浅谈地热井的质量控制

关键词:地热井（水井）工程质量管理分部分项工程质量控制点

随着全球能源和水资源的危机，人类生活、生产活动对自然环境的破坏，人类生存和可持续发展所依赖的自然资源正面临污染、破坏、枯竭的危险境地。近年来地热资源受到世界各国的重视。

山西中冶东晟投资有限公司为了充分开发利用地热资源，决定施工地热井；以解决项目采暖、洗浴等问题；4#井位于运城市东花园北侧，其井位坐标：X：6305.3，Y：7823.27；海拔高度为：372.7米。本项目于2010年4月18日10：00第一次开钻，5月5日钻至井深3205米；出水量：142.38立方米/小时，温度：59度。对于地热井的质量控制，网上介绍很少，通过对本项目的学习小有收获，特小结一下。

1 地热井（水井）施工工艺流程

第一,准备阶段：平整场地、井口确认与开挖、基础施工―钻井设备安装―钻井液和其他消耗材料准备―试钻。

第二,钻探阶段：开表层套管段的施工、测井下管、固井―开技术套管井段施工、测井下管、固井―开取水目的层井段施工、测井。

第三,完井阶段：换浆冲孔―化学药剂、空压机联合洗井―酸化、二氧化碳、压风机联合洗井―水泵抽水洗井。

第四,抽水阶段：抽水检测----测量水温----流量

第五,完工撤场

2 地热井（水井）工程的划分地热井（水井）工程分项、分部工程的划分分项、分部工程划分见表1。

表1 地热井（水井）分项、分部工程的划分

序号 分部工程 分项工程

1 钻井 钻机安装，钻探，钻头、钻具，钻井液，地质录井，物探测井，下管，填砾，固井（止水），井管，粘土粉，滤料，焊接，水泥等

2 洗井 活塞洗井，压风机洗井，化学药剂洗井，酸化洗井，二氧化碳洗井，水泵抽水洗井，水位观测，水量观测，水温观测等

3 抽水试验 水泵抽水，水位观测，水量观测，水温观测，含砂量观测，水质检验、探孔等

4 泵房建设 工程测量，地基，混凝土，构件安装，防水，钢筋，砌砖，焊接，地面，内外墙饰面，门窗安装，井口处理等

5 供水设备安装 水泵，设备、材料，水泵下井，管线安装，电器设备安装，水处理设备安装，供水调试等

3 地热井（水井）工程施工质量控制

表2 地热井（水井）施工阶段质量控制

事前控制 施工准备质量控制 质量控制系统组织，质量保证体系，项目人员，施工材料，施工方案方法，作业环境，施工机械设备

设计文件会审，设计技术、安全交底

审查开工申请、严把开工关

事中控制 施工过程质量控制 工序控制，工序之间交接检查，隐蔽工程质量控制

中间产品质量检查验收与保护

分部、分项工程质量评定

设计变更与设计修改的审查

事后控制 竣工质量检查验收

工程质量评定

工程质量文件审核和建档

表3 地热井（水井）施工阶段质量控制点设置

分项工程 质量控制点

钻机安装 基础，钻台调平，绷绳

钻探 钻井液，测斜，钻具长度校正

物探测井 测井方法选择，测斜，测温，地质解释

下管 排管，管长丈量，下管方法，丝扣、焊接质量，井管通径

填砾 滤料，填砾方法，填砾高度监控

固井（止水） 水泥，粘土球，固井压力，初凝卸压提钻

活塞洗井 提升速度，洗井时间

压风机洗井 风管深度，风量

化学药剂洗井 药液浓度，浸泡时间

酸化洗井 浸泡时间，盐酸浓度，添加剂

二氧化碳洗井 二氧化碳用量，总气阀压力

水泵抽水 水位、水量、水温观测，含砂量观测方法，计量器具

水质检验 取样方法，检验单位

探 孔 钻具丈量，井深误差

工程测量 标高，轴线，基准点

地基、基础 尺寸，标高，土质，承载力

混凝土 水泥、砂石质量，配合比，钢筋品种规格，预埋件

井口处理 形状尺寸，防异物入井

水泵 泵型选择，泵管质量，镙栓

水处理设备安装 设备、材料选择，工艺流程

4、钻井液技术措施及维护要点：

4．1一开钻井液措施

本井一开将采用携带能力强，封堵流砂层性能好的优质般土浆开钻，粘度和切力的控制以满足携带岩屑、稳定井壁为原则，并在实际施工过程中依据具体情况，适当补充清水，剂及般土含量，使其具有较强的携砂能力及良好的造壁及减磨阻性。

4.2二开钻井液措施

本井二开后，在钻井过程中，针对不同井段不同地层的可钻性、渗透性等特点，适当调整泥浆性能，保证钻进顺利进行；采用抑止粘土水化膨胀能力强，稳定性能好，易于维护和处理的钾铵基聚合物泥浆体系。

4.2.1二开预处理

一开原浆稀释＋0.3%(用于控制泥岩地层造浆)＋降滤失剂0.4%(降低钻井液滤失量，防止泥页岩水敏剥落)＋防塌降滤失剂1%(提高泥饼质量，封堵地层微裂缝和砂岩及砂砾岩孔隙)。

4.2.2 钻井液的适时改造及维护措施

4.2.2.1为防止砂岩、砂砾岩井段渗透性强而形成厚泥饼，每钻井300－500米补充0.5－1％防塌降滤失剂，提高泥饼质量，使其薄而坚韧，同时采用有机降粘剂调整钻井液流变性能。

4.2.2.2为防止泥岩段缩径及粘切过高形成厚泥饼而产生拔活塞现象，应急时监测钻井液性能，适当添加滤失剂和有机降粘剂，使钻井液始终保持良好的流变性，以及时有效的清洗 井壁粘附的岩屑，保证起下钻畅通。

4.2.2.3完钻前50米，加入1%液体剂，同时不得大幅度调整钻井液性能，以确保完井作业顺利实施。

4.2.3 确保电测成功率措施

4.2.4防漏堵漏措施

一旦井下地质情况异常，发生井漏，应采用如下措施：

4.2.4.1对于轻微的渗透性漏失，可采用降低排量穿过漏层或静止堵漏。

4.2.4.1当漏失较为严重时，采用桥堵技术。

4.2.5井壁垮塌的预防和处理措施：

4.2.5.1根据实测提供的地层压力系数及DC指数，选择使用合理的钻井液密度，平衡地层压力。

4.2.5.2由于泥岩的水敏性，易吸水膨胀而导致掉块，钻遇该地层时，要及时加入防塌剂。

4.2.5.3当钻遇胶结性差的砂砾岩井段时，应及时提高钻井液的抑止能力，适当补充井壁稳定剂。

4.2.6 保护水层措施

4.2.6.1采用平衡钻井，减小压差是保护水层的关键，根据水层压力系数，及时调整钻井液密度。

B.保证钻井液净化设备的正常运行，固相含量不大于15%。

5.竣工资料

5．1地热井成井报告

5．2钻井记录

5．3抽（放）水试验记录

5．4出水温度、水量验收记录

5．5水质检验报告

5．6地热水质评价表

5．7竣工图纸一套 5．8钻井施工日记

5．9总平面布置图

参考文献：

[1]建设工程项目管理规范.（G/T50326-2001） .北京：中国建筑工业出版社,2002.

[2]工程建设质量控制.北京：中国建筑工业出版社,1998.

[3]供水水文地质钻探与凿井操作规程.（CJJ13-87）.北京：中国建筑工业出版社,1987.