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打一眼地热井有什么工艺怎么成井需要多少钱?
发布时间:2019-09-16 来源:未知 点击次数: 打印 作者:admin
近几年来,随着地热开发技术的进步和地热资源勘察的进一步进展,温泉旅游、地热供暖、地热发电、地热种植养殖等地热项目纷纷被启动,全国各地掀起来利用地热资源的热潮。 基于空气污染的长久治理战略,政府对地热资源这种清洁能源的利用也进行鼓励,北方很多城市已经禁止使用煤炭锅炉供暖,并对区域和民间的地热资源开发提供相应的支持与补贴,与此同时,各方面资金与技术涌入地热行业。
相对于国外一些地热资源开发的先进国家而言,中国的地热开发还处于初级阶段,地热能的概念在中国的普及度还需要推广拓展,对于地热开发的了解也有待加强。对于地热能直接利用的工程项目核心——地热钻井技术,很多人的理解还停留在昔日打普通水井的阶段。 一些有志于投资地热资源、开发地热温泉的人士,对于地热钻井价格十分困惑,同样是钻一眼井,为什么价格却存在天壤之别,有的几万元就能成井,有的则需要几百万甚至上千万?地热钻井项目价格的影响因素有哪些呢? 赋存条件因素 通过对地下地质条件的勘察,分析其地下热水的赋存条件,预估是否适合进行地热钻井。比如某地土壤层厚度达到四五千米,就不适合进行温泉钻井,因为成本太高,得不偿失。在地热钻井前,通过实地踏勘和数据分析,掌握该地地热资源分布的情况,确定适当的钻井靶位,用科学的技术手段降低钻井的风险性和二次钻井的成本,但勘察本身也需要费用,同样计算在地热钻井的价格本身中。 地质岩层因素 通过地热勘察,对于岩层情况进行分析,勘察该地区是否具有钻井条件,比如某地区土质疏松,容易造成塌方,对成井十分不利,强行钻井,容易导致项目失败,造成巨大损失。有的地区地质很硬或十分复杂,会给钻井带来困难,相应的钻井成本也会提高,而钻井的价格也随之变化。 钻井深度因素 根据深度的不同,钻井的价格也是不同的,几十米深的普通水井价格,根据所处的地理位置不同,大约几十到几百元一米不等,几千米的深水井,价格有几百元一米,也有几千元一米的,而接近万米的石油井,一米的价格达到一万多元。深度越大,地下情况越复杂,钻探难度越大,所需的技术含量和设备要求也越高,因此价格也会不同。 使用设备因素 钻井过程中,最核心的设备就是钻机。用铁锹挖水井和用石油钻机打万米井不能同日而语,因此价格也存在很大幅度的不同,耗材及耗能也差距很大,同时,地热钻井设备及防护设备,随着地热开采技术进步,也在不断改造更新,新型设备能够应付复杂的钻进工程,优化成井质量,提高地热井产量和持久性,但相应的设备成本也会增加。 钻井人力因素 根据前期勘察的地质地热情况的不同,就需要采用更高级的设备和更合理的成井工艺, 并需要工作人员能够根据钻进状况,随时进行应对及处理。这就对钻井工程师、钻井技术人员以及钻井施工人员的经验和技术水平的要求相应提高了,从而提高地热钻井的人力成本,进而影响地热钻井价格。 地热应用因素 地热井的价格,也受规划应用的影响。用于温泉旅游区的地热井,与用于地热供暖、地热发电等中型或大型项目的地热井,在价格方面是不同的。因为出水量和所需温度不同,因此所采用的设备、前期的地热勘察工作和钻井工艺的设计都会有所不同,地热供暖和地热发电要考虑的因素更多,这些也体现在钻井价格上。 区域开发因素 地热钻井的价格,也受区域的影响,比如,在石油废井进行地热钻井,相对成本价格会降低。又或者在某个已经勘察好的地热区域,前期已经有他人的地热温泉井项目成功。