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1、目 录一、前言1二、地质局部2一地质构造特征2二地层岩性特征3四热储层特征3三、钻井施工局部4一钻进施工4二钻井液4三井身结构与固井4四钻井施工技术保证措施6五洗井6四、抽水试验7一根本情况7二热储水文地质参数的计算7三水质分析8五、结论10附图：井身结构示意图11附表一：表层套管记录12附表二：技术套管记录13附表三：抽水试验记录表17附录：水质分析报告19一、前言中国水城项目地处市宁河县界，北面与市宁河县相连，南面与市塘沽区毗邻，西面与市东丽区接壤，东面与市汉沽区相交，在滨海新区的U型圈，属市清河农场永久用地。市清河农场总占地115平方公里，其中中国水城项目位于清河农场西区，土地总面积33
2、平方公里见图1：市宁河县中国水城地热井交通位置图。市经中诚通投资管理，为充分利用本地地热资源，为市宁河县中国水城项目提供供暖与洗浴等方面的需求，设计了一采一灌对井开发模式，以到达在利用地热资源的同时有效的保护地热资源，实现能源的可持续利用。本地热井项目由华恒永清钻井工程组织施工，通过紧的施工，第一口地热开采井顺利完井竣工。本井施工设计由地热勘查开发拟定，完井目的层为上第三系馆组热储层，由华恒永清钻井工程施工，设计井深1915m，实际完井深度1915.55m。本井2010年3月15日设备搬迁安装到位，3月16日由甲乙双反和监理方进展了钻前验收，验收合格后进展了钻探技术交底工作，并且举行了地热井开
3、钻典礼。2010年3月16日采用445mm3A钻头一开，钻至井深406.75m起钻,下入339.7mm表层套管396.60m，下入深度400.90m，然后固井，固井水泥用量20t，水泥浆平均密度1.86。2010年3月22日二开开钻，二开采用241.3mm3A钻头钻进，4月2日钻至井深1915.55m完钻，于当日按设计要求由市科技进展了测井工作，测井项目为：2.5m视电阻率、自然电位、连续井温、自然伽玛、连续井斜、声波时差。测量井段4011915.55m。4月4日下入177.8mm技术套管完井。177.8mm筛管长度为211.30m，下入深度1901.51m。2010年4月6日开场洗井，油管下
4、至1900m，用泥浆泵把井泥浆替出，然后10m3150MPa压风机与泥浆泵联合气举洗井，洗井8小时洗至砂净，把油管提至800m用压风机进展气举洗井，洗井8小时至水清砂净。2010年4月9日进展了三次降深承压完整井稳定流抽水试验工作，潜热水电泵下入深度150m，最大动水位105.50m时，降深32.00m，水量100.4m3/h，水温63，单位出水量为3.14 m3/h.m。经甲乙双方和监理方现场验收，各项指标到达合同与设计要求，为优质地热井工程。二、地质局部一地质构造特征中国水城地处桥沽地热异常区，其构造位置处于黄骅坳陷北部的北塘凹陷。北塘凹陷北以大吨汉沽断裂为界，南以海河断裂为界，西以沧东断
5、裂为界。北塘凹陷分布在宁车沽以区，构造上位于茶淀断裂以西，沧东断裂以东，汉沽断裂以南。在于1井东西两侧有两个次一级凹陷，中生界埋藏深度约30004000m，本井位于北塘凹陷的西部，附近主要断裂有沧东断裂和茶淀断裂，两条断裂特征分述如下：1、沧东断裂 沧东断裂总体走向为北北东向，倾向南东东，倾角5070度，是典型的生长断层，根据滨海地区地热普查资料，该断裂对滨海以南的馆组热储层有明显的控制作用，但对海河以北的馆组热储层有无控制作用无充分的依据。2、茶淀断裂 茶淀断裂为走向北北东，倾向南东东的正断层，该断裂由两条同向断层组成，靠东侧的为主断裂，断层落差为北大南小，并向西南方向延伸与消失。二地层岩性
6、特征根据本井实际钻探与测井解释资料,结合本区已有地热井资料，综合分析研究，本井与附近地区地层如下：1、第四系平原组Q地层：底界埋深498m，厚度498m。岩性特征：为河流相沉积，由浅黄、灰黄、棕红色粘土、亚粘土、亚砂土和砂层组成，结构松散，与下伏明化镇地层呈假整合接触。2、上第三系明化镇组Nm地层：底界埋深1500m，厚度1002m。岩性特征：上段：为棕红色、浅棕红色泥岩与浅灰黄色、浅灰白色砂岩、含砾粗砂岩呈不等厚互层。泥岩质纯、造浆，砂岩主要成分为石英、长石，松散，未成岩。本层段砂岩单层厚度大，一般为10-40m，并且比拟集中，砂岩厚度大于50%。下段：为浅黄色、浅棕色大段泥岩，间夹浅灰色、
7、浅灰黄色砂岩，泥岩质纯，含少量钙质结核。砂岩多为细砂或细粉砂岩，泥质胶结，砂层单层厚度10-25m，砂层厚度在40%左右。与下伏馆组地层呈整合接触。3、上第三系馆组Ng地层：底界埋深1881m，厚度381m。岩性特征：上部以灰白色、浅灰色粉砂岩为主，夹紫红色泥岩。中部为大段紫红色泥岩，间夹薄层浅灰色砂岩，下部以灰色、灰绿色泥质砂岩、灰白色含砾粉砂岩为主，夹紫红色泥岩，底部为含泥质砾岩。本地层上部和下部主要以砂岩、含砾砂岩与含泥质砾岩为主，单层厚度大，可达50-70m，砂岩厚度在50%左右。与下部地层呈角度不整合接触。4、下第三系东营组Ed地层：钻凿深度1915.55未穿，钻凿厚度34.55m。
