地大热能：你真的了解地热钻井-打地热井工作流程吗？

地大热能地热开发利用网讯：地热钻井(geothermal drilling)以勘探或开发地热资源为目的的钻探工作。是工程钻探的一部分。地下热能储量巨大，仅陆地以下地壳中储存的热能就相当于固体燃料、原油和天然气等石化燃料的全部能量的1.3×103倍，是一种开发利用前景广阔的能源。

地热钻井主要有四种类型：分别为地质探井、探采结合井、开采井（生产井）、回灌井。地质探井主要用于了解勘探区有关地层剖面结构、厚度，埋藏深度，以及断裂构造等情况。多用于基本地质情况不明，勘探风险很大的地区。通常采用井径较小的取心钻进，但最好也能进行简单的抽水试验。探采结合井是通过地球物理勘探、资料收集和综合分析，认为勘探区具有地下热储的形成条件，但还有某些重要资料有待查明，多布置钻采结合井。开采井（生产井）是当一个地区已发现了地热田，并且确定了其范围，在地热田范围内按照合理的井距，以开采地热资源为目的的钻井。随着地热田的开发，产水层的水位会逐渐下降。如果水位严重下降，则会对地热田的开发带来威胁，特别是热储层为封存水或开采量明显大于自然补给量的地热田。回灌井（注水井）就是将水回灌到热储层中，以保持热储层的能量和水位，使地热田能够长期稳产。

地热钻井多采用石油钻机或水源钻机，包扩三大系统(提升系统、旋转系统、循环系统）。主要设备有八大件（天车、游动滑车、大钩、水龙头、转盘、绞车、泥浆泵、井架）提升系统包括井架、天车、游动滑车、大钩、吊环、吊卡、绞车等。旋转系统包括转盘、方补心、卡瓦等泥浆循环系统由泥浆池、泥浆泵、水龙头、震动筛、泥浆槽、除砂器、管线等组成。地热井施工的主要工序，有井身设计、钻进、固井、录井、洗井、测井、抽水试验、完井。

井身结构设计内容包括确定套管的层次，各层套管的直径和下入深度；各层套管相应的钻头直径；各层套管外水泥浆的返回高度。应符合优质、快速、安全钻进的原则，满足开采地热时要求，并有利于节约材料，降低成本。

地热井的钻进与油、气、水井钻进相似。不同温度的地热井采用不同的钻进方法。低温地热井多采用牙轮钻头或刮刀钻头全面钻进，钻进工艺与管井钻进工艺相似；中、高温地热井常采用压力平衡钻进，即在井底最小压力与裸眼地层孔隙内流体压力相平衡条件下的钻进，以防止井喷和提高钻进效率；较深地热井多采用综合钻进方法施工，即对非热储层或中、低温热储层采用常规钻进方法，干蒸汽热储层采用干空气、雾化空气、充气泥浆和泡沫钻进(见空气钻进)，深部地层采用潜孔锤(见冲击回转钻进)和金刚石钻头钻进。对中、低温地热井，通常采用搬土一褐煤一苛性钠泥浆，可在井温150℃以内保持稳定。对高温地热井则采用热稳定性、抗盐性、分散性较好的海泡石泥浆、坡缕石。

录井就是在钻井过程中，采用各种方法随时记录各种相关的信息。它是最及时、最直接获取地质资料的重要手段。同时也为安全钻井实施了实时监测。在地热勘察中采用的录井工作主要有：岩屑录井、钻时录井、泥浆录井和井温录井。

固井是指下套管和注水泥封固作业的总称。钻进至设计深度后，下入套管，并注入水泥浆封固套管与井壁之间的环形空间，以封隔易塌、易漏地层和避免含水体地层之间的干扰，为继续钻进和完井创造条件。洗井的目的是破坏和洗去泥浆在井壁形成的泥并。洗井的方法有多种，可分为两大类，即机械洗井和化学药剂洗井。

测井是利用岩层的电化学特性、导电特性、声学特性、放射性等地球物理特性，测量地球物理参数的方法。抽水试验的目的是确定地热井单井出水量、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。抽水试验抽水试验包括降压实验、放喷实验，进行三个落程降深实验。

完井是地热井工程的最后环节，主要指热储层或目的层部位的井身结构的建造。地热井完井有裸眼、衬管和射孔套管完井三种基本方法。

地热钻井虽然比不上航天航空设施那样高精密度，但是它的设计理念与开发利用，也是根据科学原理进行的，而在地热钻井后期，要根据自然规律和开发利用法则，进行全面运维，才能“后顾”无忧。