吳進(jìn)茂

[摘要]地?zé)豳Y源是地球上最古老的資源之一，簡而言之是地球的熱能資源，人類對地?zé)豳Y源的應(yīng)用由來已久，最常見的利用地?zé)豳Y源的方式就是人們熟知的溫泉。隨著社會(huì)的發(fā)展，人類掌握了地?zé)豳Y源的開采技術(shù)，這是能源史上的一次飛躍，時(shí)至今日，人類對地?zé)豳Y源的開采技術(shù)已經(jīng)日趨成熟，地?zé)徙@井工程成為人類利用地?zé)豳Y源的主要手段，但是，隨著地?zé)徙@井工程的實(shí)施，一些問題也隨之而來。本文的主旨便在于探討地?zé)徙@井工程的管理問題并著眼于解決問題以完善地?zé)徙@井工程。

[關(guān)鍵詞]地?zé)徙@井 工程 管理問題 分析 對策

[中圖分類號(hào)] P314 [文獻(xiàn)碼] B [文章編號(hào)] 1000-405X（2015）-3-125-1

1地?zé)徙@井工程問題探討

我國的地?zé)豳Y源相當(dāng)豐富，每年的淺層地?zé)崮艿馁Y源量相當(dāng)于95億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，而當(dāng)前每年可利用的量相當(dāng)于是3.5億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，常規(guī)地?zé)崮艿馁Y源量相當(dāng)于8530億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，現(xiàn)每年可利用相當(dāng)于6.4億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。增強(qiáng)型地?zé)崮艿馁Y源量更相當(dāng)于860萬億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，可惜目前尚未能夠充分開發(fā)，否則將取之不盡。地?zé)豳Y源具有資源量大且綠色環(huán)?？稍偕膬?yōu)點(diǎn)，對地?zé)豳Y源的開發(fā)利用是必要的，而目前鉆井仍是勘探與開發(fā)地?zé)豳Y源的唯一手段。因此，我們必須著眼于鉆井工程的管理問題，完善地?zé)徙@井技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)對地?zé)豳Y源的合理利用。本文將就地?zé)徙@井工程中存在的問題進(jìn)行注意探討。

1.1安全及環(huán)境問題

案例1：西安天地行地?zé)峋こ逃邢挢?zé)任公司，曾經(jīng)在金1井發(fā)生過鉆具斷裂事故。

案例2：陜西華油開源地?zé)衢_發(fā)有限公司，曾在W4R井發(fā)生過設(shè)備事故。

由以上案例看來，地?zé)徙@井工程中首先要注意的便是安全問題，地?zé)徙@井工程施工過程的安全隱患很多，包括人身安全問題、設(shè)備的安全隱患問題、日常作業(yè)三個(gè)方面，在這三方面中，人身安全當(dāng)是人們首先要重視的。地?zé)徙@井過程中，比較容易發(fā)生的威脅人身安全的隱患頗多，諸如火災(zāi)、爆炸、雷電、高空墜落、燙傷燒傷 、 機(jī)械打擊、噪音干擾等。其次，在設(shè)備方面也存在著安全隱患，例如，某些地?zé)崮茉撮_采企業(yè)采用已經(jīng)淘汰掉的設(shè)備，如案例一中的西安天地行地?zé)峋こ逃邢挢?zé)任公司，由于使用大慶淘汰的舊設(shè)備導(dǎo)致事故；再如，在設(shè)備的配件的管理上及設(shè)備的維護(hù)檢查上都存在著安全隱患。而在日常作業(yè)方面，若員工不具備基本的安全意識(shí)，不嚴(yán)格按照規(guī)程進(jìn)行作業(yè)，也是很容易造成事故的。

而在環(huán)境方面，由于地?zé)徙@井工程的開展，極易造成許多的環(huán)境問題，比如鉆井深度較大造成地層下沉，生態(tài)系統(tǒng)受到影響；再者，由于施工造成噪音污染，水污染鹽水?dāng)U散等問題。

1.2技術(shù)問題

地?zé)徙@井技術(shù)是區(qū)別于其他鉆井技術(shù)的，在技術(shù)上存在幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)：

（1）特殊的地質(zhì)（硬度大）：地?zé)徙@井工程通常的施工對象是像花崗巖、片麻巖一樣具有較大的硬度的，因而可鉆性極差，單軸抗壓強(qiáng)度極強(qiáng)，一般在 200 MPa 以上，所以，如何在高溫高壓下破巖是鉆井工程面臨的第一個(gè)關(guān)鍵問題。

（2）特殊的施工環(huán)境（溫度高）：施工巖層的環(huán)境溫度一般在 250 ℃以上，研究專家認(rèn)為溫度在 350 ℃以上的地?zé)醿?chǔ)層才能體現(xiàn)較為明顯的開發(fā)的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，也就是說施工隊(duì)面臨的通常是350攝氏度以上的施工溫度。