那么在附近地段,随机钻采也可能会开采出一定量的地下热水,如果该地区地质及赋存条件同时很好,那么也有几万元就能打出地热井的情况,但这种情况极不常见,即使能够顺利地打成井,产量与热量是否能够持续都不能确定,这是如同赌博一样的风险投资。 以上几点是影响着地热钻井的价格的基本因素,在实际进行地热开发的过程中,还存在更多的细节因素,影响着地热钻井的成本及价格。进行地热钻井工程项目,要根据地区的地质及政策条件,参考自身的投融资能力,进行相应的地热开发规划和投入。 地热钻井工艺及成井技术 地热钻井及其工艺变化 分割线 箭头 动态 地热钻井 地热钻井是一项非常重要的特殊技术,它用于地热蒸气和地热水的钻井,是勘探和开采地热流体必须采用的手段之一。地热钻井的深度一般在1000米到3000米之间,大多数是在2000米左右,有少量的超过了3000米。随着时间的推移和科学技术的不断发展变化,地热钻井技术也在不断发展着。其中井身结构及套管结构、钻井工艺、完井工艺以及洗井工艺不断发展随着时间的变化逐渐表现出来。 分割线 几何形 1井身结构及套管结构 从20世纪70年代至今,井身结构经历了153/8”+81/2”、171/2”+121/4”+82/2”、171/2”+121/4”+95/8”、171/2”+95/8”、171/2”+121/4”+95/8”+81/2” 等几种不同型号的变化,与其配套的套管结构则经历了相应的 103/4”+51/2”、133/8”+103/4”+51/2”、133/8”+103/4”+7”、133/8”+7”、133/8”+103/4”+7”+81/2” 等几种型号。
不得不说由简入精,井身结构及其配套的套管结构已经越来越成熟完善。 2钻井工艺 地热市场的占领在于将石油钻井中先进成熟的工艺和相关的水文、地热等条件有机结合起来,并且充分引进各种现代的设备,选用优质的钻头和各种机械参数,提高钻井的工作效率,缩短建井周期。再加上引进现代科学的泥浆工艺,在地热钻井过程中,针对不同的地层,采取不同的科学泥浆配方,以达到平衡钻井的目的。
从70年代至今,钻井工艺也历经了非常大的变化,其变化更好地适应了现代地热钻井的施工和完成。 3完井工艺 70年代的地热井的完井工艺主要采用水井式的完井方式,对于水层采用笼式过滤管,入井后采用投填砾料的方式,止水则采用投泥球封隔止水的古老方法。而90年代之后,由于地热井完井工艺的不断发展和完善,采用水井完井方式的同时还结合了石油完井工艺,针对不同的水层采取不同的方法。如:包网缠丝滤水管、不包网缠丝滤水管完井、裸眼完井等方式都产生了非常好的效果。止水方式上改进了传统的止水方法及装置,改进为混合式装置,又根据地热井多为大段混合开采的特点,在水层顶部设置了伞状防塌装置,确保了水层的稳定和寿命。 4洗井工艺 传统的水井洗井方法就是反复地抽取和吸取。在地热井中则逐步引进了二氧化碳气举、酸化,高能气体压裂,压风机气举洗井以及活塞抽吸、高压喷射冲洗等方法,这些方法对于不同的地热井的施工都产生了良好的影响。 成井技术的分析 分割线 箭头 动态 成井过程是地热井施工中最为重要的工序之一,由于不同的地热井所处的大地构造背景和热储层岩性不同,因此需要采用不同的成井方法来实现工程的顺利完成。就目前国内相对比较成熟完善的成井方法而言,先期完成法、后期完成法、裸眼完成法、筛管完成法和射孔完成法这几种成井方法是比较具有代表性的。
1 先期完成法 先期完成法适用于井比较深、上部地层比较复杂的地热井,它是在钻井中采用分别排除的方法的一种钻井工艺,完井工艺较为安全。
