淺談地熱井的質量控制

周為荃

關鍵詞:地熱井（水井）工程質量管理分部分項工程質量控制點

隨著全球能源和水資源的危機，人類生活、生產活動對自然環境的破壞，人類生存和可持續發展所依賴的自然資源正面臨污染、破壞、枯竭的危險境地。近年來地熱資源受到世界各國的重視。

山西中冶東晟投資有限公司為了充分開發利用地熱資源，決定施工地熱井；以解決項目采暖、洗浴等問題；4#井位于運城市東花園北側，其井位坐標：X：6305.3，Y：7823.27；海拔高度為：372.7米。本項目于2010年4月18日10：00第一次開鉆，5月5日鉆至井深3205米；出水量：142.38立方米/小時，溫度：59度。對于地熱井的質量控制，網上介紹很少，通過對本項目的學習小有收獲，特小結一下。

1 地熱井（水井）施工工藝流程

第一,準備階段：平整場地、井口確認與開挖、基礎施工—鉆井設備安裝—鉆井液和其他消耗材料準備—試鉆。

第二,鉆探階段：開表層套管段的施工、測井下管、固井—開技術套管井段施工、測井下管、固井—開取水目的層井段施工、測井。

第三,完井階段：換漿沖孔—化學藥劑、空壓機聯合洗井—酸化、二氧化碳、壓風機聯合洗井—水泵抽水洗井。

第四,抽水階段：抽水檢測----測量水溫----流量

第五,完工撤場

2 地熱井（水井）工程的劃分地熱井（水井）工程分項、分部工程的劃分分項、分部工程劃分見表1。

表1 地熱井（水井）分項、分部工程的劃分

序號 分部工程 分項工程

1 鉆井 鉆機安裝，鉆探，鉆頭、鉆具，鉆井液，地質錄井，物探測井，下管，填礫，固井（止水），井管，粘土粉，濾料，焊接，水泥等

2 洗井 活塞洗井，壓風機洗井，化學藥劑洗井，酸化洗井，二氧化碳洗井，水泵抽水洗井，水位觀測，水量觀測，水溫觀測等

3 抽水試驗 水泵抽水，水位觀測，水量觀測，水溫觀測，含砂量觀測，水質檢驗、探孔等

4 泵房建設 工程測量，地基，混凝土，構件安裝，防水，鋼筋，砌磚，焊接，地面，內外墻飾面，門窗安裝，井口處理等

5 供水設備安裝 水泵，設備、材料，水泵下井，管線安裝，電器設備安裝，水處理設備安裝，供水調試等

3 地熱井（水井）工程施工質量控制

表2 地熱井（水井）施工階段質量控制

事前控制 施工準備質量控制 質量控制系統組織，質量保證體系，項目人員，施工材料，施工方案方法，作業環境，施工機械設備

設計文件會審，設計技術、安全交底

審查開工申請、嚴把開工關

事中控制 施工過程質量控制 工序控制，工序之間交接檢查，隱蔽工程質量控制

中間產品質量檢查驗收與保護

分部、分項工程質量評定

設計變更與設計修改的審查

事后控制 竣工質量檢查驗收

工程質量評定

工程質量文件審核和建檔

表3 地熱井（水井）施工階段質量控制點設置

分項工程 質量控制點

鉆機安裝 基礎，鉆臺調平，繃繩

鉆探 鉆井液，測斜，鉆具長度校正

物探測井 測井方法選擇，測斜，測溫，地質解釋

下管 排管，管長丈量，下管方法，絲扣、焊接質量，井管通徑

填礫 濾料，填礫方法，填礫高度監控

固井（止水） 水泥，粘土球，固井壓力，初凝卸壓提鉆

活塞洗井 提升速度，洗井時間

壓風機洗井 風管深度，風量

化學藥劑洗井 藥液濃度，浸泡時間

酸化洗井 浸泡時間，鹽酸濃度，添加劑

二氧化碳洗井 二氧化碳用量，總氣閥壓力

