DB64∕T 1698-2020 宁夏地热井施工技术规程(宁夏回族自治区).pdf
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1、ICS 73.020 F15 、g电J DB 64/ T1698一-2020靠科Technical specification for gethermal well construction 2020一02-28发布2020一 05-28实施宁夏回族自治区市场监督管理厅发布D864/ T1698-2020 目欠II 引言. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2、 . . . . . . III l 范围. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 2 规范性引用文件. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3、. . . . . . . . 1 3 术语和定义. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 4基本规定. . . . . . 2 5 地热井勘查. . . . . . . 2 6 地热钻探施工. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 7 地热井质量验收、完井报告与资料归档. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 8 井内事故的预防和处理. . . 8 9 健康、安全和环境管理. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5、. . . . . . . . . . 10 附录A(资料性附录地热井常用石油井管参数. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 附录B(规范性附录)地热井勘查施工报告编写提纲. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 参考文献. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6、. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 I D864/ T1698一-2020II 目IJ吕本标准按照GB/T1. 1-2009 标准化工作导则第1部分:标准的结构和编写的规则起草。本标准由宁夏回族自治区地质局提出并归口。本标准起草单位:宁夏回族自治区水文环境地质勘察院、宁夏回族自治区地质工程院。本标准主要起草人:薛忠歧、任光远、于艳青、崔文夏、孙永亮、吴平、程国强。本标准于2020年02月首次发布。D864/ T1698一一2020号|.1.-1=1 为了规范宁夏回族自治区地热井勘查
7、和施工工作,提高地热井勘查施工质量,降低地热资源开发利用风险,使其科学、合理、有序的开发利用,防止地热资源浪费和环境污染,根据宁夏地区地热资源埋藏特征及分布规律,结合宁夏区内地热资源开发利用现状,制定本标准。III DB64/ T1698一-2020宁夏地热井施工技术规程1 范围本标准规定了地热井施工技术的基本规定、地热井勘查、地热钻探施工和地热井质量验收、完井报告与资料归档、井内事故预防和处理、健康、安全和环境等技术要求。本标准适用于宁夏回族自治区境内沉积盆地型地热资源开发利用过程中地热井钻探施工工作。2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版
8、本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T 11615地热资源地质勘查规范GB/T 31962污水排入城镇下水道水质标准GB 50027供水水文地质勘察规范GB 6067起重机械安全规定GB 50194建设工程施工现场供用电安全规范AQ 2004-2005地质勘探安全规程DZ/T 0260-2014地热钻探技术规程DZ/T 0148水文水井地质钻探规程DZ/T 0227地质岩心钻探规程DZ/T 0106水文水井钻探用套管、岩芯管、取粉管螺纹3 术语和定义3. 1 3.2 3. 3 3.4 下列术语和定义适用于本文件。地热资源、geotherma
