對穿連通技術在地熱井的設計應用

顧黎明 吳宏山 顧勝華

摘要：地熱井取暖可有效替代其他供熱材料，是未來能源發展態勢，地熱井采熱將產業發展成為重要的新興能源產業。在這樣背景下，開發地熱井供暖產業十分引人矚目，目前準備開展第一組對穿U型平臺井，目標一共9口井，中間是1口直井，周圍分布8口水平井，方位設計為順時針螺旋分布，垂深落差設計為20米，該項目已經準備如下：

關鍵詞：：地熱井開發;對穿井軌跡設計;平臺井設計

一、設計依據

1.1 ?地理及環境資料

已規劃居民區未建居民房的空曠地或附近地下地熱資源好的地方（空間足夠，克服地面建筑限制），在安全環保且不擾民的前提條件下實現有效的鉆井施工。

1.2 ?鉆井工程概況

整個設計平臺先后共鉆成9口井，先鉆直井，通過儀器檢測優選采熱井段，然后根據直井采取地層溫度等相關數據優化水平井對穿軌跡模型實施鉆井。

1.3 ?采熱要求

主要采熱地層選擇在3000-4000米垂深地層井溫較高的層位，最好是泥巖段，通過計算地面供熱需求量，一次性投入設計8口水平井與1口直井對穿連通進行地下采熱地上供暖的目的，同時通過8口井的溫度檢測調節確保地面供暖輸送能力。

1.4完鉆原則

直井（U-V）：最大4000米探目的層位，需找井溫好的井段及目的地層，留足口袋完鉆;

水平井（U-H-A，U-H-C，U-H-E，U-H-G，）等4口井：鉆遇目的層，水平段水平位移符合要求（≥300m），且與直井連通后完鉆。

水平井（U-H-B，U-H-D，U-H-F，U-H-H，）等4口井：鉆遇目的層，水平段水平位移符合要求（≥600m），且與直井連通后完鉆。

1.5完井方式

直井（U-V）：下入生產套管和玻璃鋼套管（采熱井段用于連通），固井完井;

水平井（U-H-X）：套管對接完井。

二、工程設計

2.1水平井與直井之間的關系

說明：直井U-V，井深3200m-。

2.2平臺投影圖

2.3 工作原理：

9口井，按照U-V，U-H-A，U-H-B，U-H-C，U-H-D，U-H-E，U-H-F，U-H-G，U-H-H的先后順序施工，直井U-V為中心，相對分布均勻采熱效率更高（可根據實際施工微調），同時水平井采熱垂深落差20米（保證連續供熱能力不衰減），充分利用目的層位地熱資源，進行有效的熱傳遞。

三、結論：

通過對該項目的采熱要求及地下溫度數據的認真分析，以及對鉆井設備的特殊配套（磁定位儀器應用），定向軌跡工藝優化設計將原計劃實施8組對穿井（一口水平井和一口直井）改為8口水平井對穿一口直井，在鉆井總成本的控制上節省7口直井的成本，以完整可靠的數據為依據，確保順利完成這套技術在地熱井項目成功實施。

（作者單位：新疆貝肯能源工程股份有限公司）