地热资源勘查方法及地热钻探施工技术

发表时间:2020/6/29   来源:《基层建设》2020年第7期   作者:张小虎
[导读] 摘要:随着时代的发展,地热资源这种绿色新型能源的应用越来越广泛,但是地热资源勘查工作属于高危职业,所以需要对其勘查的主要方法以及地热钻探中常见的施工技术进行充分的掌握,以保证施工的安全性、稳定性。
        山东省地矿工程勘察院  山东济南  071000
        摘要:随着时代的发展,地热资源这种绿色新型能源的应用越来越广泛,但是地热资源勘查工作属于高危职业,所以需要对其勘查的主要方法以及地热钻探中常见的施工技术进行充分的掌握,以保证施工的安全性、稳定性。对此,文章针对地热资源勘查方法及地热钻探施工技术展开了论述。
        关键词:地热资源;勘查方法;钻探施工;技术
        引言
        地热资源是当前时代发展中,人们能够经济地对地球内部的各种能量进行利用的有用组分,比如地热能、地热流体等。地热资源包括的内容是多样化的,其中主要被人们所利用的有天然温泉以及在热泵技术下获得开采并利用的浅层地热能等地热资源。
        1.地热资源勘查的主要方法
        应用于地热资源勘查的方法有很多种,主要体现在以下几个方面。⑴收集资料以及二次开发的方式:这一勘查方式主要是通过对勘查区域的地质、地热、地温异常、地震活动、社会需求以及社会环境等方面的资料进行相应的收集与整理的方式。⑵地质调查方式:这种方式需要对勘查区内与地热勘查相关的地层岩性、组合,与勘查地热形成条件等内容进行查明。⑶实测地层剖面方式:这种方式主要是通过对地质剖面测面实施的详细查明以及对勘查区岩层厚度的勘查,并建立起相应的勘查区地层系列的标志层,这样能够为相应的勘查区域在设计地热勘探孔的时候提供重要的依据。⑷地球物理勘探方式:这种方式主要是通过对物探仪器的充分利用,来实现对地温、R法测量等地表热异具体分布的寻找,通过对GDP-32可控源音频大地电磁测深、V8、三维地震等仪器的适应,将拟勘探区深部构造的实际发育情况进行查明。⑸地热钻探的方式:钻探的这种方法主要是实现对物探解译成果进行验证的,通常是对钻孔来进行利用实施测井、降压试验以及产能等方面的试验,进而求取相关的参数,步入水文地质参数、地热参数等。
        2. 地热资源勘查地热钻探中常见的施工技术
        2.1适用于不同种类钻进施工技术的地层
        钻进施工技术能够适应的地层是多样化的,其中应用于松软地层的钻进技术可选用钻井液回转这种钻进方式,当应用于较硬地层的时候,可以选用的钻进方式更多,比如钻井液回转、气动潜孔锤以及气举反循环等钻进方式,而处于热储开采阶段的时候可选用的钻进方式有钻井液回转、空气、泡沫以及气举反循环等钻进的方式。
        2.2常规钻进液回转钻进技术的应用
        这种钻进技术在实际应用的时候,需要注意钻压、转速、泵量等环节的控制。当常规钻进液回转钻进方式在施工中应用时,应该满足众多要求,具体有以下几个操作内容的要求:⑴当实施钻进的时候需要进行加压的时候,应该利用钻铤来实施相应的加压环节,在对钻铤总重量进行计算的时候,需要按照实际钻压值的1.3倍来进行相应的估算。⑵在进行钻头类型以及尺寸选择的时候,应该注意的是要与所钻的地层、孔径等环节之间相适应。⑶在接单根钻杆下方放置钻具之前,应该注意的是先进行开泵,然后启动回转器,之后才能将钻具下放到相应的井底,并且逐渐开始加压实施钻进。⑷在钻井液的性能方面需要始终保持良好性,必须保持孔内的清洁性、孔壁的稳定性,以避免卡顿、埋钻等事故的发生。

⑸在实施正常钻进的时候,要求操作过程的平稳性,需要能够均匀的给进,不能在钻进的时候出现猛放猛压的现象。⑹在钻进的时候遇到泥岩井阶段的时候,如果出现钻速明显下降的现象,可以适当的将钻压进行提高,并使转速降低;如果钻进的时候遇到了硬夹层,并且发生了轻微蹩钻的现象时,可以适当的将钻压进行一定程度的降低,同时将钻速进行降低;当钻进的时候遇到卵砾石、破碎带的时候,应当将钻压进行调整,适当的使转速进行降低,以避免钻头在井底出现跳动、剧烈震动以及蹩车的现象。
        2.3气动潜孔锤钻进技术的应用
        在采用气动潜孔锤钻进技术进行施工的时候,应该主要的是要将供气量、供气压力、钻压、转速等环节的钻进参数进行良好的控制。在实际钻进施工的时候,需要注意的是应该满足以下几个施工要求:⑴在实施气动潜孔锤钻进加接钻杆的时候,应该注意的是需要对被加接钻杆内进行检查,以保证其内没有堵塞物。⑵在使用气动潜孔锤实施钻进的时候,需要注意的是不能直接将钻具下放置孔底位置,需要将钻具下放至距孔底0.5m左右的位置时,再开始进行送气,等到气畅通之后,才能够慢速的实施回转并将钻具进行下降。⑶在采用气动潜孔锤钻进技术实施钻进的时候,如果发现存在蹩泵、潜孔锤停止冲击等问题的时候,并经过上下窜动钻具、调整气量等方式却依然无效的时候,应该对提钻进行检查。⑷在采用气动潜孔锤钻进技术实施钻进施工的时候,应该注意的是随时对气压变化的实际情况进行观察。如果出现压力突然下降的现象,那么应该是钻杆、冲击器活塞、钻头等出现折断或接头漏气等问题,应该对钻具实施相应的检修工作。
        2.4气举反循环钻进技术的应用
        气举反循环钻进技术在施工中使用时,涉及到的参数是比较多的,主要有以下几个参数值:⑴沉没比:这个参数主要是指气水混合器埋入水下时的深度与汽水混合器至气水龙头顶端出口位置距离之间的比值,通常这个比之会大于0.5。⑵气压值:通常情况下供气压力会超过0.6MPa。⑶供气量:一般气、水的混合比范围在1.4~1.7之间,当流体上的返速度为3~4m/s的时候,气举反循环才能够达到最佳的排渣效果,通常情况下供气量会大于等于6m3/min。⑷钻压值:一般钻头直径单位长度的压力基本上为0.06~0.12kN/mm。⑸转速:大多转速的范围值在40~80r/min之间。
        结束语
        总而言之,地热资源已经得到了很大程度的应用,但是对其实施勘查的时候是具有极高的风险性、隐蔽性。因此,在具体实施地热资源施工之前,应该严格依照地热钻探的相关技术规范来具体施工,并及时将相关的参数报表进行记录。地热资源在当前阶段属于一种绿色新能源,结合可持续的发展理念,其应用的实际前景是极为广阔的。
        参考文献
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