地熱井鉆探地質(zhì)勘查
地層復雜。地熱井鉆探大多在第四紀的卵礫層、砂層、黏土層或巖層裂隙中鉆井,這些地層給鉆探工作帶來的問題是坍塌、漏失和不易取心等,故在巖心鉆探中稱為“復雜地層”,即事故多,效率低。目標水層不允許灌漿封孔或嚴格意義的堵漏,鉆進和采心都比較困難。
鉆孔結(jié)構(gòu)復雜。由于要獲得分層的水文地質(zhì)資料或針對不同目標貯熱層,就要求隔斷各含水層之間的水力。因此,下入套管的層次多,鉆孔直徑大,止水要求嚴格,井身結(jié)構(gòu)復雜。
鉆進方法多。由于地層復雜,即使在一個鉆孔中,往往會遇到迥然不同的地層。因此,鉆井工藝多種多樣,如反循環(huán)鉆井法、空氣鉆進法、潛孔錘鉆進法和沖擊鉆進法等。
地熱井鉆探地質(zhì)勘查地質(zhì)巖層因素
通過地熱勘察,對于巖層情況進行分析,勘察該地區(qū)是否具有鉆井條件,比如某地區(qū)土質(zhì)疏松,容易造成塌方,對成井十分不利,強行鉆井,容易導致項目失敗,造成巨大損失。有的地區(qū)地質(zhì)很硬或十分復雜,會給鉆井帶來困難,相應的鉆井成本也會提高,而鉆井的價格也隨之變化。
使用設(shè)備因素
鉆井過程中,核心的設(shè)備就是鉆機。用鐵鍬挖水井和用石油鉆機打萬米井不能同日而語,因此價格也存在很大幅度的不同,耗材及耗能也差距很大,同時,地熱鉆井設(shè)備及防護設(shè)備,隨著地熱開采技術(shù)進步,也在不斷改造更新,新型設(shè)備能夠應付復雜的鉆進工程,優(yōu)化成井質(zhì)量,提高地熱井產(chǎn)量和持久性,但相應的設(shè)備成本也會增加。鉆井人力因素
根據(jù)前期勘察的地質(zhì)地熱情況的不同,就需要采用更高級的設(shè)備和更合理的成井工藝, 并需要工作人員能夠根據(jù)鉆進狀況,隨時進行應對及處理。這就對鉆井工程師、鉆井技術(shù)人員以及鉆井施工人員的經(jīng)驗和技術(shù)水平的要求相應提高了,從而提高地熱鉆井的人力成本,進而影響地熱鉆井價格。
地熱應用因素
地熱井的價格,也受規(guī)劃應用的影響。用于溫泉旅游區(qū)的地熱井,與用于地熱供暖、地熱發(fā)電等中型或大型項目的地熱井,在價格方面是不同的。因為出水量和所需溫度不同,因此所采用的設(shè)備、前期的地熱勘察工作和鉆井工藝的設(shè)計都會有所不同,地熱供暖和地熱發(fā)電要考慮的因素更多,這些也體現(xiàn)在鉆井價格上。
區(qū)域開發(fā)因素
地熱鉆井的價格,也受區(qū)域的影響,比如,在石油廢井進行地熱鉆井,相對成本價格會降低。又或者在某個已經(jīng)勘察好的地熱區(qū)域,前期已經(jīng)有他人的地熱溫泉井項目成功。那么在附近地段,隨機鉆采也可能會開采出一定量的地下熱水,如果該地區(qū)地質(zhì)及賦存條件同時很好,那么也有幾萬元就能打出地熱井的情況,但這種情況極不常見,即使能夠順利地打成井,產(chǎn)量與熱量是否能夠持續(xù)都不能確定,這是如同一樣的風險投資。地質(zhì)探井主要用于了解勘探區(qū)有關(guān)地層剖面結(jié)構(gòu)、厚度、埋藏深度以及斷裂構(gòu)造等情況,多用于基本地質(zhì)情況不明、勘探風險很大的地區(qū)。通常采用井徑較小的取心鉆井,能進行簡單的抽水試驗。探采結(jié)合井通過地球物理勘探、資料收集和綜合分析,認為勘探區(qū)具有地下熱儲的形成條件,但還有某些重要資料有待查明,則布置探采結(jié)合井。探采結(jié)合井是目前采用較多的一種鉆井類型。井徑要求較大,表層套管部分應滿足下放潛水泵所需空間。根據(jù)所存在的地質(zhì)問題,可分段取少量巖心。開采井(生產(chǎn)井)是指當一個地區(qū)已發(fā)現(xiàn)了地熱田,并且控制了其范圍,在地熱田范圍內(nèi)按照合理的井距,以開采地熱資源為目的的鉆井。由于熱儲層的位置等都比較明確,因此,對錄井工作的要求低,不需要取心。隨著地熱田的開發(fā),產(chǎn)水層的水位逐漸降低,而回灌井則是將水回灌的熱儲層中,以保持熱儲層的能量和水位,避免水位嚴重下降時對地熱田開發(fā)帶來的威脅,回灌井特別適用于熱儲層為封存水或開采量明顯大于自燃補給量的地熱田。
地熱井設(shè)計與施工應遵循“探采結(jié)合”的原則,盡力做到使勘探孔轉(zhuǎn)變成供水井,以節(jié)約成本??碧诫A段的任務(wù)是:查明熱儲層水文地質(zhì)條件,確定含水層的層位、厚度、埋藏深度;查明巖石成分和巖性結(jié)構(gòu);研究含水層結(jié)構(gòu)等。
利用鉆孔進行地下水動態(tài)觀測與監(jiān)測,以了解和預測地下水動態(tài)變化規(guī)律和趨勢;測定各含水層的地下水位;確定含水層的水力性質(zhì)及其彼此之間的水力。
采取巖心、土樣、水樣;測定巖石的物理性質(zhì)和顆粒組成;測定地下水的溫度特征、物理性質(zhì)和化學成分,以及氣體成分等。通過先期鉆探了解地層情況,含水層的埋藏條件、構(gòu)造等。這類鉆孔采用常規(guī)口徑取心鉆進,其質(zhì)量按巖心鉆探六項質(zhì)量指標控制,即巖心采取率、鉆孔彎曲度、校正孔深、簡易水文觀測、封孔及鉆探原始記錄和技術(shù)檔案均應符合要求。
除此之外,還需取得地下水位、水量、水質(zhì)、水溫以及其他水文地質(zhì)資料,為此需進行先期抽水試驗等??碧娇自跐M足熱儲層的水文地質(zhì)勘探目的后,應根據(jù)用戶要求進行擴孔成井。
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