山西省地热尾水回灌技术要求(试行).docx

山西省地热尾水回灌技术要求（试行） 目 录 1 范围1 2 规范性引用文件1 3 术语和定义1 4 总则3 4.1 目的3 4.2 基本原则3 4.3 总体要求4 4.4 主要流程4 5 回灌目的层可回灌性论证与地质设计4 5.1 回灌目的层可回灌性论证4 5.2 回灌目的段的确定6 5.3 回灌井地质设计7 6 回灌井钻井技术设计与施工9 6.1 回灌井钻井技术设计9 6.2 施工工艺及要求11 7 热储层优化与增产增灌技术14 7.1 一般原则14 7.2 酸化压裂技术15 7.3 加砂压裂技术16 8 地面回灌系统设计与安装17 8.1 地面回灌系统设计17 8.2 地面回灌系统安装要求17 9 回灌试验19 9.1 通用要求19 9.2 梯级流量试验19 9.3 梯级温度试验19 10 回灌工艺19 10.1 一般原则19 10.2 回灌方式20 10.3 回扬20 10.4 回灌数据统计分析22 10.5 生产性回灌方案22 11 回灌监测与评价22 11.1 一般规定22 11.2 回灌监测的内容22 11.3 回灌评价24 12 系统维护与保养25 12.1 回灌运行前的养护25 12.2 回灌运行期的养护25 12.3 停灌后的养护26 13 成果验收与资料提交26 13.1 成果报告编制与验收26 13.2 资料提交27 附 录 A（资料性） 合理采灌井距28 A.1 相对独立的砂岩热储同层等量回灌28 A.2 受其他采灌井影响的砂岩热储同层等量回灌28 A.3 裂隙型热储同层等量回灌28 附录 B（资料性）多井允许回灌量计算方法29 B.1 计算原则29 B.2 回灌设计参数29 B.3 多井允许回灌量计算方法29 附录 C（资料性）回灌井回灌量设计方法31 C.1 回灌井回灌量设计方法31 附 录 D（资料性）大口径填砾井井身结构33 附 录 E（资料性）中深层热储固井射孔井井身结构34 附 录 F（资料性）常用套管尺寸及规格35 附 录 G（资料性） 回灌系统运行流程图36 附 录 H（规范性） 回灌井回灌监测记录表37 附 录 I（规范性）开采井回灌监测记录表38 附 录 J（资料性） 回灌目的层可回灌性论证报告提纲39 J.1 可回灌性论证报告的作用及要求39 J.2 可回灌性论证报告提纲39 J.3 可回灌性论证报告附件40 附 录 K（资料性）年度回灌总结报告提纲41 K.1 年度总结报告的作用及要求41 K.2 年度总结报告提纲41 K.3 年度总结报告附件41 前 言 本文件按照GB/T 1. 12020标准化工作导则 第1部分标准化文件的结构和起草规则起草。 本文件由山西省自然资源厅提出并组织实施。 本文件起草单位山西省煤炭地质水文勘查研究院有限公司、山西省地质勘查局二一四地质队有限公司、 山西地质博物馆、山西省煤炭地质勘查研究院有限公司。 本文件主要起草人张玉良、杨函、焦鹏帅、杨展、张晓亮、高阳、项彪、苑晓雨、魏巍、王爱武、王续祥、 王昊、柴建宙、毛杰。 I 引 言 地热能是一种绿色低碳、可循环利用的清洁能源，在山西省广泛应用于供暖、制冷、理疗、康养、种植养殖等 领域。为加快地热能勘查开发利用，对于调整能源结构、推进双碳减排、改善大气质量、减轻冬季雾霾具有重要的 现实意义。地热尾水的大量排放不仅造成了资源浪费，并导致热储压力不断下降、抽水耗能不断增加，高盐分的地热 尾水对周边地表水、地下水及土壤环境也带来了负面影响。 为实现地热资源的节能、绿色可持续开发利用，必须对地热尾水进行回灌处理，从而避免因地热尾水直接排放 引起的热污染和化学污染，并维持热储压力、缓解地热水水位的大幅持续下降，保证地热田的可持续开采，即地热 尾水回灌是地热资源可持续开发的主要保障措施。然而，全省地热地质条件复杂多样，造成了尾水回灌难度大，热 储层易发生堵塞而使回灌量迅速衰减。鉴于此，为适应地热资源大规模开发利用的需求，经大量回灌试验研究和生产 性回灌实践探索，针对我省地热尾水回灌的难点及要点，提出了相应的技术方法及工艺流程，制定了本要求。 