成a)水溫水量滿足設計要求；e)裸眼成井，每個不同尺寸的套管下至預訂深度，并且固井及試壓滿足設計要求；凡未達到優(yōu)良井要求，但滿足下列要求者，可評定為合格b)進行了降壓試驗并基本取得了符合質量要求的水量、水位、水溫、水質資料者。做好疾病預防工作，及確保飲食和作業(yè)居住15.1.3根據(jù)季節(jié)特點，施工單位應采取防15.2.2.1施工工作人員必須接受15.2.4.2井場用電線路應采用電纜15.2.5.1開鉆前，應對設備安裝情況、安全防護設施及備，指重表、扭矩表、泵壓表等儀表準確靈敏，動力及傳動15.2.7.3井場內應配備足夠數(shù)量的滅火器材，要適15.2.7.4大風、暴雨等惡劣天氣應停止15.2.7.5使用具有腐蝕性鉆井液處16.2.3.3封面應有檔案編號、施工起止日期、16.2.3.5資料應真實、完整、準確，反映鉆井工作特A.2地質部分A.2.1地質構造條件A.2.2地層概況的特征，相互對照，實鉆過程中，巖屑錄井與鉆時錄井更為A.3鉆井施工部分a)設備情況簡介（列表）b)鉆井基本數(shù)據(jù)（列表）c)鉆前工程及設備安裝e)鉆井液基本情況a)寫清準備做單井(或多井)的三個落程的穩(wěn)定流降壓試驗（或長時間非穩(wěn)定流降壓試驗水位通知開發(fā)方來現(xiàn)場采取水樣（一般需要特殊容器和相應A.5結論及建議），），），f)建議務必做好井口保護裝置，應由有相應資質的經(jīng)驗豐富的施工隊伍安裝?！狝.6附圖、附表（全部為復印件，原始a)井身結構示意圖c)降壓試驗原始記錄表鉆井液處理劑碳酸鈉（Na2CO3)氫氧化鈉(NaOH)鈉（Na4P2O7）用水解聚丙烯腈鈉鹽（Na-HPAN）、水解聚丙烯腈鈣鹽用（PAC141）、羥乙基纖維素（HEC）、磺化聚丙烯酰胺鋸末、稻殼碎末、粘土、水泥3—鉆頭類型系列1234567銑齒鉆頭1度，高可12342123431234鑲齒鉆頭4度，高可123451234612347硬地層12348層12343(51/2)J-556.2J-55J-556.2(7)J-55J-55J-555/8)J-55J-553/4)J-55J-55—33/8)J-557.8J-557.8降壓試驗表格QQ(L/s)3/h(L/S)3/h—QQ(L/s)3