8、 岩性特征：为棕色泥岩为主。四热储层特征本区广泛发育上第三系孔隙型热储层，上第三系孔隙型热储层可分为明化镇组热流体储集层和馆组热流体储集层两层。而馆组热流体储集层作为本区地热资源的主要开采热储目的层。馆组热流体储集层在北塘凹陷广泛分布，其底界深度在1840-1900m左右，本井底界深度为1881m，自北向南逐渐变浅。其盖层平均地温梯度为2.98/100m。热储层岩性主要为灰白色、浅灰色粉砂岩、砂岩、含砾砂岩与含泥质砾岩。本井静水位为73.50m，动水位105.50m，降深32.00m，水量100.4m3/h，水温63。本区目前仅有本组对井，现阶段未形成集中开采，因此具有较大的开采潜力。三、钻井
9、施工局部一钻进施工该井为直型井，在钻井过程中，为保证井身质量，严格按照施工设计进展施工，钻进时，轻压吊打，确保了井孔居中，保证表层套管垂直下入,并且根据地层岩性特征与时调整钻井参数和泥浆性能，保证顺利测井和技术套筛管的下入。通过连续测斜数据可以看出：井斜一般在0.5度左右，井身质量到达合同要求。二钻井液本井一开为保证施工质量，加快钻井进度，采用了优质泥浆材料进展了泥浆的配制，有效的抑制了第四系地层泥浆造浆的效果。二开也采用了采用了优质泥浆材料进展了泥浆的配制，为保证不发生粘、卡钻事故和井眼坍塌事故，而有利于目的水层的保护，对钻井液性能要求更加严格，对不同地层与时调整泥浆性能，严控了泥浆的比重和
10、含砂量，防止了各种事故的发生。钻井液根本情况见表一： 钻井液根本情况表 表一井段钻井液类型密度(g/cm3)粘度(s)失水情况( m3/h)一开水基化学泥浆1.08-1.1722-33二开水基化学泥浆1.10-1.1520-30三井身结构与固井一开采用445mm三牙轮钻头钻至井深406.75m起钻,下入339.7mm表层套管。套管串组合：339.7mm套管20.33m悬挂短节0.46m339.7mm375.81m，下入深度400.90m。然后进展了固井工作，固井采用油井水泥，水泥用量20t，水泥浆平均密度1.86，水泥浆返高至地面。二开采用241.3mm三牙轮钻头钻进，钻至井深1915.55m
11、完钻，下入177.8mm技术套筛管完井。套管串组合：177.8mm沉砂管12.04m177.8mm筛管211.30m177.8mm套管1232.95m悬挂器短节0.60m悬挂器大小头0.35m177.8mm套管9.66m，下入深度1901.51m。完井下177.8mm套筛管串时，采用变径大小头坐封在表层套管底部坐封悬挂器上，之间采用胶皮伞压封，取水层段的大段泥岩采取了胶皮伞封隔，水层顶部采用了两道胶皮伞封隔止水。1、钻井设备华恒永清钻井工程主要设备见表二。 钻井设备一览表 表二设备名称数量型号运转状态钻机1ZJ-20车载钻机良好泥浆泵1NB-1300良好泥浆旋流除砂器1JZN-2型良好柴油机2
12、6135型良好钻具178mm钻铤108m，127mm钻杆2000m良好2、钻井根本数据(见表三)钻井根本数据 表三井号中国水城地热开采井井队名称华恒永清钻井工程钻井一队井位坐标X：20547703m Y：4341298m补心高度4.5m设计井深1915m完井深度1915.55m完钻依据设计决定开钻日期2010.3.16完井方法筛管完井完钻日期2010.4.2目的层上第三系馆组Ng完井日期2010.4.43.井身结构与井管程序见表四井身结构与井管程序 表四回次一开二开备注井段0406.75m406.751915.55m钻头直径与型号4503A241.33A套管直径339.7177.8壁厚9.65
13、8.05钢级J55J55套管下入深度400.90m370.101901.51m4、固井情况见表五 固井情况表 表五项目长度m固井方法上返高度m干水泥级别干水泥用量T密度g/cm3凝固时间h表套396.60管固井至地面油井201.8648见附图：中国水城地热开采井井身结构示意图见附表一：表层套管记录见附表二：技术套管记录四钻井施工技术保证措施钻进过程中，为保证钻井施工质量，我公司派出以公司经理为项目组长的领导小组，携地质、钻井、泥浆和设备工程师常驻施工现场，与时协调施工中出现的问题，严把质量关。对施工中所使用的材料，尤其是管材，严格按照设计要求层层把关，保证了本井平安顺利完成。五洗井本井洗井风管
14、下至1900m，用泥浆泵把井泥浆替出，然后10m3150MPa压风机与泥浆泵联合气举洗井，洗井8小时洗至砂净，把风管提至800m用压风机进展气举洗井，洗井8小时至水清砂净完毕。四、抽水试验一根本情况1、抽水试验目的 本次抽水试验的目的是确定中国水城地热开采井单井出水量、出水温度与动、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根底数据。2、试验井的根本情况取水段位置：15001881m；热储类型：孔隙型上第三系馆组砂砾岩；取水层有效厚度：165m3、抽水试验方法抽水时间2010年4月9日4月11日，对该井井进展了三个落程定流量抽水试验，抽水延续时间分别为25、16.5、
15、8.5h。抽水设备与测量仪器抽水试验采用250QJ200高温电热潜水泵进展抽水，以钻杆代替泵管,下入深度150m；通过阀门控制抽水水量；用三角堰箱观测水量；用水银温度计测量水温；用测绳与电流表测量水位埋深。4、试验过程该井于2010年4月9日09时开场抽水，4月11日11时整完毕，抽水试验抽水总时间50小时。抽水试验分为三个落程，第一落程抽水延续时间25小时，稳定动水位埋深105.50m，降深为32.00m，涌水量为2409.6m3/d(27.89L/s)，井口水温为63；第二落程抽水延续时间16.5小时，稳定动水位埋深98.00m，降深为24.50m，涌水量为1920m3/d(22.22L/