9、lresources 地热能、地热流体及其有用组分。地热井勘查geothermalwel I exploration 地热井钻探施工前必须开展的针对地热井所在地段的地热地质勘查工作。地热钻探geothermalwel I dri I I ing 以勘探或开发利用地热资源为目的的钻探工程。1 D864/ T1698-2020 地热井geotherma1 we 11 为开采地热资源,按一定的施工方式在地层中钻成的孔眼及其配套设施。开采时,地下热水或地热蒸汽经由地热井到达地面。地热井可以分为勘探井、探采结合井、开采井、回灌井和监测井五类。3.5 地热流体geothermalfluid 包括地热水及其
10、蒸汽、以及伴生的少量不凝结气体。3.6 地热流体质量quality of geothermal fl iud 地热流体的物理性质、化学成分、微生物指标及其能量品位。3. 7 地温梯度geothermalgradient 地温随深度变化的速率。单位为。C/100illo4 基本规定4. 1 本标准中地热井勘查和施工的技术要求只针对水热型地热资源的开发利用,不包括浅层地温能、干热岩等。4.2 地热资源开发利用前,应收集勘查区及周边的地质、地热地质等资料并进行地热井勘查工作,根据地热井勘查成果编制地热井勘查及可行性论证报告。4. 3 地热井施工前,应根据地热井勘查成果编制地热井施工设计。4.4 地热
11、井施工应符合自治区及各地方城乡建设规划、自治区地热资源开发利用规划等相关要求。4.5 地热井勘查和施工,应由具备相应专业能力和施工经验的单位承担。4. 6 地热资源开发利用过程中,地热尾水排放应遵照GB/T31962规定执行,地热尾水不应任意排放。5 地热井勘查5. 1 勘查内容地热井勘查工作内容包括:a) 勘查区地形地貌、地质构造、地层分布和水文地质条件等;b) 地温场变化特征、地温梯度、恒温层深度及温度、热储层温度:c) 深部地层结构、主要地层埋藏深度及厚度、盖层埋藏深度及厚度、热储层埋藏深度及厚度;d) 地热流体的物理性质、水化学性质。5.2 勘查要求5.2.1 通过地热地质调查,应能确
12、定勘查区地形地貌特征、地质构造特征、地层分布、水文地质条件、地温场变化特征、地温梯度、恒温层深度及温度,并能计算出热储层温度。5.2.2 地温场的调查应满足以下原则:a) 地温调查孔深度应大于50ill,进行孔内连续地温测量,测量深度问隔为5ill; b) 地热井的井温测量数据宜与成井时测井井温数据对比,了解地温变化趋势。2 0864/ T1698-2020 5. 2. 3 应采集勘查区内及周边的地热井中的地热流体进行水质全分析,采用地球化学温标法计算热储层温度。地球化学温标法遵GB/T11615规定执行。5.2.4 通过地球物理勘查,应能确定勘查区深部地层结构特征、主要地层埋藏深度及厚度、盖
13、层埋藏深度及厚度、热储层埋藏深度及厚度等。地球物理勘查应满足以下原则:a) 工作方法应根据地质条件、被探测体的物性特征、勘查深度及精度综合确定,通常使用电磁测深法(主要是大地电磁测深、可控源音频大地电磁测深和微动测深法等;b) 工作测线一般平行和垂直于主要地质构造走向都要进行布置,且测线条数不少于2条;c) 工作应严格执行各类地球物理勘查工作规范,取全取准各项观测数据,质量不符合要求的数据不应参与地质解译推断;d) 解译深度应根据勘查区地形地貌、地层岩性和勘查目的综合确定,盆地地区解译深度应大于3000m; e) 地球物理勘查资料解译推断应遵循从已知到未知、从定性到定量、综合解译与反演解译的原
