河南省南乐县域地热井成井技术探讨.pdf
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1、2 0 2 3年6月地质装备河南省南乐县域地热井成井技术探讨靳廷朝1,2,王松珍1,2(1.河南省地质局地质灾害防治中心,郑州 4 5 0 0 4 5;2.河南省自然资源科技创新中心(豫北地热能清洁能源研究),郑州 4 5 0 0 4 5)摘 要:针对在第四纪、第三纪地层取水的地热井成井技术,改良了常用的成井技术,通过完全孔底换浆循环,避免循环短路造成泥浆置换不彻底的弊端,从而消除了泥皮堵塞含水层和滤水管的问题;成井后单井出水量稳定在6 0 t/h,水温达到5 5,均高于同地区其他地热井的水量5 0 t/h、水温5 0;实践证明,改良技术显著改善了洗井质量。关键词:地热井;松散地层;冲孔换浆;
2、循环短路;堵塞水层中图分类号:P 6 3 4 文献标识码:B 文章编号:1 0 0 9 2 8 2 X(2 0 2 3)0 3 0 0 3 3 0 4D i s c u s s i o n o n G e o t h e r m a l W e l l F o r m a t i o n T e c h n o l o g y i n N a n l e C o u n t y o f H e n a n P r o v i n c eJ I N T i n g c h a o WA N G S o n g z h e n1 T h e P r e v e n t i o n a n d C
3、o n t r o l C e n t e r f o r t h e G e o l o g i c a l D i s a s t e r o f H e n a n G e o l o g i c a l B u r e a u Z h e n g z h o u H e n a n 4 5 0 0 4 5 C h i n a2 T h e C e n t e r o f t e c h n o l o g i c a l i n n o v a t i o n f o r N a t u r a l r e s o u r c e s i n H e n a n P r o v i n
4、 c e T h e R e s e a r c h o n c l e a n e n e r g y o f g e o t h e r m a l e n e r g y i n N o r t h e r n H e n a n Z h e n g z h o u H e n a n 4 5 0 0 4 5 C h i n aA b s t r a c t I n r e s p o n s e t o t h e g e o t h e r m a l w e l l f o r m a t i o n t e c h n o l o g y f o r w a t e r e x
5、t r a c t i o n i n t h e Q u a t e r n a r y a n d T e r t i a r y s t r a t a t h e c o mm o n l y u s e d w e l l-f o r m i n g t e c h n o l o g y h a s b e e n i m p r o v e d a n d t h e d r a w b a c k s o f i n c o m p l e t e m u d r e p l a c e m e n t c a u s e d b y c i r c u l a t i o n
6、 s h o r t c i r c u i t h a s b e e n a v o i d e d t h r o u g h c o m p l e t e h o l e b o t t o m r e g r o u t i n g c y c l e t h e r e b y e l i m i n a t i n g t h e p r o b l e m o f m u d s k i n b l o c k i n g a q u i f e r s a n d f i l t e r p i p e s A f t e r w e l l f o r m a t i o
7、 n t h e w a t e r o u t p u t o f a s i n g l e w e l l w a s s t a b l e a t 6 0 t h a n d t h e w a t e r t e m p e r a t u r e r e a c h e d 5 5 b o t h o f w h i c h w e r e h i g h e r t h a n t h a t o f o t h e r g e o t h e r m a l w e l l s i n t h e s a m e r e g i o n b y 5 0 t h a n d 5
8、 0 r e s p e c t i v e l y P r a c t i c e h a s p r o v e d t h a t t h e i m p r o v e d t e c h n o l o g y h a s s i g n i f i c a n t l y i m p r o v e d t h e q u a l i t y o f w e l l w a s h i n g K e y w o r d s g e o t h e r m a l w e l l l o o s e f o r m a t i o n p u n c h i n g a n d s
9、 l u r r y r e p l a c e m e n t c i r c u l a t i o n s h o r t c i r c u i t b l o c k i n g w a t e r l a y e r 收稿日期:2 0 2 2 0 8 1 6 作者简介:靳廷朝(1 9 8 0-),男,地质工程专业,硕士,高级工程师,长期从事地质钻探及研究工作,E-m a i l:2 7 0 4 4 9 3 3 2q q.c o m。1 概况河南省南乐县域拥有较厚的第四纪和第三纪沉积层,厚度约9 0 02 0 0 0 m,地下水储藏丰富,地热条件较好,当地地热资源主要应用于洗浴用水和
10、供暖用水。2 0 2 0年我院在该县新建小区内承接4口中深层地热井,深度1 5 0 0 m,用于小区的地热供暖。设计要求有两口抽水井,两口回灌井;单井出水量5 0 t/h,井口出水温度5 0。井身结构设计:03 0 0 m钻孔直径4 4 5 mm,3 0 01 5 0 0 m钻孔直径3 1 1 mm。一次管串式下管成孔,03 0 0 m套管直径2 7 3 mm,3 0 01 5 0 0 m套管直径1 7 8 mm,为实管与梯形丝滤水管组合。2 工程地质条件2.1 区域地层工区位于南乐县城关镇北街村附近,测区附近出露、隐伏的地层主要寒武系()、奥陶系(O)、石炭系(C)、二叠系(P)、上第三系(
11、N)、第四系(Q)组成,现对测区及附近具有地层由老至新分述如下:(1)寒武系()分为中统(2)、上统(3)。(2)奥陶系(O)埋藏于测区深部,分为下马家沟组、上马家沟组。下马家沟组(O2x)下部为黄色薄层33靳廷朝等:河南省南乐县域地热井成井技术探讨第2 4卷 第3期状泥灰岩、灰质白云岩、紫红色粉砂质白云岩;上部为灰黑色厚层状灰岩、角砾状灰岩,部分白云质灰岩、灰质白云岩。上马家沟组(O2s)上部深灰色中、厚层状灰岩、豹皮状灰岩及泥质条带灰岩;下部深灰色中、厚层状角砾状灰岩与角砾状泥灰岩;上部中厚层状纯灰岩,溶蚀裂隙发育;下部角砾状灰岩小溶孔发育。(3)石炭系(C)由一套海陆交互相沉积组成,分为
12、中统本溪组和上统太原组,厚约7 0 9 0 m。中统本溪组(C2b)为浅海相沉积,下部为紫红、灰白、灰黄等杂色铝土页岩,底部夹透镜状或鸡窝状赤铁矿层,上部为灰色薄至厚层状铝土矿层,本组厚度因受基底古地形的影响而变化较大,一般2 1 6 m,其顶界以薄层状铝土矿或铝土页岩与太原组底部煤层(线),即A1煤或灰岩分界。上统太原组(C3t)为一套海陆交互相的含煤建造,下部为灰色厚层状灰岩夹2 8层煤线(层),中部为灰、灰黄色砂质页岩、泥质页岩,砂岩夹灰岩,其中尚有3 7层煤线(层);上部为灰、深灰色厚层状灰岩,含燧石团块或条带灰岩,夹砂质页岩及煤线1 4层;顶界以最上部的一层灰岩或泥质灰岩与二叠系山西
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