唐平輝，常志勇

（新疆地礦局第二水文工程地質(zhì)大隊(duì)，新疆昌吉831100）

新疆塔什庫爾干縣ZK7地?zé)峥资┕すに嚋\析

唐平輝*，常志勇

（新疆地礦局第二水文工程地質(zhì)大隊(duì)，新疆昌吉831100）

新疆塔什庫爾干縣盆地內(nèi)鉆成一批中高溫地?zé)峋霈F(xiàn)了汽、水兩相流體。由于地層條件復(fù)雜，地?zé)崃黧w溫度較高，施工難度非常大，需進(jìn)行特殊施工工藝，現(xiàn)對(duì)該地?zé)峥椎氖┕すに囘M(jìn)行探討。關(guān)鍵詞：中高溫;地?zé)峥?固井

1 工作區(qū)概況

工作區(qū)距喀什市294km，位于塔什庫爾干縣城及北部盆地內(nèi)，近南北向狹長(zhǎng)展布，長(zhǎng)約22km，寬約16km，海拔3000～3800m。區(qū)內(nèi)總體地勢(shì)西高東低，南高北低。工作區(qū)西側(cè)分布有辛袞溝、曲曼溝2個(gè)沖洪積扇。區(qū)內(nèi)地貌單元分為剝蝕山區(qū)、冰水堆積平原、沖洪積平原和壟崗地貌等。工作區(qū)屬寒溫帶高原大陸性干旱氣候，年均氣溫3.3℃，多年平均降水量68.7mm，蒸發(fā)量2300mm。區(qū)內(nèi)河流為塔什庫爾干河水系。該河發(fā)源于喀喇昆侖山區(qū)，全長(zhǎng)298km，流域面積9980km2，多年平均徑流量達(dá)11.3×108m3。

工作區(qū)位于帕米爾高原東南部，屬喜馬拉雅造山帶西緣。從區(qū)域大地構(gòu)造位置上看，帕米爾高原位于西昆侖構(gòu)造帶、塔里木盆地和西天山構(gòu)造帶結(jié)合部，是長(zhǎng)期受印度板塊推擠形成的“構(gòu)造結(jié)”，帕米爾構(gòu)造結(jié)是我國(guó)大陸上受印度洋板塊運(yùn)動(dòng)擠壓作用最為強(qiáng)烈的地區(qū)之一。

2 地質(zhì)條件

ZK7地?zé)峥孜挥诠ぷ鲄^(qū)北部區(qū)域，該孔由上至下地層主要是第四系卵礫石、角礫石，厚度12m，較松散，膠結(jié)程度差，易坍塌；新近系的泥巖、砂巖，厚度80m，膠結(jié)程度較好，為良好的熱儲(chǔ)蓋層；元古界的石英巖、片麻巖，厚度260m，裂隙發(fā)育，為良好的熱儲(chǔ)層。

3 施工工藝

3.1 鉆進(jìn)工藝

（1）一開用?450mm三牙輪鑲齒鉆頭鉆進(jìn)，用鉆鋌加壓，保持孔底壓力不超過鉆鋌總重量的三分之二，將泥漿調(diào)稠，用鈉土泥漿護(hù)壁，沖洗液泵量為850L/min，鉆進(jìn)至基巖用?94mm～?113mm金剛石鉆頭和復(fù)合片鉆頭全孔取芯。

（2）二開用?150mm鑲齒三牙輪鉆頭擴(kuò)孔到底，?89mm和?127mm鉆挺加壓，孔底壓力保持在3～5t，轉(zhuǎn)速為69r/min，采用低失水量、泡沫泥漿護(hù)壁。

3.2 電測(cè)井

由于ZK7地?zé)峥卓變?nèi)溫度過高，最高可達(dá)164℃，測(cè)井儀器在高溫下無法正常工作，因此該井無法進(jìn)行電測(cè)井工作。

3.3 成井工藝

根據(jù)取芯、地溫測(cè)量和泥漿漏失情況等綜合分析，該地?zé)峋?～210m下入?273mm螺旋實(shí)管，用水泥固井。210m以下為裸孔。見圖1。