II 山西省地热尾水回灌技术要求（试行） 1 范围 本文件规定了地热尾水回灌可行性论证与地质设计、回灌井钻井技术设计与施工、储层优化与增产增 灌技术、地面回灌系统设计与安装、回灌试验、回灌工艺、回灌监测与评价、系统维护与保养、成果验收与 资料提交等内容的技术要求。 本文件适用于中低温孔隙型砂岩热储、裂隙型（碎屑岩、碳酸盐岩和变质岩）热储地热回灌设计、实 施和管理等工作，不适用于浅层地温资源和高温地热资源回灌系统。 2 规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中规范性引用而构成本要求必不可少的条款。其中，注日期的引用文件， 仅 该日期对应版本适用于本要求；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T 11615 地热资源地质勘查规范 DZ/T 0260 地热钻探技术规程 DZ/T 0330 砂岩热储地热尾水回灌技术规程 DZ/T 0331 地热资源评价方法及估算规程 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3. 1 地热资源回灌 geothermal resources reinjection 为保持热储压力、充分利用地热资源、减少地热流体直接排放对环境的污染，将经过利用（降低了温 度）的地热流体通过地热回灌井重新注回热储的过程。 3.2 新生界砂岩孔隙型热储 sandstone geothermal reservoir 新生界砂岩孔隙型热储层，具有一定的胶结或成岩性，且有一定有效孔隙度和渗透性的多孔介质，其 中存储的地热流体可供开发利用。 3.3 岩溶裂隙型热储 karst geothermal reservoir 岩溶裂隙发育的碳酸盐岩（石灰岩、白云岩、大理石等）、硫酸盐岩（石膏、硬石膏、芒硝等）等 岩层构成的热储。 3.4 碎屑岩裂隙型热储 clastic geothermal reservoir 1 裂隙发育的碎屑岩（粗粒砂岩、中粒砂岩、细粒砂岩、泥岩及砂质泥岩等）岩层构成的热储， 其中 存储的地热流体可供开发利用。 3.5 变质岩裂隙型热储 metamorphic geothermal reservoir 裂隙发育的变质岩（片麻岩等）岩层构成的热储， 其中存储的地热流体可供开发利用。 3.6 开采井 exploitation well 将地热水从热储层抽采出来进行利用的地热井。 3.7 回灌井 reinjection well 用于将地热尾水灌入同一热储层的地热井。 3.8地热尾水 geothermal return water 供暖、制冷、发电利用为主的密闭系统，提取热量后的地热流体。 3.9地热尾水回灌 geothermal return water reinjection 将经过利用后（降低了温度）的地热尾水通过回灌井重新注回热储层的过程。 3. 10采灌系统 exploitation and reinjection system 地热回灌中，包括开采井、回灌井以及连通开采井和回灌井之间的管路装置、过滤设备、排气设施 、加压设备和监测设施等组成的地热采灌完整系统。 3. 11热突破 geothermal breakthrough 地热尾水的不合理回灌造成开采井温度降低的现象。 3. 12合理采灌井距 reasonable distance between production and reinjection wells 在100年开采、回灌周期内，开采井不产生热突破的前提下，采、灌井在回灌目的热储层的适宜距离。 3. 13回灌试验 reinjection test 在一定周期内将地热尾水灌入回灌井中，根据动态监测数据，对回灌井可回灌性进行的试验与评价。 3. 14自然回灌 natural reinjection 依靠高出区域水位的井筒水柱自重压力作为驱动力进行回灌的方式，即天然压力条件下的回灌。适 用于热储水位埋藏较深，储层渗透性良好的热储层。 