温泉小镇地热水资源勘查施工方案复习进程Word下载.docx
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大阡背斜
开孔层位
第四系全新统Q4
钻井目的层
震旦系含水层(寒武系含水层)
完钻层位
前震旦系灯影组(寒武系金顶山组)
钻进方法
采用三牙轮钻头全面钻进
完井方法
筛管完井
井身质量
井斜控制不大于10°
(7°
)
2、地层岩性
根据区域地质资料及野外调查成果,工作区出露地层从新到老有第四系(Q);
二叠系上统长兴组(P3c)、上统龙潭组P3l、下统茅口组(P2m)、中统栖霞组(P2q)、梁山组(P2l);
志留系下统韩家店群(S1hn)、下统小河坝组(S1x)、下统龙马溪组(S1l);
奥陶系中上统(O2+3)、下统湄潭组(O1m)、红花园组(O1h)、桐梓组(O1t);
寒武系上统毛田组(∈3m)、上统后坝组(∈3h)。
推测地层有寒武系中统平井组(∈2p)、中统石冷水组(∈2s)、中统高台组(∈2g)、下统清虚洞组(∈1q)、寒武系下统金顶山组(∈1j)、下统明心寺组(∈1m)、下统牛蹄塘组(∈1n);
震旦系上统灯影组(Zbdn);
。
出露地层由新至老分述如下(地层厚度值引自1:
20万南川幅区域水文地质普查报告):
1、第四系(Q):
分布于芙蓉江宽谷中及缓坡、洼地底部地带。
主要为褐色、枯黄色砂质粘土,砂土、砾石为主,厚0~10m。
2、二叠系上统长兴组(P3c):
灰色、深灰色中厚层至块状灰岩含少许燧石团块,厚52~67m。
3、二叠系上统龙潭组(P3l):
上部为灰岩夹页岩,中下部为页岩夹薄层粉砂岩,底部为页岩夹煤层,厚98~148m。
4、二叠系中统茅口组(P2m):
浅灰至深灰色中厚至厚层灰岩及生物碎屑灰岩,含燧石团块,厚240~335m。
5、二叠系中统栖霞组(P2q):
生灰色灰岩及生物碎屑灰岩,含燧石团块,下部夹少许片状灰岩或钙质页岩,厚93~106m。
6、志留系下统韩家店群(S1hn):
黄色、黄绿色、灰绿色页岩夹薄层粉砂岩,偶家灰岩透镜体,厚462m。
7、志留系下统小河坝组(S1x):
上部为页岩及粉砂岩,下部为灰岩、泥质灰岩,厚147m。
8、志留系下统龙马溪组(S1l):
页岩、粉砂岩夹少量泥质灰岩,厚403m。
9、奥陶系中上统(O2+3):
本套地层为下述地层的合并:
(1)五峰组:
黑色碳质页岩、粉砂质页岩,厚3.6~8.1m;
(2)临湘组:
浅灰色中厚层泥质灰岩,具瘤状构造,厚1.8~3.0m;
(3)宝塔组:
灰色中厚至厚层灰岩及生物碎屑灰岩,具龟裂纹构造,厚23~34m;
(4)十字铺组:
灰色中厚至厚层生物碎屑灰岩,厚9~17m。
10、奥陶系下统湄潭组(O1m):
中部为灰色中厚层生物碎屑灰岩,上下部为灰绿色、黄绿色页岩夹粉砂岩,厚305m。
11、奥陶系下统红花园组(O1h):
灰色薄至中厚层生物碎屑灰岩夹少量白云岩,厚60~74m。
12、奥陶系下统桐梓组(O1t):
上部为灰岩夹页岩、粉砂岩,下部为灰岩、生物碎屑灰岩及白云岩,厚168~217m。
13、寒武系上统毛田组(∈3m):
灰、深灰色中厚至厚层灰岩、白云质灰岩与白云岩呈不等厚互层,厚240m。
14、寒武系上统后坝组(∈3h):
浅灰、深灰色中厚至厚层白云岩,厚354m。
15、寒武系中统平井组(∈2p):
灰色中厚至厚层白云岩夹灰岩,厚418m。
16、寒武系中统石冷水组(∈2s):
浅灰、黄灰色中厚层白云岩夹少量粉砂岩及灰岩,厚211m。
17、寒武系中统高台组(∈2g):
上部为灰色中厚至厚层灰岩、白云岩;
下部为灰、灰绿色页岩、粉砂岩夹薄至中厚层灰岩及其透镜体,厚75m。