先期完成法是在钻达到目的层的顶部时,先下入技术套管来固定井壁,再用小尺寸的钻头钻至井深。下技术套管是为了能够封固住非采水段的井壁,隔绝深浅地层水以及满足下部施工的需要。 先期完成法的缺点在上文中也显而易见了,它实施起来较为麻烦,因此造成工期较长,投入相对较大。
2 后期完成法 后期完成法能够根据钻孔的资料自由地选择取水井段,而且其钻井的工期较短,投入相对较小。 后期完成法和先期完成法的区别在于,它在钻达到目的层的顶部时,先不下技术套管,而是用原有尺寸的小钻头钻至完钻井深,再根据各项资料的显示进一步下入技套或者其他工具来固定井壁。 后期完成法同样具有一些缺点,由其钻井过程可看出,它对钻井的技术要求非常高,而且完井下管和固定井壁的工艺也是相当的复杂。
3 裸眼完成法 裸眼完成法一般适用于井壁比较稳定的地区,比如火成岩类的裂隙型热储层等。它采用的是不下井管的方法,相较于其他需要下井管的方法而言,裸眼完成法的优点在于其出水口的截面积较大、出水量较大、阻力较小并且不易发生堵塞事故以及投资较少等。但是这种方法却不适用与砂泥浆剖面的地热井,因此不得不说此为一大遗憾。
4 筛管完成法 筛管完成法一般适用于砂泥岩剖面等沉积型的地层。它采用的是在取水段下入筛管的完井方法,此种方法若辅以填沙工艺即可起到防塌和防砂的作用,其优点不言而喻,即较为简单且安全。
5 射孔完成法 射孔完成法是一种较为特殊的完井方法,它主要是针对水量不足而未取水层段进行取孔以弥补缺点,或者不下滤水管直接在取水段射孔取水。射孔完成法无疑是在施工过程中出现上述两种或者以上的问题时及时采取的一种完井方法。由此我们可以看出完井方法的多样性以及其技术的成熟和完备。 结语 成井方法的多样也在暗示着地形构造的多样性,只有掌握住每一种成井方法的优缺点,才能够熟练而不失稳重地把不同地形构造的地热井安全有效地完成,以保障地热井开发过程中必要的人身和设施安全。 每个地区的地形和地层构造都存在着多多少少的不同,针对不同的地层构造采取不同的完井方法是地热钻井的重要原则。热能不断地被发掘并且快速地发展,引发地热井开采的同时,需要不断改进和完善完井技术,从而推进地热井的安全有效开发和使用,造福于其他人,同样也造福于自己。
相对于国外一些地热资源开发的先进国家而言,中国的地热开发还处于初级阶段,地热能的概念在中国的普及度还需要推广拓展,对于地热开发的了解也有待加强。对于地热能直接利用的工程项目核心——地热钻井技术,很多人的理解还停留在昔日打普通水井的阶段。 一些有志于投资地热资源、开发地热温泉的人士,对于地热钻井价格十分困惑,同样是钻一眼井,为什么价格却存在天壤之别,有的几万元就能成井,有的则需要几百万甚至上千万?地热钻井项目价格的影响因素有哪些呢? 赋存条件因素 通过对地下地质条件的勘察,分析其地下热水的赋存条件,预估是否适合进行地热钻井。比如某地土壤层厚度达到四五千米,就不适合进行温泉钻井,因为成本太高,得不偿失。在地热钻井前,通过实地踏勘和数据分析,掌握该地地热资源分布的情况,确定适当的钻井靶位,用科学的技术手段降低钻井的风险性和二次钻井的成本,但勘察本身也需要费用,同样计算在地热钻井的价格本身中。 地质岩层因素 通过地热勘察,对于岩层情况进行分析,勘察该地区是否具有钻井条件,比如某地区土质疏松,容易造成塌方,对成井十分不利,强行钻井,容易导致项目失败,造成巨大损失。有的地区地质很硬或十分复杂,会给钻井带来困难,相应的钻井成本也会提高,而钻井的价格也随之变化。 钻井深度因素 根据深度的不同,钻井的价格也是不同的,几十米深的普通水井价格,根据所处的地理位置不同,大约几十到几百元一米不等,几千米的深水井,价格有几百元一米,也有几千元一米的,而接近万米的石油井,一米的价格达到一万多元。