气举反循环在地热井施工中的应用

　２００９年４月　　　　　　　　　　　探矿工程（岩土钻掘工程）２３

气举反循环钻进技术在地热深井施工中的应用

陈　怡，段德培

（贵州地质工程勘察院，贵州贵阳５５０００３）

摘　要：介绍了气举反循环钻进技术在贵州保利ＺＫ３号地热井施工中的使用情况，分析和评价了气举反循环钻进的使用效果，实践证明，气举反循环钻进技术具有效率高、孔内干净、事故少、施工成本低、钻进质量好等优点。提出下一步地热井施工使用气举反循环钻进技术应改进的问题和建议。关键词：气举反循环；钻井；地热井

中图分类号：ＴＥ２４９　　文献标识码：Ｂ　　文章编号：１６７２－７４２８（２００９）０４－００２３－０２ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＡｉｒ－ｌｉｆｔＲｅｖｅｒｓｅＣｉｒｃｕｌａｔｉｏｎＤｒｉｌｌｉｎｇｉｎＢａｏｌｉＺＫ３ＤｅｅｐＧｅｏｔｈｅｒｍａｌＷｅｌｌｏｆＧｕｉｚｈｏｕ／ＣＨＥＮＹｉ，ＤＵ－ＡＮＤｅ－ｐｅｉ（ＧｕｉｚｈｏｕＧｅｏ－ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＩｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，ＧｕｉｙａｎｇＧｕｉｚｈｏｕ５５０００３，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｅｐａｐｅｒｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｔｈｅＢａｏｌｉＺＫ３ｇｅｏｔｈｅｒｍａｌｗｅｌｌｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｗｉｔｈａｉｒ－ｌｉｆｔｒｅｖｅｒｓｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ａｎａ－ｌｙｚｅｄｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｅｆｆｅｃｔａｎｄｐｕｔｆｏｒｗａｒｄｔｈｅｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｓｕｇｇｅｓｔｉｏｎ．Ｔｈｅｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎｉｓｔｈａｔａｉｒ－ｌｉｆｔｒｅｖｅｒｓｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｈａｓｔｈｅａｄｖａｎｔａｇｅｓｏｆｈｉｇｈｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ，ｃｌｅａｎｂｏｒｅｈｏｌｅ，ｈｉｇｈｓａｆｅｔｙ，ｌｏｗｅｒｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｃｏｓｔａｎｄｇｏｏｄｄｒｉｌｌｉｎｇｑｕａｌｉｔｙ．

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ａｉｒ－ｌｉｆｔｒｅｖｅｒｓｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ；ｄｒｉｌｌｉｎｇ；ｇｅｏｔｈｅｒｍａｌｗｅｌｌ

国内地热开发日趋成熟，但贵州起步较晚，我院继２００６年１０月采用正循环钻进技术在贵阳市新添寨顺海村叶家庄保利温泉新城开始施工ＺＫ２号地下热水井（该井是贵州省自己施工的第一口地热

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井，成井深度１９２２畅４４ｍ，日出水量１０１９ｍ，井口水温５５℃，完全满足施工合同所要求的成井各项指标），后又于２００７年８月在同一地点施工ＺＫ３号地下热水井，采用正循环和气举反循环钻进技术，成井

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深度２１９１畅２３ｍ，日出水量１２６８畅６１ｍ，井口水温４７℃，各项指标均满足合同要求。

１　地质概况

该井位于贵州省贵阳市新添寨顺海村叶家庄保利温泉新城，地貌类型主要为溶蚀地貌，侵蚀－剥蚀地貌，河谷地貌，地层构造位于地跨扬子准地台的黔北台隆和黔南台陷两个次级构造单元部，构造变形复杂，燕山运动形成区内构造骨架，其早期主要形成川黔经向构造体系，晚期则主要形成新华夏构造体系。区内断裂发育，为地下热水的深循环提供了通道。本次成井的热储层为寒武系中统娄山关群至下统清虚洞组，主要为白云岩、泥质白云岩、泥灰岩等，热储体盖层为志留系中下统高寨田组至奥陶系下统桐梓组，泥页岩、泥灰岩厚度大，具有良好的隔热性

　收稿日期：２００８－０９－０９；改回日期：２００９－０３－３１

能，对下伏热储层具有良好的保温作用。

２　钻进设备

ＲＰＳ－３０００型水井钻机１台，３ＮＢ－５００和ＢＷ１２００型泥浆泵各１台，ＶＷＦ－５／４０型空压机２台，配套振动筛、旋流除砂器和系列钻具及中国地质科学院勘探技术研究所研制的ＳＨＢ１２７／６２型双壁钻具。

３　钻进方法

ＺＫ３号地热井上部采用牙轮钻头正循环全面钻进方法施工，高聚物泥浆作钻井液，钻至孔深８５８畅１８ｍ处遇一个５畅６ｍ深的溶洞，泥浆全部漏失，随后采用多种堵漏措施均未堵住漏失，于是改用气举反循环钻进方法施工。

４　气举反循环钻进原理及其优点

气举反循环钻进技术是将压缩空气沿双壁钻具输气管道送入一定深度经混合器进入管内循环液，使混合后的液体密度小于冲洗液的密度，井筒内外就产生压差，在井内外压差的作用下，使管内混合的气液以较高的速度向上流动，从而将孔底的岩屑或岩心连续不断地带出地表，经反循环振动筛，排入沉

　作者简介：陈怡（１９６２－），男（汉族），贵州黔西人，贵州地质工程勘察院水勘公司和贵州地矿地热资源开发公司经理、高级工程师，探矿工程专业，从事钻探工程及地质工程技术和管理工作，贵州省贵阳市三桥百花大道５号；段德培（１９６８－），男（汉族），贵州惠水人，贵州地矿地热资源开发公司技师，从事钻探工程技术工作。