徐冬梅，王 利，王玉民

(吉林省地勘局第六地質(zhì)探礦工程大隊(duì)，吉林延吉133401)

海蘭1#地?zé)峋@井施工技術(shù)

徐冬梅*，王 利，王玉民

(吉林省地勘局第六地質(zhì)探礦工程大隊(duì)，吉林延吉133401)

吉林省延邊州龍井市海蘭1#地?zé)峋?，完井深?500.4m，揭露地層情況較為復(fù)雜，采用“三開(kāi)”井身結(jié)構(gòu)。施工過(guò)程中根據(jù)鉆遇地層情況的變化及時(shí)調(diào)整鉆具組合及鉆進(jìn)、鉆井液參數(shù)，降低了由于地層變化而產(chǎn)生的井斜、漏漿、掉塊、井壁坍塌等造成埋鉆、卡鉆的施工風(fēng)險(xiǎn)，應(yīng)用隨鉆減震器解決了因地層蹦跳鉆而產(chǎn)生的鉆具事故，保證了孔內(nèi)鉆探施工安全及成井質(zhì)量，為延邊地區(qū)相同或此類(lèi)地層的地?zé)峋┕ぬ峁┝顺晒?jīng)驗(yàn)。

鉆井；成井結(jié)構(gòu)；沉積巖；延邊

1 概述

海蘭1#地?zé)峋挥邶埦袞|盛涌鎮(zhèn)西2.5km海蘭江畔，井口位置為物探方黑龍江904水文地質(zhì)工程地質(zhì)勘查院布置，為龍井市開(kāi)發(fā)區(qū)項(xiàng)目，我隊(duì)鉆井公司受龍井市建設(shè)局委托承攬此區(qū)域第一眼地?zé)崽讲山Y(jié)合井的施工。鉆井周期146h，建井周期191h，用以了解地層、巖性、地?zé)崃黧w分布層位、性質(zhì)，從而為評(píng)價(jià)、開(kāi)發(fā)區(qū)域地?zé)豳Y源提供參數(shù)、依據(jù)。

2 區(qū)域地?zé)岬刭|(zhì)條件

根據(jù)區(qū)域地質(zhì)調(diào)查資料，地層為中生界白堊系龍井組和大砬子組沉積巖層。表層為第四系粘土、亞砂土及砂礫石；下部為龍井組粉細(xì)砂巖、砂質(zhì)頁(yè)巖、含礫粗砂巖、泥巖、礫石；漸深為龍井組和大砬子組砂頁(yè)巖、砂礫石。區(qū)內(nèi)侵入巖極為發(fā)育，主要包括華力西晚期侵入斜長(zhǎng)花崗巖、花崗閃長(zhǎng)巖，巖體分布受區(qū)域性北東向斷裂控制，同化和混合巖化作用較強(qiáng)；燕山期侵入輝石安山巖、角閃安山巖，該侵入巖侵入龍井組砂礫巖中。

區(qū)內(nèi)泥巖、砂巖互層頻繁，夾有頁(yè)巖、砂礫層，成孔施工要做好充分準(zhǔn)備。預(yù)計(jì)熱儲(chǔ)層應(yīng)在1500m以下砂礫巖中，地溫梯度、地層孔隙度、滲透率滿足開(kāi)采地?zé)崃黧w的需要。

3 井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

根據(jù)所鉆地層、熱儲(chǔ)類(lèi)型、鉆井目的、抽水方式、鉆井設(shè)備、工藝方法等因素綜合確定采用“三開(kāi)”成井井身結(jié)構(gòu)。目的層位白堊系大砬子組砂礫巖層，裸眼或篩管成井（詳見(jiàn)表1）。

表1 設(shè)計(jì)井身結(jié)構(gòu)說(shuō)明

4 鉆井設(shè)備及機(jī)具

鉆機(jī)：GZ-2600型，最大鉆深2600m（?89mm鉆桿），轉(zhuǎn)盤(pán)通徑?455mm，大鉤負(fù)荷135t，動(dòng)力機(jī)200kW電動(dòng)機(jī)1臺(tái)，280kW柴油機(jī)1臺(tái)。鉆塔：K31.5-135∕2.2。泥漿泵：CQ3NB-500型，315kW電動(dòng)機(jī)1臺(tái)，最大工作壓力35MPa，最大排量1470L∕min。同時(shí)配套投入震動(dòng)篩1臺(tái)，離心除泥機(jī)1臺(tái)，3PN、2PN潛水泵若干臺(tái)。