3. 15加压回灌 pressurized reinjection 依靠加压泵加压的作用下，强迫回灌流体以高出水柱自重压力从回灌水管内加速补给热储层的回灌 方式。主要适用于热储水位埋藏较浅、储层渗透性较差和滤网强度较大的热储层。 3. 16单位回灌量 specific reinjection rate 回灌井每米水位升幅的地热流体回灌量。 3. 17允许回灌量 permissible reinjection quantity 保持地热田或开采区地热资源条件相对稳定的最大回灌量。 2 3. 18地热流体回灌率 reinjection quantity ratio 回灌量占开采量的比例。回灌率可分为瞬时回灌率、累计回灌率和某个区域的回灌率。 3. 19 回灌衰减 reinjection attenuation 在地热回灌过程中，由于物理、化学、生物等原因造成的回灌能力随时间逐渐下降的现象。 3.20 回扬 pump lifting 需要定期或不定期的在回灌井中进行洗井或抽取地热流体的过程，以便将回灌产生的杂质、淤积物 排出回灌井，疏通井筒和储水空间的过程。 3.21回灌监测 reinjection monitoring 利用仪器仪表和其它装置对地热流体的采、灌进行监测，主要内容包括地热流体压力、流量、温 度及化学成分等，监测周期和频率可根据需要而定。 3.22储层优化 reservoir optimization 通过储层改造，提高储层开采井、回灌井性能的工艺。 3.23堵塞比 clogging ratio 回灌末期单位回灌量的减少量与回灌初期单位回灌量之比。 3.24疏通比 clearance ratio 回扬末期单位涌水量与回灌前单位涌水量之比。 3.25热储层损害 geothermal reservoir damage 储层空隙被缩小或被堵塞而造成渗透性能降低的现象。 3.26地热流体腐蚀性 the corrosion of geothermal fluid 地热流体中溶解氧等化学组份和微生物对地热井井管、过滤网缠丝、垫筋产生的物理化学破坏作用。 4 总则 4.1 目的 地热资源回灌是将经过利用（降低了温度）的地热流体通过地热回灌井重新注回热储的过程，以保 持地热田（或开采区）地热资源要素的相对稳定，减少地热流体直接排放对环境的污染，保障地热资源 可持续开发。 4.2 基本原则 4.2.1 有利于地热资源综合利用和环境保护。 4.2.2 地热资源可持续利用。 4.2.3 因地制宜，循序渐进开展回灌工作。 3 4.2.4 兼顾技术可行、经济合理、环境友好，体现最佳综合效益。 4.2.5 地热开发项目除取热不耗水类型外，地下水质出现恶化的地热开发项目，地热尾水不得回灌地下。 4.3 总体要求 4.3.1 热能利用的地热开发项目应秉承同层回灌，回灌量不低于95。 4.3.2 地热资源回灌应在地热资源勘查程度达到可行性勘查或开采阶段的基础上布置，单井回灌及回 灌量规模较小的项目可在地热资源达到预可行性勘查阶段的基础上布置。 4.3.3 地热流体应回灌至与开采相同或有明显水力联系的热储中，维护热储层原有水质。 4.3.4 回灌的地热流体应是未受污染的原水，回灌不得对原热储层造成污染。 4.3.5 回灌流体温度宜应低于 25℃ , 回灌量规模应不大于允许回灌量，不影响开采井水温。 4.3.6 地热资源回灌应采取有效的密闭、过滤措施。 4.3.7 地热资源回灌应主动开展监测和维护。 4.3.8 地热资源开发时，应配套施工回灌井和建设地面回灌系统，实施采灌平衡，维持开发热储层压力。 4.3.9 地热回灌的勘查、开发、设计和施工应以生态环境保护优先、绿色勘查，满足绿色勘查的要求。 4.4 主要流程 地热尾水回灌主要流程包括回灌目的层可回灌性论证、回灌井地质设计、回灌井钻进技术设计、回灌 井施工（储层优化与增产增灌技术）、地面回灌系统设计、地面回灌系统安装、回灌试验、生产性回灌、 回灌监测、回灌评价和系统维护与保养等，工作流程如图 1 所示。 