18、寒武系下统清虚洞组(∈1q):
灰色中厚至厚层灰岩夹白云岩,厚208m。
19、寒武系下统金顶山组(∈1j):
中上部为粉砂质页岩及粉砂质泥岩夹少量灰岩,下部为粉砂质页岩及页岩,厚147m。
20、寒武系下统明心寺组(∈1m):
石英砂岩、粉砂质页岩、泥岩夹条带状灰岩,厚264m。
21、寒武系下统牛蹄塘组(∈1n):
碳质页岩,下部为硅质岩夹含磷结核。
厚56m。
22、震旦系上统灯影组(Zbdn):
顶为浅灰、灰色厚层粗粒白云岩;
下部为浅灰、灰白色厚层细至中粒白云岩,含燧石条带。
厚450m。
23、南华系南沱组(Pt32cn):
上部为黑色页岩、泥岩、泥质白云岩,局部夹磷块岩;
下部为紫红色、灰绿色冰碛砾岩。
厚200m。
24、前震旦系上统板溪群(Ptbnbq):
紫红色、浅灰白色变余凝灰岩,偶有板岩。
(二)钻井结构设计
1、表管用Φ400mm钻头钻至井深20m左右,进入稳定岩层,下入Φ339mm套管P.O42.5级水泥固井,水泥返出地面。
2、一开用Φ311.2mm钻头钻至井深400m左右于坚硬岩石上选择固井,下入壁厚8.94mmΦ244.5mmJ55石油套管用P.O42.5级水泥固井,水泥返出地面。
3、二开用Φ215.9mm钻头钻至井深1700m(1000m)左右下入壁厚8.05mmΦ177.8mmJ55石油套管,与一开套管重叠20-30m,用P.O42.5级水泥固井。
4、三开用Φ152.4mm钻进,钻至井深2560m(1750m)*左右下入壁厚6.43mmΦ127mmJ55石油套管,与二开套管重叠20-30m,根据出水情况排设筛管
井深结构示意图
(三)钻井水文地质要求
1、岩屑录井
(1)录井间距:
全井段每钻进5m取岩屑样一件,取样重量不少于500g。
岩屑袋按井深自上而下顺序排列、装箱。
钻遇特殊地层井段应加密2m取样。
(2)每钻进100m测量一次岩屑迟到时间,确保岩屑真实性和代表性。
(3)岩屑的观测应采用现场肉眼观测为主,辅以简易工具和化学试剂,力求准确。
2、钻速录井
在钻井过程中,要求真实、准确地进行钻速(时)录井,以便掌握钻井情况和岩性变化情况。
3、简易水文地质观测
(1)与采样同步观测井口泥浆温度、粘度变化及漏失量,并做好观测记录。
(2)详细记录钻探过程中发生的如漏水、涌砂、漏浆(漏失量)、逸气、卡钻、掉块、钻时变化等异常现象的井深、岩性和层位。
(3)井温观测与岩屑录井同步进行(井口钻井液温度),全井段每5米测一次,记录要作为原始资料保存。
4、钻井液消耗量观测
(1)钻井过程每2小时观测记录一次钻井液箱液面的升降变化,相应换算出溢流(漏失)量。
(2)区分正常(加水、添加剂、除砂和钻井容积增加引起的)变化和异常(地质因素引起的)变化。
(3)遇钻井液箱液面下降异常变化时,应首先注意检查循环系统有无漏失。
(4)遇地质因素引起液面异常升降时,应加密观测次数,准确记录各种参数。
5、抽(放)水试验及水质分析
终孔后进行一次最大降深抽(放)水试验,测得水量及温度。
(1)洗井:
抽(放)水前必须洗井,直至水清砂净。
(2)抽水设备:
采用深井泵抽水。
在最大降深抽水试验结束前采取水样进行水质分析。
(四)钻井技术要求
1、钻井井斜
一开固井前应进行一次物探测井,井斜要求不大于2°
;
二开固井前应进行一次物探测井,井斜要求不大于7°
,完井不大于10°
)。
2、物探测井
物探测井主要有:
井温、井径、井斜、电阻率、自然电位等项目指标进行测试。
3、孔深校正
每钻进至换径和终孔后应校正井深。
校正井深误差不大于1‰。
三、钻井施工方案及技术措施
