中国干热岩勘查开发现状

介绍干热岩的概念及其特征.干热岩分布普遍,储量丰富,作为一种可再生的新型能源,具有环保、可靠安全、可持续性等优势.在简述国内对干热岩地热资源勘查开发研究现状的基础上,对目前干热岩开发存在的问题进行了总结,并指出了未来中国干热岩勘查开发工作应增强综合地球物理勘查技术的研究和干热岩钻探关键技术与装备的研究,利用干热岩勘查与评价的研究成果,树立干热岩钻探示范工程.     

干热岩发电技术

大自然慷慨地为人类提供了生存所需的从地表到地心的数百万的各种类型的能源,其中岩石构成的地壳占据着相当大部分的能源储量。     

大同地区干热岩勘查高温高压自喷井综合治理工艺

在大同天镇干热岩勘查项目中,当钻进至1622 m时,井内突然涌出大量高温高压气水混合物,这在干热岩钻井工作中极其罕见。针对这一中东部地区深部地热资源的重大发现,山西地勘局组织专家分析研究井口涌出情况,通过反复实践,利用方箱开合闸板实现引流,并进一步运用“下钻—注浆—降温—减压—压井—安装采油树”综合治理工艺,成功地完成了这眼地热井的保井发电试验任务。本文分析了自喷井形成原因,系统地总结了整个治理工艺过程,为今后同类型地热资源勘查钻探工作提供宝贵的经验和技术支撑。     

液动潜孔锤技术应用于干热岩钻井的可行性探讨

分析了清洁、可再生能源干热岩的地质特征以及进行钻井施工可能会遇到的环境温度高、钻井深度大等技术难点,并依据此对液动潜孔锤钻进技术应用于该领域进行了分析。按照目前的技术水平和施工能力,提出干热岩钻井分两步走的思路,目前液动潜孔锤所能达到的指标应用于第一步(井深3000~6000 m,温度150~350℃)钻井实践已经基本具备,并对液动潜孔锤需要完善的关键技术提出解决的方案。     

鄂东地区干热岩分析

通过系统分析研究得出在鄂东地区地热资源热源主要来自于岩浆余热、放射性物质蜕变和地热增温,在出露的温泉附近,普遍侵入岩体的分布,特别是在英山罗田一带,温泉集中出露,根据调查,最大地热地温梯度达13.6℃/100 m,该地段地温场高和地温梯度异常明显,地温梯度是正常地壳2倍,属地热异常区,深部存在热源,可以认为鄂东地区是在挽近期仍有侵入活动的地带,可能有浅埋的干热岩体。     

我国干热岩地热资源钻采工艺浅议

干热岩是埋藏于距地表大约2 km至6 km深处、温度为150℃至650℃、没有水或蒸气的热岩体.我国部分地区开始进行干热岩地热资源调查,但尚未进行勘探开发.我国干热岩地热资源钻采工艺方面,应结合国内设备工艺技术现状,宜选择已成熟的盐碱矿注水采卤水平对接井钻孔设计模式;选用耐高温泥浆、泡沫泥浆或增压泡沫作为循环介质;对现有的钻探设备、随钻测斜仪、泥浆循环与固控系统及安全设施进行提高、完善.     

侧钻绕障技术在干热岩HDR-1井中的应用

东南沿海深部干热岩科学钻探HDR-1井在3000 m以深发生卡钻事故,经过多种方法处理后,井内仍留有100多米“落鱼”。由于继续套铣打捞井内“落鱼”难度大、风险高、周期长,经多方论证,决定采用侧钻绕障技术绕过事故井段。经过对套管斜向器侧钻、裸眼水泥塞侧钻和裸眼斜向器侧钻3种方案进行对比,最终采用裸眼水泥塞侧钻方案。此次侧钻绕障的成功应用,在国内干热岩施工中尚属首次,克服了大深度、大直径、高温度、高硬度等技术难题,综合运用了随钻测量、复合动力钻进工艺、抗高温钻井液等先进技术,为我国干热岩科学钻探与深部地热资源勘探提供了新的技术支撑。     

干热岩高温力学特性及热冲击效应分析

在地热开发进程中,岩石所处温度的改变会导致其力学性质发生变化.通过开展实时高温下花岗岩试样的压缩实验,研究了温度对花岗岩力学强度的影响规律;分析了实时高温和热冲击条件下花岗岩物理力学性质的差异,并提出了热冲击损伤系数的概念,揭示了热冲击损伤破岩机理.结果表明:高温会弱化岩石抗压强度和弹性模量,在25～200℃之间,岩石...     