图1 地热回灌工作流程图 5 回灌目的层可回灌性论证与地质设计 5.1 回灌目的层可回灌性论证 5.1.1 地热地质参数 5.1.1.1 孔隙型热储 4 孔隙型热储地热地质参数的勘查，应符合下列要求 a 应进行综合测井，解译回灌热储的地层岩性、渗透率、孔隙度、单层厚度、热储厚度、含水率、泥 质含量、含油饱和度等参数； b 应开展非稳定流抽水试验，确定回灌热储层的渗透系数、弹性释水系数、导水系数等参数； c 前期未做勘探工作时，应进行砂粒大小和级配的实验分析工作 1 砂岩分类，用主要粒径颗粒质量占总质量百分比判定，见表 1； 2 砂粒级配，用不均匀系数（Cu ，Cud60/d10 ）判定，见表2。 注1d60为热储层砂、土试样筛分中能通过网眼的颗粒，其累计质量占试样总质量的60时的最大颗粒直径。 注2d10为热储层砂、土试样筛分中能通过网眼的颗粒，其累计质量占试样总质量的10时的最大颗粒直径。 表1 砂岩分类与定名 砂岩分类 砂粒级配 砾砂岩 粒径大于 2 mm 的颗粒质量占总质量 25～50 粗砂岩 粒径大于 0.5 mm 的颗粒质量超过总质量 50 中砂岩 粒径大于 0.25 mm 的颗粒质量超过总质量 50 细砂岩 粒径大于 0. 1 mm 的颗粒质量超过总质量 75 粉砂岩 粒径大于 0. 1 mm 的颗粒质量不超过总质量 75 表2 回灌热储层砂粒级配判定 不均匀系数（Cu） 1＜Cu≤3 3＜Cu≤5 5 ＜Cu≤10 Cu＞10 级配评价 均匀质砂 较均匀质砂 较不均匀质砂 不均匀质砂 5.1.1.2 裂隙型热储 热储地热地质参数的勘查，应符合下列要求 a 应进行综合测井，解译回灌热储的裂隙发育段、渗透率、孔隙度等参数； b 应开展非稳定流抽水试验，确定回灌热储层的渗透系数、弹性释水系数、导水系数等参数。 c 必要时应开展回灌示踪试验，进一步查明热储层的裂隙发育程度和可回灌性。 5.1.2 沉积环境 沉积环境的勘查，应满足下列要求 a 达到可行性勘查阶段以上的地区，孔隙型热储应进行回灌热储层沉积环境、分布特征、矿物组份 、颗粒形态（颗粒大小及组分含量、分选性、磨圆度、胶结状态） 、平面及垂向的演化规律、成 岩作用及杂基的勘查研究；裂隙型热储应进行岩石的组分结构、风化程度、裂隙岩溶率及分布特征 的勘查研究； b 未达到可行性勘查阶段以上的地区，宜开展地热地质勘查和施工探采结合井工作。 5 5.1.3 流体特征 流体特征的勘查，应满足下列要求 a 应开展稳定流抽水试验，确定回灌热储层的涌水量、降深等出水能力参数； b 应进行水质全分析、同位素分析，分析项目按 GB/T 11615 执行，确定地热流体水化学性质及补给条 件，年龄，更新速度等； c 应进行悬浮物测试，确定其物理成分； d 进行水位、水温监测，确定回灌热储层的流场及温度场特征。 5.2 回灌目的段的确定 5.2.1 孔隙型热储 5.2.1.1 回灌目的段应选择与开采井对应的热储层、段。 5.2.1.2 孔隙型热储回灌目的段应选择颗粒粗、级配好的砂岩热储层、段，并应根据其孔隙度、渗透 率和单层厚度再进行选取和可回灌性判定。砂岩段的可选性及可回灌性判定依据如下 a 根据孔隙度（n ）进行砂岩段选取和可回灌性判定，见表 3； 表3 根据孔隙度选取砂岩段及可回灌性判定 孔隙度 （n/ ） 可回灌性 可选性 n≤10 差 不应选取 10 ＜n≤15 较差 不宜选取 15 ＜n≤20 较好 宜选取 n＞20 好 应选取 根据渗透率（k）进行砂岩段选取和可回灌性判定，见表 4； 表4 根据渗透率选取砂岩段及可回灌性判定 渗透率（k/ 10-3μm2） 可回灌性 可选性 k≤100 差 不应选取 100＜k≤200 较差 不宜选取 200＜k≤500 较好 宜选取 k＞500 好 应选取 根据单层厚度（h）进行砂岩段选取和可回灌性判定，见表 5。 