按照《地热钻探技术规程》(DZ0260-2014)、《地热水资源地质勘查规范》(GB11615-2010)、《钻井技术操作规程》(Q/CNPC-CY97-2005)、《地质勘探安全规程》(AQ2004-2005)、《水文地质钻探规程》(DZ/T0148-1994)等技术规范、相关规程进行钻井施工。
(一)钻探设备配置情况
选用的钻井设备仪器,必须满足和保证本工程施工进度计划、本工程工作量、工程质量、工程项目施工工艺的要求。
该项目钻井设备选用先进RPS3000型水文钻机。
表3-1RPS3000型地热钻机及配套设备材料表
序号
名称
型号
单位
数量
备注
1
钻机
RPS3000
台
张家口
2
柴油机动力组
6135
钻机动力
3
钻塔
A型(2.2m)高底座
部
1(31m)
4
游动大钩
125T
5
水龙头
CH125T
组
6
方钻杆
133×
1200mm
7
高压胶管
35MPa
根
1(18m)
8
风压机
2MPa
9
储气罐
10立方
套
10
称重表
150T
油田专用
11
泥浆泵
3NB1000
12
济柴柴油机
12V190
泥浆泵动力(济柴)
13
钻杆
¢127mm/¢89mm
米
3500
15
钻铤
¢229mm/¢203mm
¢178mm/¢159mm/
¢121mm
400
18
吊环
250T单臂
19
吊卡
18度127mm250T
20
B型吊钳
120-245mm
21
发电机
100KW
备用
22
柴油机
6105
发电机动力
23
泥浆罐
38立方
24
直线振动筛
ZS-C88
25
泥浆搅拌机
立式
普通电机带动
26
钻头
各种尺寸类型
根据施工现场情况配置
(二)井身结构设计
表3-2井眼结构数据表
开钻顺序
套管
水泥返至井深(m)
直径(mm)
钻深(m)
外径(mm)
下深(m)
三开套管根据出水情况排设筛管
表管
339
地面
一开
311.2
244.5
399
二开
215.9
1700(1000)
177.8
重叠20-30m
三开
152.4
2560(1750)
127
(三)井身质量要求
在钻探施工过程中,认真控制井眼轨迹和做好井斜预防工作,井斜度最大不超过10°
(10°
),井斜不能影响钻具、套管入井;
钻探深度应在换径时用钻柱丈量长度校正,允许误差为1‰,超标应以校正测量数据为准更正;
超标严重应重复校正,在钻探施工过程中,认真控制井眼轨迹和做好井斜预防工作,保证井斜角在设计允许范围。
(四)钻井工艺设计与技术措施
1、复杂情况预防及处理措施
本井根据地质设计钻遇地层,钻井过程中将对井漏、井斜、防塌、防卡等问题。
现就有关情况及技术措施分述如下:
(1)防斜
1)天车、转盘、井口在同一直线上,最大偏差不大于10mm。
2)开钻前认真分析地质情况,了解和掌握地层自然造斜规律,做到心中有数。
3)按工程设计中的钻井参数组织施工。
钻压大小根据地层由软变硬逐渐增加,钻压值的大小,既要符合理论防斜原理,又应符合完钻井身质量要求,一般不超过钻铤重量的80%。
4)司钻(副司钻)是防斜技术措施直接执行者,要做到均匀送钻,平稳操作。
a.一开接好钻头后,座好方补心,启动转盘,开泵下放钻头接触井底,把井眼开正领直。
b.二开钻头出套管鞋接触新地层也应按上述程序操作,避免把井眼开斜。
c.二开快速钻进阶段应坚持轻压吊打,保持钻柱垂直,以水力作用为主破碎地层。
待钻铤全部出套管后再根据设计参数,逐步提高钻压值。
d.及时校正指重表,保证所加钻压准确。
e.钻进软硬交错地层要做到:
地层软变硬,钻压重变轻,找中打窝窝,加压再钻进,地层硬变软,提起到步步跟着走,加压要均匀。
(2)防塌
成井过程中的防塌工作比较突出,应从钻井液防塌性能及钻井工艺的完善,钻井措施、钻井过程中各个环节综合管理入手。