深度越大,地下情况越复杂,钻探难度越大,所需的技术含量和设备要求也越高,因此价格也会不同。 使用设备因素 钻井过程中,最核心的设备就是钻机。用铁锹挖水井和用石油钻机打万米井不能同日而语,因此价格也存在很大幅度的不同,耗材及耗能也差距很大,同时,地热钻井设备及防护设备,随着地热开采技术进步,也在不断改造更新,新型设备能够应付复杂的钻进工程,优化成井质量,提高地热井产量和持久性,但相应的设备成本也会增加。 钻井人力因素 根据前期勘察的地质地热情况的不同,就需要采用更高级的设备和更合理的成井工艺, 并需要工作人员能够根据钻进状况,随时进行应对及处理。这就对钻井工程师、钻井技术人员以及钻井施工人员的经验和技术水平的要求相应提高了,从而提高地热钻井的人力成本,进而影响地热钻井价格。 地热应用因素 地热井的价格,也受规划应用的影响。用于温泉旅游区的地热井,与用于地热供暖、地热发电等中型或大型项目的地热井,在价格方面是不同的。因为出水量和所需温度不同,因此所采用的设备、前期的地热勘察工作和钻井工艺的设计都会有所不同,地热供暖和地热发电要考虑的因素更多,这些也体现在钻井价格上。 区域开发因素 地热钻井的价格,也受区域的影响,比如,在石油废井进行地热钻井,相对成本价格会降低。又或者在某个已经勘察好的地热区域,前期已经有他人的地热温泉井项目成功。那么在附近地段,随机钻采也可能会开采出一定量的地下热水,如果该地区地质及赋存条件同时很好,那么也有几万元就能打出地热井的情况,但这种情况极不常见,即使能够顺利地打成井,产量与热量是否能够持续都不能确定,这是如同赌博一样的风险投资。 以上几点是影响着地热钻井的价格的基本因素,在实际进行地热开发的过程中,还存在更多的细节因素,影响着地热钻井的成本及价格。进行地热钻井工程项目,要根据地区的地质及政策条件,参考自身的投融资能力,进行相应的地热开发规划和投入。 地热钻井工艺及成井技术 地热钻井及其工艺变化 分割线 箭头 动态 地热钻井 地热钻井是一项非常重要的特殊技术,它用于地热蒸气和地热水的钻井,是勘探和开采地热流体必须采用的手段之一。地热钻井的深度一般在1000米到3000米之间,大多数是在2000米左右,有少量的超过了3000米。随着时间的推移和科学技术的不断发展变化,地热钻井技术也在不断发展着。其中井身结构及套管结构、钻井工艺、完井工艺以及洗井工艺不断发展随着时间的变化逐渐表现出来。 分割线 几何形 1井身结构及套管结构 从20世纪70年代至今,井身结构经历了153/8”+81/2”、171/2”+121/4”+82/2”、171/2”+121/4”+95/8”、171/2”+95/8”、171/2”+121/4”+95/8”+81/2” 等几种不同型号的变化,与其配套的套管结构则经历了相应的 103/4”+51/2”、133/8”+103/4”+51/2”、133/8”+103/4”+7”、133/8”+7”、133/8”+103/4”+7”+81/2” 等几种型号。
不得不说由简入精,井身结构及其配套的套管结构已经越来越成熟完善。 2钻井工艺 地热市场的占领在于将石油钻井中先进成熟的工艺和相关的水文、地热等条件有机结合起来,并且充分引进各种现代的设备,选用优质的钻头和各种机械参数,提高钻井的工作效率,缩短建井周期。再加上引进现代科学的泥浆工艺,在地热钻井过程中,针对不同的地层,采取不同的科学泥浆配方,以达到平衡钻井的目的。