表5 根据单层厚度选取砂岩段及可回灌性判定 h/m 可回灌性 可选性 h≤5 差 不应选取 5＜h≤10 较差 不宜选取 10＜h≤20 较好 宜选取 h＞20 好 应选取 6 5.2.1.3 回灌目的段的选择，应满足下列要求 a 砂岩段颗粒为细砂级（0.01mm） 以上，不均匀系数小于 5； b 砂岩单层段孔隙度大于 15； c 砂岩单层段渗透率大于 200 10-3μm2； d 砂岩单层段厚度宜大于 10m； e 满足a ）至 d）条件的砂岩层，累计厚度应大于 80m。 5.2.2 裂隙型热储 5.2.2.1 热储回灌井井位确定及施工前，应先结合开采井抽采试验成果和测井资料，综合确定评价主要 出水层段回灌能力及渗透性。 5.2.2.2 回灌目的层应选择与开采井对应的热储层、段。 5.3 回灌井地质设计 5.3.1 设计要求 5.3.1.1 设计应由水文地质、钻探技术人员共同编制，经施工单位技术负责审核后提交任务来源单位， 经评审和审批后，方可实施。 5.3.1.2 设计的内容应符合国家、行业及地方有关地热回灌的要求和规定。 5.3.1.3 井身结构应满足钻井、回灌、回扬及获取水文地质参数的需要。 5.3.1.4 钻井工艺选择应有利于保护热储层、避免或减少对热储层的污染。 5.3.1.5 设计与实际情况不符时，应及时变更设计并报批。 5.3.2 设计内容 5.3.2.1 前言 5.3.2.1.1 工程概况 项目来源、既有开采井情况、钻井编号、钻井类型、井口坐标、设计井深、设计回灌目的层、钻井目 的及任务； 5.3.2.1.2 设计编写的依据 项目任务书（合同）、相关标准及规范、相关技术成果及资料等。 5.3.2.2 设计井地热地质条件 7 地质构造概况、地层概况、钻遇地层预测、 目的热储层特征预测、水位预测、水温预测、水量预测等 。 5.3.2.3 合理采灌井距 5.3.2.3.1 孔隙型热储 应根据回灌目的热储层的渗透率、孔隙度、热储层厚度，以及回灌量、回灌尾水温度、回灌时间等控制 因素，采用解析法或数值模拟法计算确定，参见附录 A 。 5.3.2.3.2 裂隙型热储 应根据回灌目的热储层的裂隙岩溶率、热储层厚度，以及开采井影响半径、回灌量、回灌尾水温度、回 灌时间等控制因素，采用解析法或数值模拟法计算确定，参见附录 A 。回灌井宜布设在开采井的下游。 5.3.2.4 合理回灌量估算 5.3.2.4.1 采灌系统估算可开采量时，应结合实际供热需求量以及回灌试验，依据“依灌定采 ”和同层等 量回灌的原则，计算在一定压力（水头）降条件下的合理开采强度，充分考虑流体回灌对热储的回补作用。 5.3.2.4.2 “以灌定采”应同时满足回灌率100 ，回灌温度宜为不小于25 ℃, 可根据实际情况取值。地热流体 回灌后，100a 内冷锋面不应到达开采井，即不产生热突破。 5.3.2.4.3 采灌井可回灌量的估算与确定，应根据解析法或数值法，DZ/T 0331中考虑回灌条件下地热流体 可开采量的两种不同方法进行计算，结合回灌试验时地热井的实际回灌情况，综合评价确定地热回灌井的合理 可回灌量。其中有两种特殊情况应酌情考虑 a 回灌井回灌能力极弱（小于出水量的三分之一）时，宜以该井回灌试验过程中相对延续时间较长的 一段回灌量作为其可回灌量，并采用比拟法，对比分析相同地质构造条件下，成井工艺相同的同类型地热 井的回灌能力，同时取保证系数为 0.7 时，作为其可回灌量的依据。 b 回灌井回灌能力极强（大于最大出水量）时，主要应考虑冷锋面的运移， 以对井中的开采井和附 近其他同层开采井流体 100a 内温度不应下降、不产生热突破为宜。 5.3.2.5 钻井设备及场地布设 钻井主要设备和技术参数；地热井井控装置；施工场地面积、通水、通电、通路措施、场地平整； 钻井平台搭建、设备安装及钻前准备。 5.3.2.6 回灌井钻井质量 5.3.2.6.1 地质录井岩芯录井、岩屑录井、泥浆录井、钻时录井；综合测井、抽水试验、回灌试验等 。 5.3.2.6.2 成井质量钻井液要求，过滤器类型、长度及质量要求，井壁管要求，洗井要求，井斜要求 8 等。 6 回灌井钻井技术设计与施工 6.1 回灌井钻井技术设计 6.1.1 孔隙型热储井身结构 6.1.1.1大口径填砾井井身结构 大口径填砾井井身结构参见附录D ，应满足下列要求 a 泵室段，孔径不小于 550mm ，管径不小于273. 