（3）較深的鉆井深度：地?zé)徙@井深度較大，一般在3000m以上，有時(shí)可以達(dá)到 10 000 m，這增加鉆井的難度，無論在工藝上，還是設(shè)備上，要求都要有所提高。

（4）易發(fā)生卡鉆現(xiàn)象：由于鉆井的條件非?？量蹋ǜ邷馗邏呵毅@井深度大），在高溫狀態(tài)下鉆井，遇水時(shí)，高溫的井壁極易產(chǎn)生熱破裂及井眼擴(kuò)大，如此脫落下來的巖石很容易卡鉆導(dǎo)致現(xiàn)象。

（5）井漏現(xiàn)象比較嚴(yán)重，由于地?zé)徙@井面臨的特殊地質(zhì)，導(dǎo)致在鉆井過程中極易發(fā)生井漏現(xiàn)象。

2地?zé)徙@井工程問題應(yīng)對對策

2.1安全問題的應(yīng)對對策

關(guān)于安全方面，首先公司和企業(yè)要做到的是合法施工，給予施工工作人員必要的安全保障，要嚴(yán)格遵守國家相關(guān)法律法規(guī)以保證施工人員的安全；公司在設(shè)備的維護(hù)及檢修方面一定要做到及時(shí)且嚴(yán)格，避免因設(shè)備老舊損壞等問題帶來事故。第二，施工人員自身要做到，（1）具備基本的安全意識(shí)，如高空作業(yè)時(shí)，一定要做好安全措施等。（2）施工人員要經(jīng)過嚴(yán)格的培訓(xùn)，保證其在作業(yè)過程中不違規(guī)操作。

在環(huán)境問題上，首先工程管理人員在制定鉆井方案時(shí)，要注意到對環(huán)境的保護(hù)，如鉆井地點(diǎn)的選擇，鉆井工藝的確定過程中注重環(huán)境的保護(hù)。其次，在施工過程中，要盡量不破壞原有的風(fēng)景和生態(tài)。而在鉆井過程中，保護(hù)地層使之不受破壞，保護(hù)地下及地表水源使之不被污染。

2.2技術(shù)問題解決方案

針對以上技術(shù)問題，可以總結(jié)鉆井工程需要面對的是三個(gè)關(guān)鍵技術(shù)：即高溫破巖技術(shù)、高溫高壓下鉆井液技術(shù)和高溫高壓下維持圍巖穩(wěn)定性的技術(shù)。

首先，就破巖技術(shù)而言，地?zé)徙@井機(jī)械破巖的方式主要有沖擊破巖、切削破巖、沖擊–切削復(fù)合破巖三種。地?zé)徙@井過程中隨著開采深度的增加，溫度隨之增加，巖石的物理性質(zhì)有所變化。因而要想達(dá)到最好的效果，必須了解不同溫度下最佳的破巖方式。

就高溫高壓下鉆井液技術(shù)而言，鉆井液在鉆井過程中，主要作用是攜帶和懸浮巖屑、穩(wěn)定井壁和平衡地層壓力、冷卻和潤滑鉆頭及傳遞水動(dòng)力。溫度越高對高溫鉆井液的要求越高，除了要求它能保持井眼的穩(wěn)定性和能夠有效攜帶巖屑外，還必須具有良好的抗高溫性能。因此在配置鉆井液時(shí)要精確計(jì)算鉆井液的密度，有效平衡地應(yīng)力與熱應(yīng)力，同時(shí)要將高溫濾失量控制在一定范圍內(nèi)，減小液體向井壁巖石的滲透從而保證證井壁的穩(wěn)定性。

最后要考慮的是高溫下圍巖的控制，關(guān)于如何控制圍巖的穩(wěn)定性，首先要考慮鉆井圍巖的流變特性及流變機(jī)制，包括不同埋深壓力下鉆井圍巖蠕變率與溫度和埋深的關(guān)系以及高溫高壓下鉆井圍巖的流變破壞條件。同時(shí)要了解高溫高壓下鉆井圍巖變形破壞規(guī)律與失穩(wěn)臨界條件。這樣，才可以根據(jù)這些參數(shù)有效控制鉆井的相關(guān)工藝條件。

3結(jié)束語

地?zé)豳Y源是極為豐富且可再生的資源，對地?zé)豳Y源的開采是必要的，但是，作為地?zé)豳Y源的唯一開采途徑——地?zé)徙@井工程，其在實(shí)施過程中往往會(huì)帶來一系列或是內(nèi)部或是外部的各種問題，這些問題要引起足夠的重視，我們要正視問題的存在，并積極應(yīng)對這些問題。

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