14、则。6 地热钻探施工6. 1 地热井类型和施工设计6. 1. 1 地热井类型6. 1. 1. 1 地热井类型按照施工目的分为勘探井、生产井、探采结合井和回灌井。6. 1. 1.2 地热井具有多种井身结构类型,常用地热井井身结构见表10表1常用地热井井身结构类型钻孔直径/mm下入套管直径/mm一开444. 5 339. 7 二开311. 1 244.5 三开215.9 177.8 四开152.4 裸眼或下入过滤管6.1.2 施工设计6. 1.2. 1 编制依据地热钻井施工设计应根据钻井目的、地热井勘查及可行性研究报告进行编制,并应符合相关国家和行业标准。6.1.2.2 主要内容地热井施工设计的主
15、要内容包括:a) 地热井的设计依据,一般包括钻井目的及任务、地热井的位置和类型等内容;b) 钻井地质设计内容,一般包括基本数据、地质构造条件、地层概况、热储层特征预测、钻遇地层预测、资料采集要求、录井要求、地球物理测井、降压试验方案、完井地质资料提交等;c) 钻井工程设计内容,钻井设备选型、劳动力计划、井身结构、钻井进度计划、钻具组合、钻头选择、钻井液、成井工艺及保证质量的技术措施;3 DB64/ T1698一-2020d) 职业健康、安全与环境管理保障措施。6. 2 地热井施工程序地热井施工应遵照以下工作程序:a) 场地平整:b) 钻井设备安装;c) 钻进;d) 测井:e) 冲孔换浆;f)
16、下管:g) 止水固井;h) 洗井:i) 完井产能测试。6.3 钻井工艺6.3.1 施工场地要求6.3. 1. 1 施工场地如遇地下管网、电缆、地下构筑物或文物古迹等地下设施时,应注意避让。6.3.1.2 场地面积应满足钻探设备及配套设施摆放、安装和正常使用,一般宜不小于100mX60mo6.3.1.3 井场地基应平整、坚固、稳定。钻塔底座下部填方部分不得超过塔基面积的1/4。6.3. 1. 4 在山坡修筑井场地基,岩石坚固稳定时,挖方坡度应小于800地层松散不稳定时,挖方坡度应小于450。6.3.1.5 井架升起后和高压线的安全距离应遵照AQ2004-2005要求。6.3.1.6 井场应具备用
17、电、取水、防洪、防冻、防噪声和排水、排污等设施。6.3.2 设备选择和安装要求6.3.2.1 井架、钻探设备、钻井液循环设备和安全设备、电器设备等的选择和安装应遵照DZ/T0260-2014第6条的规定。6.3.2.2 相关设备安装结束后,施工单位项目负责、技术负责和安全管理人员应对安装情况进行验收,验收合格方可开钻。6.3.3 钻进要求6.3.3.1 钻进方法的选择应根据地热井类型、钻遇地层和钻井结构、施工条件等因素综合确定。通常采用全面钻进和定深取心钻进相结合的钻进方法。定深取心深度和取心长度应符合地热井施工设计要求。定深取心钻进应对岩心及时编录,全面钻进应进行岩屑、钻时等地质录井工作。6
18、.3.3.2 不同地层中取心钻进方法的选择应遵照DZ/T0227的规定。取心编录应遵照以下规定:a) 霜性士、胶结较好的砂岩、完整基岩岩心采取率平均不低于70%,风化或破碎基岩岩心采取率应平均不低于40%;b) 岩心管要慢提轻放,取心不应猛敲猛打:c) 岩心应顺序摆放、不得颠倒,及时填写岩心标签,并及时编录、取样和装箱;d) 岩心应保留至工程验收,工程验收后,岩心根据要求处理;6.3.3.3 不同地层中全面钻进方法的选择应遵照DZ/T0148的规定。4 DB64/ T1698-2020 6.3.4 地质录井要求6.3.4.1 岩屑录井要求岩屑录井应符合以下规定:a) 取样间距宜为2m,在地质构
19、造复杂及地层变化孔段,应适当加密。取样宜在振动筛下固定位置捞取,重量不少于500g。捞取后应及时清洗干净,去掉杂物和掉块,标识深度、晒干装袋。岩屑袋应自上而下顺序摆放、装箱。b) 每100米测量一次岩屑迟到时间,确保岩屑的真实性和代表性,岩屑取样时间等于钻达时间加迟到时间。c) 岩屑编录工作完成后,应绘制岩性编录剖面。6.3.4.2 钻时录井记录钻压、进尺、纯钻进时间、放空井段和泥浆液温度等内容。通常宜使用综合录井仪进行地热井钻时录井o6.4成井工艺6.4.1 一般要求成井工艺一般应符合以下要求:a) 泵室管口径应保证地热水泵的下入要求,深度应考虑区域最大水位埋深及降深:b) 孔隙型地热井应全