3.4 固井工藝

ZK7地?zé)峥捉K孔孔深351.23m。0～210m孔徑為?450mm，210～220m孔徑為?230mm，220～351.23m孔徑為?150mm。在210～220m兩端用帶錐度的木塞封固，中間用粘土球封填，搗實(shí)，目的是為了后期注水泥時(shí)防止水泥流入220m以下的孔內(nèi)。上部0～210m下入?273mm×6mm螺旋實(shí)管，用止逆閥連接鉆桿。然后將攪拌好的水泥漿(水灰比0.6∶1，比重為1.85)從鉆桿內(nèi)注入，水泥在孔底從螺旋實(shí)管管外往上返，直到水泥從孔口返出為止。由于水泥初凝與溫度有關(guān)，必須在管外固井時(shí)管內(nèi)進(jìn)行降溫。固井后進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)，將孔口封閉好后，從孔內(nèi)壓水，待泵壓達(dá)到7個(gè)大氣壓時(shí)，停止壓水，若2h后泵壓沒有下降，證明孔內(nèi)不漏水，固井成功。為保證固井效果，中途不能有停待。固井目的是將上部涼水與下部地?zé)崃黧w隔離，保證地?zé)崃黧w溫度達(dá)到最高。停待3d讓水泥充分凝固后，下鉆將止逆閥取出，然后將210～220m處掃通，再用清水掃孔至孔底。該地區(qū)基巖地層穩(wěn)定，不易坍塌，210～351.23m段為裸孔。這樣地?zé)峥自诔删ぷ鞣矫婢鸵呀?jīng)完成。

圖1 ZK7地?zé)峥壮删Y(jié)構(gòu)圖

3.5 洗井

ZK7地?zé)峥兹∷卧?10m以下裂隙熱儲(chǔ)段洗井，先下鉆用清水沖掃鉆孔，目的是用清水把井內(nèi)泥漿全部替換出來，充分暴露基巖裂隙，增大洗井化學(xué)液與灰?guī)r的接觸面積，為下一步化學(xué)洗井做準(zhǔn)備。后用濃度為1%的焦磷酸鈉溶液分兩次浸泡取水段(每次浸泡24h)，用鋼絲刷刷洗井壁，用自制活塞洗井，后下?108mm出水管和1寸風(fēng)管至適當(dāng)位置，用17/7型號(hào)空壓機(jī)引噴。

3.6 采取措施

（1）使用足夠的鉆挺數(shù)量，孔底加壓，減壓鉆進(jìn)，鉆鏈采用“塔式”組合，既滿足了井底鉆進(jìn)的壓力，又能把孔斜控制在最小范圍，保證了套管的順利下入。

（2）根據(jù)揭露地層的不同，調(diào)整了不同參數(shù)的泥漿，抑制了地層嚴(yán)重漏漿等，防止了孔內(nèi)埋鉆事故。

（3）在鉆進(jìn)過程中，使用了兩泵聯(lián)合，保持一臺(tái)泥漿泵往孔內(nèi)送水正常鉆進(jìn)循環(huán)，保持一臺(tái)泥漿泵孔外循環(huán)，降底鉆孔內(nèi)溫度，提高鉆進(jìn)效率。

（4）揭露目的層后并沒有及時(shí)下入套管，而是直接鉆進(jìn)到終孔，目的是掌握全孔泥漿的漏失及地溫梯度變化情況，以便準(zhǔn)確確定下管位置。

（5）安裝防噴設(shè)施：在鉆探過程中,由于井內(nèi)狀態(tài)急劇變化會(huì)產(chǎn)生熱水或熱蒸氣涌噴,因此必須安裝防噴設(shè)施保證施工人員安全。

4 效果

（1）由于施工工藝科學(xué)合理，操作措施正確，在泥漿配制和使用上，嚴(yán)格與鉆孔地層巖性相適應(yīng)，成功維護(hù)了鉆井井壁的穩(wěn)定，整個(gè)地?zé)峋┕み^程沒有發(fā)生一起鉆孔事故。

（2）鉆進(jìn)參數(shù)合理，提高了鉆效，預(yù)防了孔斜。在鉆進(jìn)過程中，孔底的鉆壓基本控制在3～5t，轉(zhuǎn)速為69r/min，防斜措施好，鉆孔頂角彎曲保持設(shè)計(jì)要求范圍內(nèi)，全孔最大頂角為1.60°，保證了套管的順利下入。

（3）固井止水質(zhì)量好。下管、固井均嚴(yán)格按照程序?qū)嵤?jì)算準(zhǔn)確，保證了固井質(zhì)量。

（4）洗井效果好。在鉆進(jìn)過程中注重了地質(zhì)基礎(chǔ)資料工作，洗井方法得當(dāng)，保證了洗井效果。

（5）空壓機(jī)引噴時(shí)間短（70～80s），水溫上升快（2min可達(dá)到125℃），井口穩(wěn)定溫度在144℃，井口壓力為0.4MPa，水量達(dá)28m3/h。

[1]常志勇，史杰，唐平輝，等.新疆塔什庫爾干縣地?zé)豳Y源勘查報(bào)告[R].昌吉:新疆地礦局第二水文工程地質(zhì)大隊(duì)，2014.

[2]GB/T11615-2010地?zé)豳Y源地質(zhì)勘查規(guī)范[S].

[3]DZ/T0148-1994水文地質(zhì)鉆探規(guī)程[S].

P634.5

B

1004-5716(2015)08-0043-02

2014-08-15

唐平輝（1981-），男（漢族），四川蒲江人，工程師，現(xiàn)從事水文地質(zhì)工程地質(zhì)及環(huán)境地質(zhì)方面的工作。