16、s)，井口水温为63；第三落程抽水延续时间8.5小时，稳定动水位埋深88.50m，降深为15.00m，涌水量为1200m3/d(13.89L/s)，井口水温为63。恢复水位测得热水头高度为73.50m。二热储水文地质参数的计算根据抽水结果，单井稳定流采用裘布依公式与希哈尔特公式进展迭代计算获得渗透系数K与影响半径R。公式：K=0.366Qmslg(R/r)式中：K渗透系数m/dQ涌水量m3/dm含水层厚度(m)s抽水水位降深(m)R影响半径(m)r抽水井半径(m)各参数取值如下:涌水量(Q1)2409.6m3/d，Q21920m3/d，Q31200m3/d，水位降深(s1)32.00m，(s2
17、)24.50m，(s3)15.00m，含水层厚度(m)165m，抽水井半径(r)0.08m。计算求得：影响半径为R1=244.13m，R2=187.52m，R3=112.08m，渗透系数K1=0.5820m/d，K2=0.5858m/d， K3=0.5583m/d平均渗透系数K=0.5754m/d。其成果见图2：中国水城地热开采井抽水试验曲线图，表六：中国水城地热开采井抽水试验成果表。从抽水试验结果可以看出，本井透水性和渗透系数中等，水位降深也较小。但是，在开发利用过程中应有限制地开采，制定合理的开发利用方案，不可无限制掠夺性开采，造成水位下降过快，以致资源枯竭。同时，地热利用应综合进展，梯级
18、开展，除用于供暖外，其尾水可用于洗浴、游泳、养殖、种植等方面。全面开展水位、水量、水温、水质的长期动态观测，系统地积累资料，为科学、全面地评价地热资源提供依据。三水质分析2010年4月12日，取样5kg，送市汉沽区疾病预防控制中心进展水质分析检验，4月15日得到检验报告。水质分析结果主要数据为：总矿化度为688 mg/l，总硬度为16 mg/l以CaCO3计，PH值8.05见附录：水质分析报告。通过水质检验报告可以看出：本热水为弱碱性、极软淡水，除铁、氟化物不符合GB5749-2006生活饮用水卫生标准的规定，其余所检项目符合规定。热水中有害成分均低于污水综合排放标准GB89781996之第一
19、类、第二类污染物“最高允许排放浓度标准，符合国标要求。中国水城地热开采井抽水试验成果表 表六项 目试 验 结 果抽水试验层段m1500.001881.00储水层总厚度m165.00抽水井半径(m)0.08抽水降深次序S1S2S3水位降深Sm32.0024.5015.00涌水量Qm3/d2409.619201200单位涌水量QL/s.m0.8720.9070.926抽水时间(h)2516.58.5抽水稳定时间(h)24168水温()636363渗透系数(m/d)0.58200.58580.5583影响半径(m)244.13187.52112.08五、结论1、本井在施工过程中严格执行施工设计，科学
20、施工，确保施工质量，取得的资料真实可靠。2、本井水温、水量到达了设计和合同要求，为一口优质井。3、由于本区目前静水位较深，建议不要过量开采，单井开采量控制在100 m3/h为宜，否那么会引起动水位剧烈下降，影响井的使用寿命，加大使用本钱。4、建议进展系统的长期动态观测工作，系统地积累资料，为科学、合理地开采提供依据。热水资源的利用应综合化，可以把供暖、洗浴、大棚蔬菜花卉等结合起来，统一规划，使地热资源得到充分利用，以便收到良好的经济效益。5、严格控制开采量，尽可能增加回灌量。本井严格按照设计施工，经过一个月艰辛奋战，优质圆满完成了钻探任务，在本井施工过程中得到了甲方、监理与有关部门的大力支持，
21、在此表示感。附图：井身结构示意图附表一：表层套管记录序号类型规格mm单根长度m累计长度m下入深度m备注1套管339.79.509.50400.90表层套管全部为J55，壁厚9.65mm2套管339.710.8320.33391.403悬挂短节339.70.4620.79380.574套管339.711.6232.41380.115套管339.710.8043.21368.496套管339.710.6953.90357.697套管339.79.9163.81347.008套管339.711.6075.41337.099套管339.711.3886.79325.4910套管339.711.3398
22、.12314.1111套管339.711.36109.48302.7812套管339.711.64121.12291.4213套管339.711.39132.51279.7814套管339.711.24143.75268.3915套管339.711.58155.33257.1516套管339.711.78167.11245.5717套管339.711.37178.48233.7918套管339.711.05189.53222.4219套管339.711.00200.53211.3720套管339.711.58212.11200.3721套管339.711.70223.81188.7922套管3
