地熱鉆井

高溫巖體地熱深鉆施工關鍵技術

  高溫巖體地熱鉆井施工與其他油氣鉆井施工有著本質的區別,其具有以下特點:(1) 高溫巖體地熱井施工對象是火成巖或變質巖,如花崗巖、片麻巖等,硬度較大,可鉆性極差,單軸抗壓強度一般在 200 MPa 以上。高溫高壓下破巖技術有待提高。(2) 施工巖層的環境溫度較高,一般在 250 ℃以上。國外普遍認為,溫度在 350 ℃以上的地熱儲層開發的經濟性才較為明顯,日本曾鉆至 500 ℃的高溫巖體地層。(3) 鉆井深度較大,一般為3 000~6000 m,有時達 10 000 m。鉆井深度的增加,對鉆井工藝和設備提出了新的要求。(4) 井壁圍巖穩定性較差。由于在高溫高壓且深度較大的巖體中施工鉆進過程高溫狀態井壁圍巖遇水極易產生熱破裂及井眼擴大,脫落下來的巖石極易造成卡鉆現象。投入運行后,鉆井圍巖發生流變變形,易造成“縮頸”,擠碎套管等現象。(5) 井漏現象比較嚴重,如西藏羊八井 ZK201 井孔在鉆進施工中,由于鉆經的地層復雜,巖石堅硬,但裂縫、裂隙相當發育,斷層也比較多,鉆進時,從井深十幾米幾乎一直漏到井底。
 
  同時,需要對高溫高壓下高強度巖體破碎理論與鉆井液技術開展基礎研究。
 
  可見,保證高溫巖體地熱開發深鉆施工順利進行的關鍵技術為:(1) 高溫巖體地熱開采鉆井圍巖的穩定性控制技術;(2) 高溫高壓下破巖技術;(3) 高溫高壓鉆井液技術。