强调应做到以下几点:
1)加强地层压力检测及邻井资料对比,调整好钻井液密度,搞好平衡钻进。
选用防塌性能力强的钻井液体系,维护好泥浆性能,控制失水量,搞好泥饼质量。
2)加强生产技术管理,设计好排量和转速,维护好钻具,起钻时及时灌浆,严格控制好起下钻速度。
3)加强现场钻井液管理工作,严防维护不到位,测试不及时、操作出纰漏等人为因素影响钻井液质量。
(3)防漏
加强地层压力和破压随钻检测,确定合适的井浆密度,防止压漏地层。
长裸眼段分段循环泥浆,控制好下钻速度,防止人为诱发井漏。
维护好钻井液性能,搞好井浆的流动性,避免高粘切带来的压力激动过大,降低循环流动阻力。
(4)防卡
井口操作防止掉物,工具及物件必须安全可靠,有损坏者不可井口使用,易滑着者必须把持或拴固牢靠。
井下出现掉块现象时,要及时调整好钻井液性能,控制其严重程度。
遵守操作规程和复杂情况处理原则,针对井下遇卡性质采取正确的应对措施。
液力设备切记带病工作,必须保持足够的钻井液环空返速,保证井眼内清洁无沉砂。
钻井液要具有良好的润滑性,降低钻井液摩阻系数,减小对钻具的磨损和确保井内的安全。
(5)防钻头磨损、钻具折断
该地层可钻性一般,对钻头、钻具磨损较大。
要防止钻头使用过头,出入井的钻头都应认真的检查。
按设计选用钻头,进行出井钻头磨损分析,力求入井钻头技术性能与地层对路。
钻具上扣要紧,丝扣油要保证质量、涂抹均与;
井口加强钻具检查,发现磨损严重,外径磨损与丝扣磨损大于规定值的钻具坚决换掉。
钻铤量要加足,钻压值不得大于钻铤钻井内悬重重量的80%。
软、硬、研磨性地层变化时,及时调整钻井液参数。
2、施工重点及注意事项
(1)施工期间应借鉴邻井钻井地质小结,加强技术分析与研究,拟定各阶段的施工技术措施。
(2)施工井队必须严格遵守《钻井工程技术规范、标准、条例》等各项技术规定,力争工程质量达到优良等级。
(3)天车、转盘、井口在同一直线上,最大偏差不大于10mm。
(4)钻前要求对设备安装、调试准备充分,后勤物资供应有保障,井队岗位人员配置合理,保证钻井连续施工作业。
(5)加强井控设备的维修保养,落实具体的井控技术措施,重视非高压条件的井控安全作业。
(6)加强地层压力的检测,搞好平衡钻井和井控工作,注意地热水的发现和保护,防止污染水层。
(7)施工中重视地面环境保护,设置有效的排污池,减少环境污染。
3、钻具组合设计
(1)钻具组合形式(见表3-3)
表3-3钻具组合
开钻
程序
井眼尺寸mm
井段
m
钻具组合
Φ400
0~20
Φ400mm合金钻头或牙轮钻头
Φ311.2
20~400
Φ311.3mm钻头+Φ228.6mm钻铤×
2根+Φ203.2mm钻铤×
6根+Φ177.8mm钻铤×
10根+Φ127mmS135钻杆(三牙轮钻进)
常规
钻井
Φ215.9
400~1700(1000)
Φ215.9mm钻头+Φ177.8mm钻铤×
8根+Φ158.8mm钻铤×
12根+Φ127mmS135钻杆(三牙轮钻头)
1750(1000)~2560(1750)
Φ152.4mm钻头+Φ121mm钻铤×
20根+Φ88.9mmS135钻杆(三牙轮钻头)
(2)钻井设计说明
设计选用Φ127mmS135×
9.19mm规格钻杆,经计算校核,其强度满足该井施工要求。
选用的钻具(钻铤、钻杆、配合接头等)满足技术要求,钻具送往现场前按规范进行探伤检查,入井钻具应做到以下几点:
对入井钻具认真检查去、清洗、丈量,并做好尺寸登记。
加强钻具入井管理,上扣扭矩要达到规范要求,上扣紧、涂油均匀,防止刺坏钻具。
入井钻具要定期错扣起钻检查、倒换,改善其使用条件,特别是入井钻铤要仔细检查。