5 鉆井工藝

5.1 鉆進(jìn)及成井

本地?zé)峋@井工藝主要執(zhí)行《地?zé)豳Y源地質(zhì)勘查規(guī)范》GB∕T11615-2010。施工程序?yàn)椋恒@進(jìn)—測(cè)井—下管—固井—候凝[3]。鉆進(jìn)方法為三牙輪鉆頭鉆進(jìn)。

5.1.1 一開(kāi)井段鉆進(jìn)與成井

采用?346mm銑齒三牙輪鉆頭鉆進(jìn)到穩(wěn)定泥巖層達(dá)到設(shè)計(jì)深度后通井，充分循環(huán)鉆井液，提鉆下入表層套管。采用提吊法下入[4]，井底預(yù)留1m口袋。水灰比0.5的水泥漿全段封固止水，水泥漿返高地表，候凝48h下鉆透水泥塞及掃浮鞋。

鉆進(jìn)中針對(duì)地層情況主要對(duì)鉆井液的性能，鉆壓等鉆進(jìn)參數(shù)進(jìn)行了準(zhǔn)確控制，并通過(guò)劃眼、短起、下管回灌等一些技術(shù)措施，降低了細(xì)砂巖層塌孔、泥巖層縮徑、軟硬互層產(chǎn)生井斜等施工風(fēng)險(xiǎn)，保證了井眼安全和開(kāi)孔的垂直度，使得套管順利下入，固井成功。

5.1.2 二開(kāi)井段鉆進(jìn)與成井

二開(kāi)采用?215.9mm鑲齒三牙輪鉆頭鉆進(jìn)。鉆井液為聚和物防塌型鉆井液。鉆具組合為滿眼、鐘擺式鉆具組合[4]，并應(yīng)用液壓式單向隨鉆減震器[5]，鉆進(jìn)中加強(qiáng)鉆井液的凈化管理和性能指標(biāo)控制，加壓不超過(guò)鉆鋌重量的80%，解決了因地層蹦跳鉆而引發(fā)的鉆具事故和孔壁剝落、掉塊而引起的砂橋卡鉆、埋鉆等孔內(nèi)事故。

下管技術(shù)措施與一開(kāi)基本相同。據(jù)測(cè)井報(bào)告實(shí)行分段固井，為后續(xù)射孔工作做好準(zhǔn)備。用水灰比0.5的水泥漿封固，第一段251～977m，第二段1268～1484.6m，與一開(kāi)套管重疊部分用膨脹橡膠條纏繞加強(qiáng)止水。固井過(guò)程中準(zhǔn)確計(jì)量水泥用量、水灰比、隔離液量、頂替漿量，嚴(yán)格按設(shè)計(jì)執(zhí)行[5]。頂替結(jié)束后憋壓，初凝前及時(shí)倒開(kāi)送入鉆具，候凝48h下鉆透井。

5.1.3 三開(kāi)井段鉆進(jìn)與成井

三開(kāi)井段大砬子組為擬開(kāi)采目的熱儲(chǔ)層，為了防止固相顆粒對(duì)儲(chǔ)層裂隙堵塞，采用低固相聚和物鉆井液。從二開(kāi)到三開(kāi)結(jié)束，隨著巖層抗壓強(qiáng)度、可鉆性的提高在鉆頭使用方面做了一些調(diào)整。

采用?152.4mm鑲齒三牙輪鉆頭鉆進(jìn)至2500.4m，根據(jù)上返巖樣和測(cè)井報(bào)告基本達(dá)到預(yù)期，故決定終孔完鉆。采用尾管法成井工藝[4]。據(jù)電測(cè)井三開(kāi)共有一、二、三類(lèi)含水層3段，故含水層下入花管非含水層下入套管，下深2451m。在最上段和最下段花管上部各下入1根1.5m長(zhǎng)膨脹短節(jié)，與二開(kāi)套管采用懸掛器連接。

5.2 成井結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)與鉆進(jìn)數(shù)據(jù)匯總

最終海蘭1#完井深度2500.4m，三開(kāi)結(jié)構(gòu)，懸掛尾管法成井。試驗(yàn)水量30m3∕h，水溫35℃。成井及鉆進(jìn)過(guò)程主要技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表2～表6。

表2 成井參數(shù)

表3 鉆具組合

6 施工經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

海蘭1#地?zé)峋氖┕?，初步摸索和積累了在延邊地區(qū)沉積巖層鉆井的施工經(jīng)驗(yàn)。

（1）要想保證鉆井的垂直度，首先要從鉆井機(jī)具方面入手，再根據(jù)地層的實(shí)際情況采取必要的鉆進(jìn)技術(shù)措施，這樣才能收到良好的效果。本井實(shí)現(xiàn)了頂角3.09°、井底位移小于40m的規(guī)范要求。

