王曉民

（中國(guó)煤炭地質(zhì)總局 第二水文地質(zhì)隊(duì)，河北 邢臺(tái) 054000）

1 概 況

近些年，一些地方根據(jù)區(qū)域地理優(yōu)勢(shì)，對(duì)本區(qū)域所賦存的地?zé)豳Y源進(jìn)行開(kāi)發(fā)利用，取得較好的效果。地?zé)豳Y源開(kāi)發(fā)利用顯示了很好的經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益和社會(huì)效益。隨著煤炭、石油等常規(guī)能源的緊缺和社會(huì)環(huán)保意識(shí)增強(qiáng)，開(kāi)發(fā)利用地?zé)豳Y源的經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益和社會(huì)效益將會(huì)更加凸顯。

內(nèi)蒙古自治區(qū)磴口縣位于河套盆地西部邊緣地區(qū)，該區(qū)域?yàn)橹行律鷶嘞菖璧兀币览巧?、南鄰鄂爾多斯高原，呈東西向?qū)拵钫共?，黃河由南西經(jīng)磴口向北東流經(jīng)平原區(qū)，海拔標(biāo)高在1 030—1 050 m，相對(duì)高差最大為10 m，總體地勢(shì)北高南低。施工區(qū)熱儲(chǔ)層主要為第四系下部及新近系中上新統(tǒng)含水巖層。根據(jù)臨深3 鉆孔及臨LR1 地?zé)徙@孔測(cè)溫結(jié)果，1 200～2 800 m 第四系下部、新近系上新統(tǒng)細(xì)砂巖、粉細(xì)砂巖含水層，得出該熱儲(chǔ)層單井涌水量在500 ～2 500 m3/d，出水溫度可達(dá)57.56～78.65℃。該層在河套盆地分布穩(wěn)定，累計(jì)厚度可達(dá)400 m 以上，地層滲透率在50～1 200 md，構(gòu)成工作區(qū)主要的熱儲(chǔ)層。

2 鉆井實(shí)際程序

2.1 井深結(jié)構(gòu)

“一開(kāi)”孔徑444.5 mm，深度為0.00～500.00 m，套管φ339.7 mm×9.65 mm，深度為0.00 ～500.00 m；“二開(kāi)”孔徑311.1 mm，深度為500.00～2 300.26 m，下入深度為452.00～2 300.26 m，詳見(jiàn)表1 和圖1。

表1 井身結(jié)構(gòu)與管材結(jié)構(gòu)Table 1 Well structure and pipe structure

圖1 井身結(jié)構(gòu)示意Fig.1 Well structure

2.2 施工設(shè)備

本井設(shè)計(jì)2 300.00 m，根據(jù)施工需求采用施工設(shè)備主要為T(mén)SJ-3000 型鉆機(jī)、JJ31-150 型A 型鉆塔、QF-500 型泥漿泵、電動(dòng)機(jī)（泥漿泵） 200 kW×2、電動(dòng)機(jī)（鉆機(jī)） 90 kW×2、2NT 型泥漿測(cè)試儀、牙輪鉆頭（φ444.5 mm、φ311 mm）、鉆鋌（φ241 mm、φ203 mm、φ178 mm、φ159 mm）、鉆桿（φ114 mm、φ89 mm） 等。

2.3 施工過(guò)程

2.3.1 “一開(kāi)”鉆進(jìn)過(guò)程

6 月27 日開(kāi)鉆，采用鉆具組合為φ444.5 mm三牙輪鉆頭+φ241 mm、φ203 mm、φ178 mm、φ159 mm 鉆鋌+φ114 mm 鉆桿+108 mm×108 mm四方立軸。

7 月1 日鉆進(jìn)至井深500.00 m，7 月2 日進(jìn)行0～500.00 m 地球物理測(cè)井；7 月4 日下入φ339.7 mm×9.65 mm J55 石油套管，下入井段為0 ～500.00 m，管外（即0～500.00 m） 用P.O 42.5 普通硅酸鹽水泥38 t，進(jìn)行全井段封閉止水，候凝72 h 后；7 月6 日試壓，使用3 MPa 的壓力保持30 min 不降壓， 滿足 《地?zé)峋@探規(guī)程》（DZ/T0260-2014） 中的試壓要求，質(zhì)量合格。2.3.2 “二開(kāi)”鉆進(jìn)過(guò)程

7 月7 日開(kāi)鉆，采用鉆具組合為φ311.1 mm復(fù)合片鉆頭+φ203 mm、φ178 mm、φ159 mm 鉆鋌+φ114 mm 鉆桿+φ89 mm 鉆桿+108 mm×108 mm 四方立軸。