23、39.711.94235.75177.0923套管339.712.09247.84165.1524套管339.711.28259.12153.0625套管339.711.66270.78141.7826套管339.711.38282.16130.1227套管339.711.54293.70118.7428套管339.711.47305.17107.2029套管339.711.67316.8495.7330套管339.711.29328.1384.0631套管339.711.42339.5572.7732套管339.711.64351.1961.3533套管339.711.43362.6249.
24、7134套管339.711.50374.1238.2835套管339.711.43385.5526.7836套管339.711.05396.6015.3537套补距339.74.30400.904.300附表二：技术套管记录序号类型规格mm单根长度m累计长度m下入深度m备注1沉砂管177.812.0412.041901.51技术套筛管全部为J55，壁厚8.05mm2筛管177.89.8221.861889.473筛管177.811.6810.161879.654筛管177.811.1310.161867.975筛管177.811.8922.051856.846筛管177.810.8332.88
25、1844.957筛管177.810.8343.711834.128套 管177.812.0255.731823.299筛管177.810.3866.111811.2710筛管177.812.0478.151800.8911筛管177.810.7088.851788.8512筛管177.811.70100.551778.1513套 管177.811.89112.441766.4514套 管177.811.46123.901754.5615筛管177.811.63135.531743.1016套 管177.810.65146.181731.4717套 管177.810.76156.941720.8
26、218筛管177.811.46168.401710.0619筛管177.810.52178.921698.6020套 管177.89.03187.951688.0821筛管177.810.03197.981679.0522套管177.811.32209.301669.02伞胶伞23套管177.811.20220.501657.7024套管177.811.46231.961646.5025套管177.811.52243.481635.0426筛管177.811.65255.131623.5227套管177.810.77265.901611.87伞胶伞28套管177.810.58276.48160
27、1.1029套管177.811.36287.841590.5230套管177.811.45299.291579.1631套管177.811.32310.611567.7132套管177.811.48322.091556.3933筛管177.811.00333.091544.9134筛管177.810.79343.881533.9135筛管177.811.60355.481523.1236筛管177.811.62367.101511.5237套管177.811.44378.541499.90伞胶伞38套管177.89.04387.581488.46伞胶伞技术套管记录续序号类型规格mm单根长度m累
28、计长度m下入深度m备注39套管177.89.04396.621479.4240套管177.89.05405.671470.3841套管177.89.04414.711461.3342套管177.89.28423.991452.2943套管177.88.97432.961443.0144套管177.89.04442.001434.0445套管177.89.04451.041425.0046套管177.89.04460.081415.9647套管177.89.04469.121406.9248套管177.89.05478.171397.8849套管177.89.04487.211388.8350套
29、管177.80.00487.211379.7951套管177.811.36498.571379.7952套管177.811.37509.941368.4353套管177.811.34521.281357.0654套管177.811.37532.651345.7255套管177.811.45544.101334.3556套管177.811.45555.551322.9057套管177.810.34565.891311.4558套管177.811.16577.051301.1159套管177.810.61587.661289.9560套管177.811.07598.731279.3461套管177
30、.811.32610.051268.2762套管177.811.25621.301256.9563套管177.811.50632.801245.7064套管177.811.51644.311234.2065套管177.811.37655.681222.6966套管177.811.46667.141211.3267套管177.811.43678.571199.8668套管177.811.39689.961188.4369套管177.811.43701.391177.0470套管177.811.50712.891165.6171套管177.811.44724.331154.1172套管177.81