（2）鉆鋌、鉆桿、接頭長(zhǎng)時(shí)間使用，入井前最好做探傷檢測(cè)，防止為事故埋下隱患。隨時(shí)掌握鉆進(jìn)情況并給與重視，當(dāng)同一事故經(jīng)常發(fā)生現(xiàn)有措施解決不了，這時(shí)就要考慮采用新工具，引進(jìn)新工藝來(lái)解決問(wèn)題，加快進(jìn)度。

（3）前期要多方收集區(qū)域地質(zhì)資料，井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上充分考慮各種因素的存在、各種可能性，不影響后續(xù)洗井、抽水工作，降低施工風(fēng)險(xiǎn)。

（4）以后地?zé)峋┕?，技術(shù)套管固井可以采用“穿鞋”、“帶帽”的方法能更好地保證固井質(zhì)量。

（5）加強(qiáng)鉆井液的凈化管理是實(shí)現(xiàn)順利鉆井的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

（6）未能對(duì)目的層進(jìn)行局部取芯，井深后巖樣遲到時(shí)間較長(zhǎng)，研磨后的巖樣能否準(zhǔn)確反映地層的真實(shí)情況要予以考慮。

（7）海蘭1#井的施工技術(shù)措施和技術(shù)參數(shù)是根據(jù)本井的施工設(shè)備選定的，還不夠成熟、不夠經(jīng)濟(jì)合理，僅供后續(xù)地?zé)峋┕ぜ夹g(shù)人員參考、借鑒。

表4 固井及止水參數(shù)

表5 鉆進(jìn)技術(shù)參數(shù)

表6 鉆井液配方及性能指標(biāo)

7 結(jié)語(yǔ)

延邊地區(qū)具有良好的人文環(huán)境和自然環(huán)境、旅游和飲食獨(dú)具特色。地?zé)崾乔鍧嵀h(huán)保的新型可再生能源，發(fā)展前景廣闊，市場(chǎng)潛力巨大。龍井市政府前瞻性、探索性地開(kāi)啟了該區(qū)地?zé)豳Y源勘探開(kāi)發(fā)之路，為整個(gè)區(qū)域的地?zé)豳Y源勘探開(kāi)發(fā)工作開(kāi)了好頭，奠定了基礎(chǔ)。針對(duì)海蘭1#地?zé)峋氖┕ず蛯?shí)踐，我們總結(jié)了幾點(diǎn)體會(huì)：

（1）進(jìn)一步完善鉆井施工機(jī)具，適當(dāng)引進(jìn)新工藝、新技術(shù)，努力提高鉆井施工的技術(shù)含量，提高效率的同時(shí)增加經(jīng)濟(jì)效益。

（2）在以后工作中地質(zhì)，鉆井等方面的專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員應(yīng)多多積累數(shù)據(jù)，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，完善地質(zhì)論證和施工工藝，從專(zhuān)業(yè)技術(shù)層面為區(qū)域地?zé)豳Y源勘探開(kāi)發(fā)提供科學(xué)依據(jù)。

（3）國(guó)家大力提倡推廣地?zé)崮茉撮_(kāi)發(fā)利用，結(jié)合我隊(duì)的實(shí)際情況，我們作為專(zhuān)業(yè)的技術(shù)隊(duì)伍更應(yīng)該努力提高項(xiàng)目的施工能力，努力開(kāi)拓地?zé)峥碧介_(kāi)發(fā)市場(chǎng)，使之真正成為我隊(duì)新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)，提高經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)創(chuàng)造良好的社會(huì)效益，為地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展貢獻(xiàn)力量。

[1]丁同領(lǐng)，高翯.武漢-1超深地?zé)峋@井成井工藝[J].探礦工程（巖土鉆掘工程），2012,39（8）：23-25.

[2]張耀輝.甘肅敦煌城區(qū)DR3地?zé)崽讲山Y(jié)合孔成井工藝[J].探礦工程（巖土鉆掘工程），2014,41（1）：33-36.

[3]于孝民，楊春光，董國(guó)明，湛丹.唐山市第一眼薊縣系地?zé)峋@探及成井技術(shù)[J].探礦工程（巖土鉆掘工程），2014,41（2）：41-44.

[4]王新純.鉆探施工工藝技術(shù)手冊(cè)[M].北京：石油工業(yè)出版社，2005.

[5]趙金洲，張桂林.鉆井工程技術(shù)手冊(cè)[M].北京：中國(guó)石化出版社，2007.

P634.5

B

1004-5716(2015)11-0074-04

2014-11-24

徐冬梅（1969-），女（漢族），遼寧鞍山人，助理工程師，現(xiàn)從事探礦工程新技術(shù)開(kāi)發(fā)工作。