8 月22 日～23 日一次性下入φ244.5 mm×8.94 mm 組合套、濾管1 848.26 m，下入深度為452.00～2 300.26 m；8 月23 日對(duì)孔內(nèi)套管進(jìn)行“穿鞋”固井止水作業(yè)，候凝72 h；8 月26 日對(duì)孔內(nèi)套管進(jìn)行“戴帽”固井止水作業(yè)；8 月28 日進(jìn)行二次“戴帽”固井止水作業(yè)，共注入P.O 42.5 普通硅酸鹽水泥13 t；8 月30 日試壓，使用3 MPa 壓力保持30 min 不降壓，滿足《地?zé)峋@探規(guī)程》（DZ/T0260-2014） 中的試壓要求，質(zhì)量合格。

8 月31 日～9 月25 日采用清水沖孔、三聚磷酸鈉藥液浸泡、空壓機(jī)洗井、潛水泵抽水洗井，最終達(dá)到水清砂凈。

9 月26 日～10 月16 日進(jìn)行試降壓試驗(yàn)（3 個(gè)落程）、恢復(fù)水位；10 月17 日探孔驗(yàn)收交孔。

2.4 成井工藝

此次鉆探工作要求進(jìn)行地?zé)峋C合測(cè)井，測(cè)井工作分兩次進(jìn)行。

（1） 使用KH-2 型測(cè)井儀進(jìn)行了0～500.00 m測(cè)井，測(cè)井項(xiàng)目為井深、井斜、井徑、井溫、視電阻率、自然電位、自然伽瑪?shù)?。繪制綜合測(cè)井曲線圖（比例尺1∶500），定量解釋了各地層厚度、埋藏深度。

（2） 使用SKD3000D 型測(cè)井儀進(jìn)行了500～2 300.26 m 測(cè)井，測(cè)井項(xiàng)目為井深、井斜、井徑、井溫、聲波時(shí)差、微電位、微梯度、固井聲幅、自然電位、自然伽瑪、礦化度測(cè)井等。定量解釋500～2 300.26 m 各含水層厚度、埋藏深度、地層視電阻率值、泥質(zhì)含量、有效孔隙度、飽和度、地層水礦化度及滲透率，本井共解釋各類水層82 層。

3 降壓試驗(yàn)

3.1 試驗(yàn)類型與設(shè)備

試驗(yàn)類型為單井降壓試驗(yàn)，降壓試驗(yàn)設(shè)備為250QJ120-200/110KW 熱水潛水泵，下深為192.00 m，含水層起止深度1 421.30～2 150.70 m，利用厚度為330.60 m，管徑為244.5 mm。

3.2 降壓試驗(yàn)結(jié)果

9 月26 日～10 月16 日進(jìn)行了正式降壓試驗(yàn)，詳見(jiàn)表2。

表2 降壓試驗(yàn)成果Table 2 Results of depressurization test

3.3 降壓試驗(yàn)資料分析

共進(jìn)行了3 個(gè)落程的降壓試驗(yàn)。第一個(gè)點(diǎn)降深4.82 m、出水量2 079.84 m3/d、水溫53℃；第二個(gè)點(diǎn)降深9.73 m、出水量2 634.48 m3/d、水溫55℃；第三個(gè)點(diǎn)降深14.94 m、出水量3 143.52 m3/d、水溫55℃。據(jù)此結(jié)果，選用承壓完整井穩(wěn)定流公式計(jì)算水文地質(zhì)參數(shù)：

式中：K為滲透系數(shù)，m/d；Q為出水量，m3/d；M為含水層厚度，m；S為降深，m；R為影響半徑，m。將數(shù)據(jù)帶入式（1），計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表3，降壓試驗(yàn)曲線如圖2 所示。

表3 降壓試驗(yàn)成果計(jì)算Table 3 Calculation of depressurization test results

圖2 降壓試驗(yàn)曲線Fig.2 Depressor test curve

4 結(jié)論與建議

完成地?zé)峋谎郏? 300.26 m，地?zé)峋畣尉鏊窟_(dá)130.98 m3/h，水溫55℃，屬溫?zé)崴?。本井熱?chǔ)層為新近系層狀熱儲(chǔ)層，取水段為1 421.30～2 150.70 m，沉積厚度較厚、溫度較高，礦化度較高，是優(yōu)質(zhì)的地?zé)豳Y源用水。各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)滿足相關(guān)規(guī)范、規(guī)程要求，工程質(zhì)量?jī)?yōu)良。

地?zé)豳Y源為新型環(huán)保能源，具有投資少，見(jiàn)效快的特點(diǎn)。但其屬于消耗型能源，因此，在開(kāi)發(fā)利用過(guò)程中應(yīng)有計(jì)劃、有限制地開(kāi)采，避免開(kāi)采量過(guò)大造成水位下降過(guò)快，以致縮短水井使用壽命；在使用中，應(yīng)保護(hù)好井口，嚴(yán)防向井內(nèi)落物和流入泥砂，達(dá)到長(zhǎng)期使用的目的。