水泵抽水 水位、水量、水溫觀測，含砂量觀測方法，計量器具

水質檢驗 取樣方法，檢驗單位

探 孔 鉆具丈量，井深誤差

工程測量 標高，軸線，基準點

地基、基礎 尺寸，標高，土質，承載力

混凝土 水泥、砂石質量，配合比，鋼筋品種規格，預埋件

井口處理 形狀尺寸，防異物入井

水泵 泵型選擇，泵管質量，鏍栓

水處理設備安裝 設備、材料選擇，工藝流程

4、鉆井液技術措施及維護要點：

4．1一開鉆井液措施

本井一開將采用攜帶能力強，封堵流砂層性能好的優質般土漿開鉆，粘度和切力的控制以滿足攜帶巖屑、穩定井壁為原則，并在實際施工過程中依據具體情況，適當補充清水，潤滑劑及般土含量，使其具有較強的攜砂能力及良好的造壁及減磨阻性。

4.2二開鉆井液措施

本井二開后，在鉆井過程中，針對不同井段不同地層的可鉆性、滲透性等特點，適當調整泥漿性能，保證鉆進順利進行；采用抑止粘土水化膨脹能力強，穩定性能好，易于維護和處理的鉀銨基聚合物泥漿體系。

4.2.1二開預處理

一開原漿稀釋＋0.3%(用于控制泥巖地層造漿)＋降濾失劑0.4%(降低鉆井液濾失量，防止泥頁巖水敏剝落)＋防塌降濾失劑1%(提高泥餅質量，封堵地層微裂縫和砂巖及砂礫巖孔隙)。

4.2.2 鉆井液的適時改造及維護措施

4.2.2.1為防止砂巖、砂礫巖井段滲透性強而形成厚泥餅，每鉆井300－500米補充0.5－1％防塌降濾失劑，提高泥餅質量，使其薄而堅韌，同時采用有機降粘劑調整鉆井液流變性能。

4.2.2.2為防止泥巖段縮徑及粘切過高形成厚泥餅而產生拔活塞現象，應急時監測鉆井液性能，適當添加濾失劑和有機降粘劑，使鉆井液始終保持良好的流變性，以及時有效的清洗 井壁粘附的巖屑，保證起下鉆暢通。

4.2.2.3完鉆前50米，加入1%液體潤滑劑，同時不得大幅度調整鉆井液性能，以確保完井作業順利實施。

4.2.3 確保電測成功率措施

4.2.4防漏堵漏措施

一旦井下地質情況異常，發生井漏，應采用如下措施：

4.2.4.1對于輕微的滲透性漏失，可采用降低排量穿過漏層或靜止堵漏。

4.2.4.1當漏失較為嚴重時，采用橋堵技術。

4.2.5井壁垮塌的預防和處理措施：

4.2.5.1根據實測提供的地層壓力系數及ＤＣ指數，選擇使用合理的鉆井液密度，平衡地層壓力。

4.2.5.2由于泥巖的水敏性，易吸水膨脹而導致掉塊，鉆遇該地層時，要及時加入防塌劑。

4.2.5.3當鉆遇膠結性差的砂礫巖井段時，應及時提高鉆井液的抑止能力，適當補充井壁穩定劑。

4.2.6 保護水層措施

4.2.6.1采用平衡鉆井，減小壓差是保護水層的關鍵，根據水層壓力系數，及時調整鉆井液密度。

Ｂ.保證鉆井液凈化設備的正常運行，固相含量不大于15%。

5.竣工資料

5．1地熱井成井報告

5．2鉆井記錄

5．3抽（放）水試驗記錄

5．4出水溫度、水量驗收記錄

5．5水質檢驗報告

5．6地熱水質評價表

5．7竣工圖紙一套 5．8鉆井施工日記

5．9總平面布置圖

參考文獻：

[1]建設工程項目管理規范.（G/T50326-2001） .北京：中國建筑工業出版社,2002.

[2]工程建設質量控制.北京：中國建筑工業出版社,1998.

[3]供水水文地質鉆探與鑿井操作規程.（CJJ13-87）.北京：中國建筑工業出版社,1987.