1mm ，长度根据实际需求确定； b 井壁段，孔径不小于 400mm ，管径不小于 177.8mm ，长度根据实际需求确定； c 滤水段，孔径不小于 400mm ，管径不小于 177.8mm ，长度根据开采井层位和回灌目的层条件确定； d 应保持合理的孔管环状间隙，若套管有重叠，重叠段应大于 30m。 6.1.1.2 固井射孔井井身结构 固井射孔井井身结构参见附录E ，应满足下列要求 a 泵室段，孔径不小于 444.5mm ，管径不小于339.7mm ，长度根据实际需求确定； b 井壁段，孔径不小于 311.2mm ，管径不小于244.5mm ，长度根据实际需求确定； c 滤水段，孔径不小于 311.2mm ，管径不小于 244.5mm ，长度根据开采井的层位和回灌目的层条 件确定； d 应保持合理的孔管环状间隙，若套管有重叠，重叠段应大于 30m。 6.1.2 裂隙型热储井身结构 6.1.2.1 泵室段，孔径不小于 444.5mm ，管径不小于 339.7mm。 6.1.2.2 滤水段，孔径不小于 215.9mm ，管径不小于 177.8mm。 6.1.2.3 目的热储层稳定时可裸眼成井； 目的热储层不稳定时应下入套管成井，套管成井时应保持合 理的孔管环状间隙，套管重叠段长度应大于 30m ，非目的热储层段应进行水泥浆全断面封闭止水固井。 6.1.2.4 常用井身结构有三开井身结构、四开井身结构。 6.1.3 钻井工艺 钻井工艺应满足下列要求 a 各井段钻井方法、钻头类型、钻具组合、钻进参数和技术要求；取心井段与取心方法，取心钻进的 9 配备、使用及操作要求，按 DZ/T 0260 执行； b 受场地条件限制，采灌井距小于合理井距时，应采用定向钻井工艺； 回灌目的层砂岩层垂向上不满 足5.2.1.3e）时，宜采用定向钻井工艺。定向钻井按 DZ/T 0260 执行，井身结构参见附录F。 6.1.4 钻井液 6.1.4.1 热储温度条件 应根据热储层的温度选择适宜的钻井液 a 小于90 ℃的低温地热井，一般选用膨润土低固相钻井液； b 90 ℃150 ℃的中温地热井，一般采用膨润土、高岭土或海泡土及其混合土配浆，采用铬褐煤 、丙烯酸盐、特种树脂等处理剂处理并加温石棉； 6.1.4.2 地层条件 应根据地层的条件选择适宜的钻井液 a 地层稳定时，可选用清水、无固相钻井液； b 地层松散、破碎时，应适当提高钻进液的黏度和切力，选用高密度优质钻井液； c 在易水化膨胀坍塌的地层钻进时，应使用失水量低的钻井液，宜选用钾基钻井液、钙处理钻井 液等具有较强抑制性能的钻井液。 6.1.4.3 水源条件 在缺水地区施工时，应选用节水钻井液。 6.1.5 成井工艺的选取原则 6.1.5.1 大口径填砾工艺 选用大口径填砾工艺时，应满足下列规定 a 回灌目的段的渗透率小于 500 10-3μm2； b 回灌目的段砂岩层的颗粒为中砂以下； c 回灌目的段砂岩层为弱固结至半固结（成岩程度低）； d 孔壁稳定； e 回灌目的段易出砂； f 成井深度宜小于 2000m。 6.1.5.2 固井射孔工艺 10 选用固井射孔工艺时，应满足下列规定 a 回灌目的段的渗透率大于 500 10-3μm2； b 回灌目的段砂岩层的颗粒为中砂以上； c 回灌目的段砂岩层为半固结至固结（成岩程度高）； d 回灌目的段不易出砂； e 成井深度宜大于 2000m。 6.1.6 其他要求 事故预防措施、抽水试验、井口装置和钻井交付、安全技术措施、施工组织与进度计划、工程预算等 内容，按DZ/T 0260执行。 6.2 施工工艺及要求 6.2.1 钻进 按DZ/T 0260执行。 6.2.2 钻井液 宜选用对热储层有保护作用或对热储层损害小的钻井液，并满足下列要求 a 钻井液宜选用低密度、满足储层近平衡钻井的需要； b 钻井液应与热储层岩石、热储层中流体相配伍； c 钻井液应具有良好的封堵能力，减少对热储层的渗透污染；固井射孔工艺成井时回灌层段应选用高 封堵钻井液； d 钻井液应易解堵，渗透性能恢复率应大于 80。 