4、钻井液设计
(1)钻井液设计依据
《钻井液技术手册》;
《泥浆工艺学原理》。
(2)钻井液类型及性能设计
为保证安全、顺利完成该井的钻井施工作业,现结合招标文件地层情况和钻井技术要求设计该井钻井液体系(见表3-4)。
表3-4钻井液类型
开钻序号
井径(mm)
井段(m)
钻井液类型
Ф400
低固相聚合物钻井液
Ф311.2
Ф215.9
Ф152.4
1700(1000)~2560(1750)
清水(或聚合物泥浆)或低固相泥浆
1)表管低固相聚合物钻井液
基本配方:
5~6%(膨润土)+烧碱(调节PH)+纯碱(促进坂土水化)+增粘剂+降失水剂+抑制、包被剂
难点提示:
防漏、垮塌、防斜、防卡
2)一开、二开低固相聚合物钻井液
5~6%(膨润土)+烧碱(调节PH)+纯碱(促进坂土水化)+降失水剂+抑制、包被剂+防塌剂+加重剂(根据实际情况)
防漏、防塌、防斜、防卡钻
3)三开400~800m清水(或聚合物泥浆)或低固相泥浆
清水(或聚合物钻井液):
清水+增粘剂
低固相聚合物钻井液体系:
清水+4~5%(膨润土)+NaOH(适量,调节PH值)+增粘剂+包被抑制剂、降失水剂
防涌、防漏、防塌、防斜、防卡钻
钻井液性能设计(见表3-5)
表3-5钻井液性能参数表
井段
一开井段
二开井段
三开井段
钻头直径(mm)
密度(g/cm3)
1.03~1.18
1.05~1.25
1~1.15
漏斗粘度(s)
30~55
30~50
32~45
PH
8~9
8~9.5
含沙量(%)
<5
<1
(3)分段钻井液维护处理措施
维护处理要点
表管阶段:
1)配置膨润土必须是清水,这样更能充分预水化
2)泥浆PH值调至8-9;
3)勤于测定泥浆的性能,把LV-CMC、KPAM复配成胶液以细水长流的方式加入循环液中,以维持泥浆良好性能。
加入补充CMC,使钻井液具有较强的结构力,保持较高的粘度和切力,满足较低返速情况下携带和悬浮岩屑要求,并具有一定的防漏作用;
加入KPAM使钻井液具有较强的抑制性,保持粘土的适当分散、有利于固相控制。
一开阶段:
1)在二开开始扫水泥塞若泥浆污染需转化或配置新浆;
4)钻井中若出现如垮塌等复杂情况,应按一定的比例加入防塌剂,同时严格控制泥浆的失水性能和提高泥浆的流变性能。
二开井段:
1)为了更好的保护好目的层,三开采用清水钻进,若清水钻进不能满足钻井要求,采用聚合物泥浆钻进或低固相泥浆钻进。
2)采用低固相泥浆钻进时,主要是满足钻井中的携岩和井眼稳定效果,把LV-CMC、KPAM复配成胶液以细水长流的方式加入循环液中,以维持泥浆良好性能,保证能安全、快速的完成三开钻井施工。
(4)现场钻井液管理工作
1)提前做好各井段所需的材料计划,做好进场材料的品种、数量、质量的检查和验收工作,杜绝不合格产品入场。
对使用温度有要求的材料,应在包装上标明使用温度的范围。
2)认真检查循环系统,并配备一定数量的固控设备易损件,确保循环系统正常使用。
4、钻头选型及钻井参数设计
(1)钻头选型推荐(见表3-6)
表3-6钻头选型推荐
开次
钻头尺寸mm
进尺
拟选钻头
只数
机械钻速
预测m/h
合金
三牙轮
1300(600)
5(3)
1.5
Φ152.4
860(750)
(2)钻头选型及使用要点
本井钻头选型及设计主要是根据地质设计钻遇地层岩性情况,由此拟定钻头可参考的IADC码;
但也不排除实钻地层与设计出现差异的可能,现场可按钻头选型的基本原则,更变与之适应的钻头型号。
严格按照钻井技术操作规程和牙轮钻头生产厂家说明书的使用
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