31、1.28735.611142.6773套管177.811.22746.831131.3974套管177.811.45758.281120.1775套管177.811.38769.661108.7276套管177.811.20780.861097.34技术套管记录续序号类型规格mm单根长度m累计长度m下入深度m备注77套管177.811.42792.281086.1478套管177.811.27803.551074.7279套管177.811.29814.841063.4580套管177.811.67826.511052.1681套管177.811.42837.931040.4982套管177.
32、811.23849.161029.0783套管177.811.48860.641017.8484套管177.812.05872.691006.3685套管177.812.08884.77994.3186套管177.811.46896.23982.2387套管177.811.47907.70970.7788套管177.811.46919.16959.3089套管177.811.51930.67947.8490套管177.811.18941.85936.3391套管177.811.50953.35925.1592套管177.811.24964.59913.6593套管177.811.03975.6
33、2902.4194套管177.811.27986.89891.3895套管177.811.37998.26880.1196套管177.811.241009.50868.7497套管177.810.801020.30857.5098套管177.811.371031.67846.7099套管177.811.091042.76835.33100套管177.810.651053.41824.24101套管177.811.841065.25813.59102套管177.811.751077.00801.75103套管177.811.861088.86790.00104套管177.811.861100.7
34、2778.14105套管177.811.491112.21766.28106套管177.811.411123.62754.79107套管177.811.251134.87743.38108套管177.810.531145.40732.13109套管177.810.721156.12721.60110套管177.810.711166.83710.88111套管177.811.371178.20700.17112套管177.811.501189.70688.80113套管177.811.401201.10677.30114套管177.811.461212.56665.90技术套管记录续序号类型规格
35、mm单根长度m累计长度m下入深度m备注115套管177.811.421223.98654.44116套管177.811.381235.36643.02117套管177.811.491246.85631.64118套管177.811.491258.34620.15119套管177.811.311269.65608.66120套管177.811.621281.27597.35121套管177.811.441292.71585.73122套管177.811.431304.14574.29123套管177.811.461315.60562.86124套管177.811.381326.98551.401
36、25套管177.811.361338.34540.02126套管177.811.451349.79528.66127套管177.811.261361.05517.21128套管177.811.491372.54505.95129套管177.811.481384.02494.46130套管177.811.461395.48482.98131套管177.811.451406.93471.52132套管177.811.231418.16460.07133套管177.811.401429.56448.84134套管177.811.371440.93437.44135套管177.811.521452.45426.07136套管177.811.251463.70414.55137套管11.401475.10403.30138套管11.191486.29391.90139短节0.601486.89380.71140大小头0.351487.24380.11141套管9.661496.90379.76370.10附表三：抽水试验记录表中国水城地热开采井抽水试验记录表 共2页第1页观测时间水位测量水位降深(m)水量(L/s)水温()气温()备注日月时分延续由地面算起的埋深(m)时分9/490080.0020开泵05595.2030.56341010100.6230.56401515102.3330