6.2.3 测井 在钻进结束后，下管前，应进行测井工作，并符合以下要求 a 测井前应保持钻井液性能良好，保持井壁稳定，井底干净； b 常用测井项目包括双感应-八侧向、视电阻率、自然电位、 自然伽玛、声波时差、声波幅度、井温、 井径及井斜； c 提升（或下放）测井时要缓慢匀速，提升（或下放）速度小于0.25m/s。 6.2.4 冲孔换浆 6.2.4.1 测井之后进行破壁，破壁结束后，可利用井内原钻具进行排渣和冲孔换浆。 6.2.4.2 较稳定地层换浆，钻井液黏度控制在 15s～20s之间，密度小于 1. 15g/cm3 ；稳定性较差地层换浆 11 , 钻井液黏度控制在 20s～25s 之间、密度控制1. 15g/cm3～1.20g/cm3之间。 6.2.5 下管 6.2.5.1 井管及套管材质应为石油套管，套管规格参见附录 F ，套管规格小于350mm管径连接应使用套 管钳上扣，上扣扭矩应符合石油套管标准。 6.2.5.2 根据测井及解译结果，确定目的热储层及滤水管的深度及长度，要求滤水管与主要砂层的对准 率达到 90以上。 6.2.5.3 下管前应校正孔深。 6.2.5.4 全井下管时，应在底部设有 30m～50m沉淀管。 6.2.5.5 井管下放速度不宜过快，不稳定地层应小于 0.3m/s。 6.2.6 填砾 6.2.6.1 砾料质量要求 砾料的质量应满足下列要求 a 砾料应选择石英含量 60以上，质地坚硬，密度大，浑圆度好的砂砾； b 在标准土酸（3 HF12 HCl） 中，砾石的溶解重量百分数不应超过 1。 6.2.6.2 砾料砾径 砾径的选择应符合下列要求 a 对回灌含水层进行颗粒分析，确定含水层的粒度中值（即d50 ）。 b 所填砾料规格应为D50（6～8）d50。 注 D50为砾料筛分中能通过网眼的颗粒，其累计质量占试样总质量的50 时的最大颗粒直径；d50为回灌目的层砂样 筛分中能通过网眼的颗粒，其累计质量占试样总质量的50 时的最大颗粒直径。 6.2.6.3 填砾厚度及高度 填砾的厚度及高度应符合下列要求 a 填砾厚度应大于 12D50 ，一般控制在75mm～150mm之间； b 填砾高度应高出滤水管顶界面 30m～50m。 6.2.6.4 填砾方法 6.2.6.4.1 大口径填砾工艺在下管后，填砾前，应进行二次换浆，直至钻井液黏度不大于 18s ， 遇孔壁 不稳定地层时，钻井液黏度可适当提高。 6.2.6.4.2 常用填砾方法为 12 a 动水填砾，井管底、井管口密封，冲洗液从井管返到环隙，从环隙返到地面，冲洗液黏度达 18s 、密度达1.05g/cm3左右时，把砾料从环隙均匀填入，一般填入速度为3m3/h～6m3/h 。填砾过程中注意 返水量、泵压及冲洗液黏度的变化。当砾料超过最上部滤水管时，压力达到最大值，应注意调整冲 洗液黏度； b 静水填砾，将砾料从环隙均匀投入，利用砾料密度大于冲洗液的性质，将冲洗液从井管内压出， 通过导管将溢出的冲洗液导入环隙内，应保持环隙冲洗液面与地面基本持平，若环隙冲洗液面下降 , 应从泥浆池抽取冲洗液进行补充，投砾速度控制在 10m3/h～15m3/h 之间为宜； c 抽水填砾，将砾料从环隙均匀投入，利用潜水泵从井管内抽水，将抽出的冲洗液导入环隙内， 应 保持环隙冲洗液面与地面基本持平，投砾速度控制在 15m3/h～20m3/h 之间为宜。 6.2.7 止水及方法 6.2.7.1 大口径填砾工艺地热井砾料底部宜用橡胶止水，砾料顶部宜用粘土止水或水泥固井止水；多开 孔或射孔工艺井，应采用水泥固井止水，止水后应进行止水检查，止水合格后方可钻进。 6.2.7.2 常用止水方法为 a 粘土止水，可选用直径为 15mm～30mm 的半干粘土球止水，止水厚度大于或等于20m； b 橡胶止水，止水位置应在泥岩密实井段，安装橡胶伞 2 组～4 组； c 固井止水，表层套管固井时，水泥浆返至地表；技术套管固井时，水泥浆返高应不低于400m ，套管 重叠段用水泥封固严密；水泥标号不宜小于 P.O42.5；回灌目的层固井时，宜采用 G 级油井水泥。 