地熱井疑難事故的處理方法

鞏玉印 鞏遠瑩

（東北煤田地質局一0一勘探隊，遼寧 調兵山 112700）

隨著可持續發展觀念的普及以及我國環境和資源等問題的惡化，各種可循環、無污染能源被研發和利用，地熱能就是其中一個重要的自然資源。城市地熱能的使用不僅創造了大量的就業崗位和經濟效益，更多的是提高了對環境的保護和資源的節約。但是，在這一樂觀的情況下，地熱能資源的開發施工卻存在諸多的問題和阻礙，地熱井挖掘和施工事故就是其中最常見的問題之一。地熱井由于是在地下一千多米處開展施工，面臨著不同巖層的阻礙、施工設備的輸送以及施工技術的不成熟和施工人員的素質問題等，因此存在較大的施工難度以及需要較長的施工時間。而且，地熱井施工屬于大型施工，關乎城市居民的生活，若是出現絲毫差錯，不僅是導致整個工程出現斷裂，還將導致居民生活受到極大的影響。因此，必須對地熱井的常見施工事故及其原因進行詳盡的分析，避免不必要的損失。

筆者在遼寧省鐵法地區地熱資源普查DR2井和昌圖新城區CR101探采井施工的實踐中總結出許多實踐經驗，而且均在實際的施工使用中得到了較好的成果，下文將結合本人的經驗以及個人看法對事故進行分析并提出針對性的建議和意見。

一、常見的事故類型

1 濾水材料或止水材料發生蓬堵事故。在進行地熱井的鉆孔和鉆探施工時，濾水和止水材料的性能保障關乎整個施工的施工質量和施工進度，然而，我國大部分地熱井鉆探施工隊伍往往在這方面出現事故，較為明顯的就是材料蓬堵。此事故的原因主要為人為和巖壁坍塌造成，其中的巖壁坍塌主要是由于施工過程中的巖壁保護措施不到位導致，而人為因素主要是因為鉆探泥漿更換和井內清理工作的不到位以及向孔內投入濾水和止水材料時出現疏忽，導致材料內發生蓬堵。對于濾水和止水蓬堵問題必須得到重視，因為蓬堵極有可能造成上下層泥沙和冷水的亂竄，導致地下水質下降，從而無法達到地熱井施工的預期目標。

2 套管、濾水管的折斷事故。套管和濾水管是整個地熱井的施工質量的保證，也是保證地熱井施工完成后正常使用的關鍵所在。但是，套管和濾水管在地熱井施工中經常出現折斷事故，此事故原因主要歸于施工人員的管道下放操作失誤以及管道重量和孔內大小數據計算失誤，當然管道自身的質量問題也是折斷事故的原因之一。管道的折斷極有可能造成井內的重大事故，甚至導致整個地熱井的廢棄，因此必須重視此問題。

二、預防方法

1 對于濾水材料、止水物、固井物料發生蓬堵的事故一般是發生在較為松散的第三、四紀流砂、礫石層中。鑒于此，必須要對此層巖層進行詳細的調查和記錄，并根據所得數據制定設計方案和施工計劃。首先，注意對洗井施工環節中泥漿的粘度控制，不能過低也不能過高，應當控制在一定范圍內，最好是將其比重限定在1.10上下，將其粘度限定在21至22s上下。而且要保證鉆孔的安全性，確保套管能夠安全沉降。其次，要保證套管沉降后的泥漿洗井工作的質量，并時刻把握泥漿的粘度，若是返出的泥漿粘度在20s上下就可以繼續開展濾水投入的施工環節。此環節要注意保證投入的均勻性，而且要時刻注意鉆探的返水情況，一旦出現不正常狀況，必須及時上報并積極解決，避免出現蓬堵問題。最后，濾水的投入施工完成后，可以進行隔水粘土球的投入，而且要注意投入速度和投入的均勻度，最好采取動水投入方式。此環節完成后近十分鐘左右，進行石子固井材料的投入。之所以出現這一投入的先后順序是因為粘土和石子的質量和密度有所差異，這一先后順序能夠避免蓬堵問題的出現。

2 套管折斷事故的預防

首先，要保證成孔后孔內的清潔，確保內部碎石和泥漿的清除，并將孔內底部的沉淀物控制在一定范圍內。其次，要注意對沖孔循環泥漿相關數據的設計，根據施工要求進行調配，一般應控制在比重1.10、粘度20～21s。其次，要嚴格注意套管的下放施工，套管的相關數據的設計必須嚴格按照施工要求進行，而且要將每個套管編好編號，并如實記錄。最后，要注意套管下放的速度，避免出現碰撞事故，因此要慢速下放。

三、事故的處理工藝

（一）針對發生濾料蓬堵止水材料事故。在處理中采用了沖、吸相結合工藝，將蓬堵材料下入孔內環空取出。

1 用設備及機具：（1）主要設備：6BS砂石泵組一套、NB-850/60泥漿泵一臺。（2）主要機具：ф50鉆具、ф108套管。

2 處理工藝：（1）在鉆孔環空下入一路ф50鉆具連接在850/60泵上，采用正循環沖起蓬堵物。目的將其蓬堵物沖散、浮起。（2）在鉆孔環空再下入一路ф108套管連接在6BS砂石泵上，作為反循環的排料管。（3）工作時先啟動正循環水泵將砂石、蓬堵物沖起，然后開啟反循環砂石泵、抽吸被正循環沖起的石砂、蓬堵物，并將其排出孔外，采用該方法將發生蓬堵的材料全部排出。（4）根據該孔的實際情況，由于濾料全部已到位，為了能夠止住上部冷水下竄，采用在環空內下入小徑鉆具，注入水泥漿止水、固井，同時又起到了較好的保溫作用。經抽水驗證和交井后的使用，效果非常好達到了目的。

二、針對套管折斷事故的處理

施工人員發現套管的折斷事故，多是在濾料下放后，而且一般是在地下一千多米的濾水花管處出現折斷。此時的套管已無法取出，相關的治理措施也較為困難。針對這種情況可以采取以下幾點方式進行治理：

1 采用水泥漿固結1000m以上套管。以防其下竄，且保溫。

2 采用螺桿鉆具帶牙輪鉆頭從1000多米折斷處快速鉆出新的鉆孔（采用螺桿鉆具是為了減少對上部套管的影響，防止破壞套管造成涌水、涌沙而報廢）。

3 下部新的鉆孔成孔后由于無法投濾料改用下入合適的貼礫管作為做為濾水管。

4 在進行洗井環節時，必須先利用清水對鉆孔進行泥漿替換，而其他對地熱井的清理環節均按照規定可以正常開展。

四、效果

根據上述的具有針對性的治理措施進行治理后，設計均能達到設計要求。另外，根據上述可以看出只要采取積極的措施，地熱井施工事故是可以避免和防范的。

上述的事故原因分析和事故治理方式均為作者本人以自身經驗為基礎發表的一些看法和觀點，因此具有一定的局限性，只供參考。讀者可以根據自己的判斷再做出相關的決定。

[1]李政軍.深水井疑難事故的處理[J].商品與質量·建筑與發展，2010（04）：121-122.