扭力冲击器复合钻进工艺在干热岩钻井中的试验应用

扭力冲击器在石油、天然气行业钻井中得到广泛应用,具有提速增效的作用。而干热岩钻井工作环境不同于油气钻井,面临着高温、高压、硬岩、强研麿性以及深井、超深井等问题,因此对扭力冲击器进行了针对性设计,并进行试验应用。在扭力冲击器2次入井试验中,对硬-极硬岩地层进行了不同钻具组合下的钻进试验,确定了扭力冲击器对钻进效率的影响机理。结果表明：（1）扭力冲击器能够消除螺杆钻具因离心惯性力造成钻具的横向振动,验证了扭力冲击器与螺杆钻具组合应用的可行性。相比未使用扭力冲击器井段,机械钻速提高29.59%。（2）从碎岩机理和地层适配性上,相比PDC钻头,牙轮钻头在扭力冲击器+螺杆钻具+转盘复合钻进的方式下,有着较高的钻进优势。试验成果可为扭力冲击器与牙轮钻头匹配性研究和扭力冲击器与螺杆钻具的耦合性研究提供较好的技术基础。     

干热岩地热井固井技术研究综述

我国大陆干热岩资源在3.0~10.0km深处总计为2.5×1025J,按2%的可开采资源量计算,相当于目前能源消耗总量的5200倍,具有很大开发潜力和前景。国内外在干热岩地热井固井工艺、水泥浆体系和外加剂方面进行了诸多研究。目前开发出的内插法、免钻法等固井工艺及其配套技术措施已经运用在地热井固井施工中;多数水泥浆体系耐温低于200℃,但已有室内实验结果满足API标准的220℃的体系;水泥外加剂多通过复配来改善因单独性能存在缺陷而影响使用的情况,从而扩大适用温度范围、提高综合性能。     

青海贵德ZR_1干热岩井钻进工艺研究

青海贵德ZR1干热岩井具有高温、高硬度、高研磨性的特点。在施工中优选聚磺钻井液体系,在高温高压下保持良好的流变性与较低的滤失量,满足干热岩井施工要求,应用效果好。通过分析地层岩性、岩石物性等因素,选择了适于该井高硬度、高研磨性地层钻进的牙轮钻头,并取得1.24 m/h平均机械钻速。通过实验与实践,掌握了高温井(130℃)固井工艺,固井止水质量检查合格。使用川5-4型取心器成功在高温、高压、较破碎地层完成了取心作业,取心率45%~83%。     

干热岩资源特征及开发利用研究进展

随着传统化石能源的日渐短缺,干热岩作为一种清洁的可再生地热资源,符合现代化工业社会的需求,对干热岩资源特征及开发利用研究越来越得到人们的重视,成为新能源开发和研究的热点。文中分析了中美干热岩资源特征,岩石裂隙在热传输过程中的重要作用,总结了优化钻孔布局的方法、地热资源钻井成本估算,高温地热钻探技术与干热岩地热资源的利用等方面的研究进展。根据中国干热岩资源特征及开发利用现状,建议高度重视干热岩赋存特征与开采条件的研究,加强压裂贯通技术的研发,大力提升现有的钻探设备水平。     

大地电磁测深法在湖北省干热岩地热资源勘查中的应用

干热岩作为地热资源的重要组成部分,具有清洁、稳定、可再生的优势,潜力巨大。研究干热岩对于湖北省能源利用、环境保护意义重大。因此,对湖北省具有干热岩成藏条件的干热岩靶区进行分析,选择大别地区罗田和江汉盆地嘉鱼,采用大地电磁探测技术进行模型二维正演。最后通过野外数据采集,对TM模式数据进行反演解译,基本查明两地深部电性结构,推测控热构造的分布规律,初步评估其干热岩潜力。     

GRY-1型超高温干热岩地层钻孔测斜仪研制及应用

干热岩地层钻孔测斜技术是干热岩勘探和开发不可缺少的关键技术,然而现阶段地勘钻孔测斜技术已不能满足干热岩地层的钻孔测斜要求。其中孔底的高温高压是核心问题。为此,设计承压探管加无磁保温瓶的双层外管结构,采用先进的硬磁校准方法、选用耐高温元件、采用低功耗电路设计,研制了GRY-1型干热岩地层钻孔测斜仪,以满足高达280℃高温、孔深3000 m的超高温干热岩地层钻孔轨迹测量的要求。通过试验应用,证明其在干热岩地层中具有良好的适用性,可助力干热岩资源的勘探和开发。     

贵州雷山县CK1地热勘探井施工技术

通过对贵州省雷山县CK1地热井的特点及施工难点的研究,提出了地热井的钻进及完井工序的要求及改进,并针对现地勘单位地热资源开发的实际情况进行了总结和分析,找出了存在的问题及解决的办法。总结了地热田的开发经验。     

热压烧结金刚石钻头工程勘探钻进时效的试验研究

采用热压烧结方法制备5种不同胎体硬度和唇面形状的金刚石钻头,试验于工程勘探中,与常用的电镀金刚石钻头比较,分析其钻进时效情况。结果表明：通过优化设计,热压烧结钻头同样适用于工程勘探领域,其钻进时效与现行电镀钻头的钻进时效相当,甚至更高;对于微风化灰岩地层,热压烧结钻头的胎体硬度越低,其钻进时效越高,胎体硬度越高,其钻进时效越低;异形齿设计比平齿设计的热压烧结钻头的唇面更易出刃,其钻进时效较高。     

地质钻探因“干钻”引发烧钻事故的发生及处理

该文从煤田地质勘探钻井施工的实际出发,对施工中比较常见的钻探事故,依据生产实践,从勘探技术处理方法上进行了分析,并就事故的发生及处理方法进行了阐述,为井内类似事故的处理提供了借鉴.