6.2.8 固井 固井应符合下列要求 a 固井前应做好水泥浆稠化时间试验工作，确保施工质量和固井安全；固井段内井管应安装扶正 器，保证井管居中； b 固井前应循环钻井液不少于 2 个循环周； c 注水泥浆前应泵入 2m3～3m3清水作为隔离液； d 注水泥浆液过程中，应随时监控水泥浆密度和泵压变化；水泥浆密度一般控制在 1.60g/cm3 1.85g/cm3 之间； e G 级油井水泥候凝时间大于或等于48h ，矿渣硅酸盐水泥候凝时间大于或等于 72h； f 固井结束后，应及时清洗有关设备和工具。 6.2.9 射孔 6.2.9.1 射孔作业前应根据地层的特性配制与地层相配伍的射孔液（地层条件较好时，可将钻井液全 部替换为清水）。 6.2.9.2 射孔井段的深度应以测井资料为基准进行校对，保证射孔枪下到正确位置。 13 6.2.9.3 射孔井段长度应根据地质录井及测井资料确定，一般不小于 80 m，射孔参数参见表 6。 6.2.9.4 同一射孔段，不应为了增加孔密度而进行重复射孔。 表6 射孔参数参考表 射孔套管 Ф/mm 射孔枪 Ф/mm 射孔孔径 Ф/mm 孔密孔 m 孔道深度 mm 244.5 127 12 ≥15 ≥600 177.8 89 8 ≥15 ≥400 127 12 ≥15 ≥600 注 射孔枪应配备相应型号的射孔弹。 6.2.10 洗井 6.2.10.1 应根据地热井类型、成井工艺、地热地质条件等确定洗井方法和洗井时间。 6.2.10.2 常用以下洗井方法活塞洗井、潜水泵抽水洗井、焦磷酸钠洗井（质量浓度0.6 ～1、井内 浸泡4h～8h）、高压喷射洗井、空压机气举洗井等。宜采用多种洗井方法联合洗井 a 大口径填砾工艺成井宜采用活塞洗井、潜水泵抽水洗井或空压机气举洗井； b 固井射孔工艺成井采用空压机气举洗井，潜水泵抽水洗井； c 洗井至水清砂净，涌水量和水温无明显变化后做抽水试验。 6.2.11 抽水试验 抽水试验按GB/T 11615执行。 6.2.12 水质测试 水样采集、保存与测试按GB/T 11615执行，热储层含有其它气体时，应按照相关规定取样检测。 7 热储层优化与增产增灌技术 7.1 一般原则 7.1.1 储层优化与增产增灌技术用于岩溶裂隙型热储地热井增产及回灌井增灌。回灌目的段优化应符合 下列要求 a 裂隙率大于等于 2且热储厚度大于等于 80m时，可直接进行回灌； b 裂隙率小于 2、热储厚度大于等于 80m时；裂隙率大于等于2、热储厚度小于 80 m时，宜先 开展热储层优化，再进行回灌； 14 c 裂隙率小于2且热储厚度小于80m时，应先开展热储层优化，再进行回灌。 7.1.2 在热储层裂隙岩溶发育程度满足回灌需求的情况下，涌水量或回灌量不能满足预期要求的情况下 , 宜采用酸化压裂技术；热储层裂隙发育程度不满足回灌需求时，宜采用加砂压裂技术。 7.1.3 裂隙型热储钻进时，岩屑连同泥浆漏失进入地层堵塞了含水裂隙时，应采用酸化压裂技术优化。 7.1.4 回灌时若发生结垢堵塞，应采用酸化压裂技术处理。 7.2 酸化压裂技术 7.2.1 施工工艺 7.2.1.1 酸化压裂的工艺流程是选择酸化压裂热储段→下入套管及封隔器→加平衡压力→前置液增 压形成裂缝克服热储层地应力和岩石张力→破裂形成裂缝→高压泵入酸液使裂缝酸蚀成沟槽填塞压酸→ 排酸汽化水排酸。 7.2.1.2 进行酸化压裂洗井时，先下入封隔器，从套管向井内注入清水前置液，较高的注入速度使 井筒内压力增高，达到克服热储层地应力和岩石张力的强度，使酸化段出现破裂形成裂缝，然后再高压泵入酸 液使裂缝酸蚀成沟槽。 7.2.2 施工要点 7.2.2.1 选取酸化压裂热储段 酸化热储段的选取应满足下列要求 a 在热储层段选取之前，应先进行物探测井； b 宜选择物探测井显示热储层含水量好，而抽水效果差的层段。 7.2.2.2 溶蚀试验 室内溶蚀试验满足下列要求 a 在进行酸化压裂作业之前，应对处理岩层进行