1 工程概況

1.1 工作目的

通過地熱地質(zhì)鉆探、地球物理測井、下管和止水固井、洗井和抽水試驗等工作手段，進一步查明園區(qū)地下熱水的分布、埋藏及賦存條件，對其熱儲特征進行評價，為區(qū)內(nèi)地熱水資源評價和開采利用提供依據(jù)。

1.2 熱儲層

新近系白楊河組地層巖性以砂巖為主，是地熱田的主要熱儲層；白堊系新民堡組地層有砂巖發(fā)育，具備一定的地熱流體儲集條件，是地熱田的次要熱儲層。

2 鉆井施工情況

2.1 井身結(jié)構(gòu)

護壁井段：井徑Ф600mm，井段深度0～58.04m,下入Ф426.0×6.00mm護壁管（泵室段）；

一開井段：井徑Ф346.1mm，井段深度0～400.54m,下入Ф273.1×8.89mmJ55鋼級石油套管（泵室段）；

二開井段：井徑Ф241.3mm，井段深度400.54～2174.03m，下入Ф177.8×8.05mm J55鋼級的石油套管。1717.37～井底對應(yīng)含水層位置全部下入濾水管，濾水管同實管交替入井，366.66～1717.37m全部下入實管，與Ф273.0×8.89mm泵室管重疊33.88m。

井身結(jié)構(gòu)如圖1所示。

2.2 鉆井設(shè)備

根據(jù)本項目鉆探施工具體工作任務(wù)及鉆機提升能力要求，本次施工選用TSJ3000/445型鉆機，其配套主要設(shè)備情況見表1。

2.3 鉆遇地層

本井所在工作區(qū)張掖盆地由晚更新世和全新世的陸相碎屑堆積物組成，盆地邊緣出露新近系和白堊系。該井實際鉆遇地層自上而下依次為第四系、新近系疏勒河組、新近系白楊河組、白堊系新民堡組。實際鉆遇地層見表2。

2.4 鉆井工藝及施工情況

2.4.1 護壁井段

第四系巖性大部分為卵礫石、砂礫石、含泥礫石等，鉆進過程中鉆井液消耗較大，地層中含水層對鉆井液破壞較大，鉆進中礫石巖屑顆粒較大，鉆井液攜巖能力差，在施工鉆進過程中井內(nèi)發(fā)生坍塌、漏失等事故，采用?600mm沖擊鉆錐、膨潤土鉆井液開孔，鉆進至井深58.04m后下入Ф426.0mm×6.0mm護壁管。

鉆具組合：?600mm沖擊鉆頭+?241mm鉆鋌+?89mm鉆桿+方鉆桿

鉆井液參數(shù)：粘度42s、密度1.22g/cm3、失水量10mL/30min、pH值9、泥餅厚度1mm、含砂量3%。

2.4.2 一開井段

一開井段采用Ф346.1mm牙輪鉆頭，不分散聚合物鉆井液鉆進，自58.04m鉆至井深400.54m，隨后下入Ф273.1mm×8.89mmJ55鋼級石油套管。

鉆具組合：?346.1mm鉆頭+?241mm鉆鋌+?203mm鉆鋌+?178mm鉆鋌+?89mm鉆桿+方鉆桿。

鉆進參數(shù)：鉆壓30～40N，轉(zhuǎn)速60r/min，泵壓1～3MPa。

鉆井液參數(shù)：粘度32～47s、密度1.17～1.23g/cm3、失水量9～12mL/30min、pH值9～10、泥餅厚度0.5～1mm、含砂量1～3%。

2.4.3 二開井段

二開井段采用Ф241.3mm牙輪鉆頭自400.54m鉆進至井深2174.03m，下入Ф177.8×8.05mm技術(shù)套管及濾水管。

鉆具組合：?241.3mm鉆頭+?178mm鉆鋌+?159mm鉆挺+?89mm鉆桿+方鉆桿

鉆進參數(shù)：鉆壓20～80kN，轉(zhuǎn)速60～96r/min，泵壓4～11MPa。

鉆井液參數(shù)：粘度22～29s、密度1.15～1.18g/cm3、失水量7mL/30min、pH值9～10、泥餅厚度0.5mm、含砂量2～3%。

3 抽水試驗結(jié)果

3.1 抽水試驗

本井抽水試驗共進行了三個降次的穩(wěn)定流放水，本井三個降次的穩(wěn)定出水量分別為79.835L/s、53.032L/s、26.639L/s，井口出水水溫依次為76℃、75℃、74.5℃，井口壓力依次為0MPa、0.50MPa、0.98MPa。

按承壓完整井考慮，依據(jù)抽水試驗成果，該地熱井的滲透系數(shù)K、影響半徑R可依據(jù)裘布衣公式求得：

式中：K—滲透系數(shù)，m/d;

Q—涌水量，m3/d;

R—影響半徑，m;

r0—抽水段孔徑，m;

M—含水層厚度，m;

S—水位降深，m。

參數(shù)選取：涌水量采用抽水試驗成果表中最大降深出水量6897.84m3/d，含水層厚度采用利用含水層累計厚度186.82m，水位降深采用抽水試驗成果表中最大降深146.00m,計算得到滲透系數(shù)K=0.357m/d，影響半徑R=872.34m。

4 地球物理測井

依據(jù)設(shè)計要求，經(jīng)甲方確認孔深及地層層位無誤后，進行了地球物理測井，測井選取的主要參數(shù)有：視電阻率、井斜、井徑、井溫、自然伽瑪、自然電位、聲波等。

本井第四系、新近系、白堊系儲層是孔隙型含水層。其曲線特征為較高電阻率、低自然伽馬、自然電位有負異常。砂巖孔隙型含水層的導電性、電化學活動性、放射性等均有差異。砂巖的電阻率隨粒度的增大而增大，自然伽馬強度隨粒度增大而減少。當砂巖含水時，自然電位一般具有較大的負異常。砂巖粒度越大、富水性越強。但砂巖被泥質(zhì)充填或鈣質(zhì)膠結(jié)時，自然電位異常變小，富水性變?nèi)酢?o:p>

5 取得工作成果

5.1 成井質(zhì)量較高

本井泵室段井斜為0.29°、終井井斜為2.42°，各項成井指標均滿足設(shè)計要求，成井質(zhì)量優(yōu)。

5.2 地球物理測井成果

通過地球物理測井，查明了鉆孔內(nèi)的熱儲層及含水層埋藏深度及厚度，對所測地層進行了巖性解釋，為本井提供了施工鉆孔的井斜及井溫資料。

5.3 查明了本區(qū)熱儲層特征

依據(jù)測井含水層解釋結(jié)果及巖屑、巖芯的巖性分析，本井新近系白楊河組含水層共11層，厚度為158.40m；白堊系含水層共4層，厚度為28.42m。本井主要開采的熱儲層為新近系白楊河組地層下部的砂巖，開采層位為1717.37m以下含水砂巖，巖性為淺灰白、淺灰黃色中、粗砂巖。抽水試驗結(jié)果為自流涌水量287.41m3/h(6897.84m3/d）、出水溫度76℃。

6 結(jié)論

通過本次鉆探施工、地質(zhì)錄井、地球物理測井等相關(guān)工作，初步查明了本區(qū)的地層層序及主要巖性特征。

新近系白楊河組熱儲巖性為中、粗砂巖，通過抽水試驗分析,獲取了該地層地熱-水文地質(zhì)參數(shù),基本查明了本井的熱儲特征，為園區(qū)內(nèi)地熱水資源評價和開采利用提供了可靠地質(zhì)依據(jù)。