20、孔下管;裂隙型地热井宜下管至热储层顶部,下部根据热储层稳定性选择裸眼或下过滤管:c) 常用井身结构为一开、二开、三开,井径和套管直径见表1,各级套管重叠部分应不少于30m。6.4.2 测井6.4.2.1 测井前应通孔和循环钻井液,保证钻孔畅通、钻井液性能良好,井壁稳定,井底干净。6.4.2.2 测井项目应包括井深、井径、井斜、井温、电阻率、自然电位、自然伽玛、补偿声波、双感应双侧向和双感应八侧向等,项目可根据地热井施工设计要求增减。6.4.2.3 地热井相应深度井斜应满足:深度300m内(开采井泵室段)不大于10, 1000内不大于30, 2000 m内不大于70, 2000 m以上终孔不大于
21、100井深误差不大于1/1000。6.4.2.4 测井应全孔测井,不能漏测。6.4.2.5 测井结束后,应根据测井结果开展技术会商,确定热储目的层、滤水管位置、止水位置等内容。6.4.3 冲孔换浆6.4.3.1 换浆前应进行通井作业,若开采利用段施工期长还应进行破壁作业。6.4.3.2 换浆钻具宜不带或少带钻挺,保持钻井液的护壁和携砂性能。6.4.3.3 钻井液选择应根据地层特征、热储类型和温度、水源条件、钻进方法等综合确定;第四系、新近系和古近系地层通常宜使用聚合物低固相钻井液,基岩等稳定地层宜采用清水或细分散钻井液;其它不同地层钻井液的选择应DZ/T0260-2014第8.1的规定。6.4
22、.3.4 应根据地层稳定情况,配制钻井浓的性能指标,钻井液配制应遵照DZ/0260-2014第8.2的规定。6.4.4 下管5 0864/ T1698-2020 6.4.4.1 管材应采用API规定的标准石油套管,钢级J-55以上,常用石油井管参数见附录A。6.4.4.2 过滤管宜采用打眼缠丝(梯形丝包棕过滤管,缠丝间距根据砂层粒度中值确定,一般为O. 7mm0. 9mmo 6.4.4.3 井管总重小于钻井设备的安全荷载时,应采用直接提吊法下管:井管总重大钻井设备荷载时,采用浮力法或凡尔法下管。6.4.4.4 下管过程中宜采用丝扣连接井管。6.4.4.5 全孔下管井底应留不小于15m的沉淀管0
23、6.4.4.6 下管速度不宜过快,一般应小于0.3m/so6.4.5 填砾与止水6.4.5.1 填砾填砾地热井成井时,填砾的具体操作遵循DT/T0148执行。6.4.5.2 止水6.4.5.2.1 地热井成井过程中,应做好热储层和其他含水层之间的止水工作,防止发生地热水串层污染。6.4.5.2.2 孔隙型不填砾地热井宜采用橡胶伞止水,止水段不少于2组,每组橡胶伞不少于3个:止水位置应置于过滤管顶部泥岩密室段。孔隙型填砾地热井宜使用药土球或优质教土块止水。6.4.5.2.3 裂隙型地热井应采用固井法止水。6.4.5.2.4 止水结束后,应在洗井抽水过程中观察水温水质是否发生明显变化检验止水效果。
24、6.4.6 罔井6.4.6.1 表层套管固井时,水泥应返至地面;技术套管固井时,水泥浆返高应大于400m,套管重叠部分应用水泥固封并试压检验。6.4.6.2 表层套管固井水泥宜采用标号不小于P.S.A32.5的矿渣硅酸盐水泥,其他井段宜采用G级油井水泥。6.4.6.3 水泥浆密度一般控制在1.75 g/cm31. 80 g/cm3o 6.4.6.4 井管内水泥塞高度宜为10m30 mo 6.4.6.5 固井深度超过1200m时,应采用专用水泥固井车和水泥浆储罐车,保证固井时的连续性。6.4.7 洗井6.4.7.1 孔隙型填砾地热井宜采用活塞洗井、潜水泵抽水洗井或空压机气举洗井。6.4.7阳2孔
25、隙型过滤管地热井宜采用空压机气举洗井、高压喷射洗井。6.4.7.3 裂隙型基岩地热井宜采用空压机气举洗井。6.4.7.4 洗井应达到地热流体中悬浮物含量小于1/20000(质量比),流体产量与压力下降保持相对稳定(前后比较变化小于10%)。6.5 完井产能测试6.5.1 地热井洗井结束后应进行完井产能测试,测试方法宜采用降压试验。降压试验宜做三次降压的稳定流或非稳定流试验,压力水头稳定时间依次为24h、16亿侃,最大一次降压延续时间不少于48h,单位产量小于10旷/d m及流体压力持续下降时,应适当延长试验时间。最大一次降压结束后,宜进6 D864/ T1698一-2020行一次压力水头恢复试
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