从70年代至今,钻井工艺也历经了非常大的变化,其变化更好地适应了现代地热钻井的施工和完成。 3完井工艺 70年代的地热井的完井工艺主要采用水井式的完井方式,对于水层采用笼式过滤管,入井后采用投填砾料的方式,止水则采用投泥球封隔止水的古老方法。而90年代之后,由于地热井完井工艺的不断发展和完善,采用水井完井方式的同时还结合了石油完井工艺,针对不同的水层采取不同的方法。如:包网缠丝滤水管、不包网缠丝滤水管完井、裸眼完井等方式都产生了非常好的效果。止水方式上改进了传统的止水方法及装置,改进为混合式装置,又根据地热井多为大段混合开采的特点,在水层顶部设置了伞状防塌装置,确保了水层的稳定和寿命。 4洗井工艺 传统的水井洗井方法就是反复地抽取和吸取。在地热井中则逐步引进了二氧化碳气举、酸化,高能气体压裂,压风机气举洗井以及活塞抽吸、高压喷射冲洗等方法,这些方法对于不同的地热井的施工都产生了良好的影响。 成井技术的分析 分割线 箭头 动态 成井过程是地热井施工中最为重要的工序之一,由于不同的地热井所处的大地构造背景和热储层岩性不同,因此需要采用不同的成井方法来实现工程的顺利完成。就目前国内相对比较成熟完善的成井方法而言,先期完成法、后期完成法、裸眼完成法、筛管完成法和射孔完成法这几种成井方法是比较具有代表性的。
1 先期完成法 先期完成法适用于井比较深、上部地层比较复杂的地热井,它是在钻井中采用分别排除的方法的一种钻井工艺,完井工艺较为安全。
先期完成法是在钻达到目的层的顶部时,先下入技术套管来固定井壁,再用小尺寸的钻头钻至井深。下技术套管是为了能够封固住非采水段的井壁,隔绝深浅地层水以及满足下部施工的需要。 先期完成法的缺点在上文中也显而易见了,它实施起来较为麻烦,因此造成工期较长,投入相对较大。
2 后期完成法 后期完成法能够根据钻孔的资料自由地选择取水井段,而且其钻井的工期较短,投入相对较小。 后期完成法和先期完成法的区别在于,它在钻达到目的层的顶部时,先不下技术套管,而是用原有尺寸的小钻头钻至完钻井深,再根据各项资料的显示进一步下入技套或者其他工具来固定井壁。 后期完成法同样具有一些缺点,由其钻井过程可看出,它对钻井的技术要求非常高,而且完井下管和固定井壁的工艺也是相当的复杂。
3 裸眼完成法 裸眼完成法一般适用于井壁比较稳定的地区,比如火成岩类的裂隙型热储层等。它采用的是不下井管的方法,相较于其他需要下井管的方法而言,裸眼完成法的优点在于其出水口的截面积较大、出水量较大、阻力较小并且不易发生堵塞事故以及投资较少等。但是这种方法却不适用与砂泥浆剖面的地热井,因此不得不说此为一大遗憾。
4 筛管完成法 筛管完成法一般适用于砂泥岩剖面等沉积型的地层。它采用的是在取水段下入筛管的完井方法,此种方法若辅以填沙工艺即可起到防塌和防砂的作用,其优点不言而喻,即较为简单且安全。
5 射孔完成法 射孔完成法是一种较为特殊的完井方法,它主要是针对水量不足而未取水层段进行取孔以弥补缺点,或者不下滤水管直接在取水段射孔取水。射孔完成法无疑是在施工过程中出现上述两种或者以上的问题时及时采取的一种完井方法。由此我们可以看出完井方法的多样性以及其技术的成熟和完备。 结语 成井方法的多样也在暗示着地形构造的多样性,只有掌握住每一种成井方法的优缺点,才能够熟练而不失稳重地把不同地形构造的地热井安全有效地完成,以保障地热井开发过程中必要的人身和设施安全。 每个地区的地形和地层构造都存在着多多少少的不同,针对不同的地层构造采取不同的完井方法是地热钻井的重要原则。热能不断地被发掘并且快速地发展,引发地热井开采的同时,需要不断改进和完善完井技术,从而推进地热井的安全有效开发和使用,造福于其他人,同样也造福于自己。