撫順地區(qū)溫泉井鉆探施工綜合技術(shù)方案一、工程概況1.1項(xiàng)目背景與地質(zhì)條件本工程位于撫順市清原滿族自治縣紅河峽谷區(qū)域，地處長白山系哈達(dá)嶺龍崗山脈延伸段，屬渾河斷裂帶東南側(cè)地?zé)岙惓^(qū)。區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，大地構(gòu)造主體位于華北陸塊遼東新元古代-古生代坳陷帶的龍崗隆起單元，基底由太古宙花崗綠巖帶構(gòu)成，蓋層為中元古界泛河裂陷盆地沉積巖系。根據(jù)前期物探數(shù)據(jù)顯示，目標(biāo)區(qū)域存在北東向與北西向斷裂交匯構(gòu)造，推測深部發(fā)育碳酸鹽巖熱儲層，埋深預(yù)計1200-1800米，水溫梯度約3.2℃/100米，預(yù)測出水溫度45-60℃。1.2工程設(shè)計參數(shù)項(xiàng)目技術(shù)指標(biāo)備注設(shè)計井深1800米預(yù)留200米調(diào)整空間井口直徑311mm表層套管直徑完井直徑152mm生產(chǎn)套管直徑設(shè)計水溫≥50℃熱儲層溫度預(yù)計出水量80-120m3/h穩(wěn)定流抽水試驗(yàn)數(shù)據(jù)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)偏硅酸≥25mg/L，氟化物≥1.0mg/L符合醫(yī)療熱礦水水質(zhì)要求套管材質(zhì)J55級石油套管抗硫腐蝕型1.3施工范圍與內(nèi)容本工程包含五個主要施工階段：前期地質(zhì)勘察（已完成）、鉆井施工（含三個開次）、固井作業(yè)、完井測試及地面配套設(shè)施建設(shè)。重點(diǎn)實(shí)施定向鉆井工藝穿越復(fù)雜地層，采用三級套管程序（表層套管、技術(shù)套管、生產(chǎn)套管）確保井身結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，同步開展實(shí)時地質(zhì)錄井與隨鉆測井工作。二、施工總體部署2.1施工組織架構(gòu)設(shè)立項(xiàng)目經(jīng)理部，配置地質(zhì)技術(shù)組（3人）、鉆井施工組（12人）、安全監(jiān)督組（2人）及設(shè)備保障組（4人）。采用三班四運(yùn)轉(zhuǎn)作業(yè)制度，關(guān)鍵工序?qū)嵭?雙崗監(jiān)督"機(jī)制。施工高峰期現(xiàn)場人員控制在25人以內(nèi)，生活區(qū)與作業(yè)區(qū)保持30米安全距離，設(shè)置獨(dú)立泥漿循環(huán)系統(tǒng)與巖屑堆放場。2.2主要設(shè)備配置鉆井主機(jī)：ZJ30DB型鉆機(jī)（最大鉤載3000kN），配備變頻調(diào)速系統(tǒng)循環(huán)系統(tǒng)：3NB-350型泥漿泵2臺（備用1臺），配套4級凈化裝置定向設(shè)備：EMS-MWD隨鉆測量系統(tǒng)，實(shí)時傳輸井斜、方位數(shù)據(jù)固井設(shè)備：GJC40-17型固井車，最大工作壓力17MPa檢測儀器：XJ-6型井徑儀、SST-2000地層測試儀、地?zé)釁?shù)采集系統(tǒng)2.3施工進(jìn)度計劃施工階段計劃工期關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)控制場地平整5天完成三通一平及設(shè)備基礎(chǔ)澆筑一開鉆井（0-300m）8天表層套管下深300m二開鉆井（300-1200m）25天技術(shù)套管下深1200m三開鉆井（1200-1800m）30天生產(chǎn)套管下深1800m固井作業(yè)10天三次固井施工及質(zhì)量檢測完井測試15天包含30天穩(wěn)定流抽水試驗(yàn)設(shè)備退場5天場地恢復(fù)與環(huán)保驗(yàn)收三、關(guān)鍵施工技術(shù)方案3.1鉆井工藝實(shí)施3.1.1井身結(jié)構(gòu)設(shè)計采用"三級套管+裸眼完井"組合方案：表層套管：下深300m，Φ311mm×9.65mm套管，水泥返至地面，隔離第四系松散覆蓋層及風(fēng)化破碎帶技術(shù)套管：下深1200m，Φ219mm×8.94mm套管，水泥返高至井口以下50m，封隔侏羅系煤系地層（易塌層）生產(chǎn)套管：下深1800m，Φ152mm×7.72mm套管，水泥返高至熱儲層頂界以上200m，確保熱儲層段有效封固3.1.2分階段鉆井技術(shù)參數(shù)一開施工（0-300m）：鉆頭選型：Φ444.5mm三牙輪鉆頭（鋼齒）鉆井液體系：膨潤土聚合物鉆井液，密度1.05-1.10g/cm3，粘度30-35s鉆進(jìn)參數(shù)：鉆壓80-100kN，轉(zhuǎn)速60-80r/min，排量30L/s二開施工（300-1200m）：鉆頭選型：Φ215.9mmPDC鉆頭（5刀翼）鉆井液體系：鉀基聚合物防塌鉆井液，密度1.15-1.25g/cm3，加入2%瀝青類抑制劑定向工藝：造斜點(diǎn)800m，造斜率1.5°/30m，控制井斜角≤15°三開施工（1200-1800m）：鉆頭選型：Φ152.4mm孕鑲金剛石鉆頭鉆井液體系：抗鹽鈣處理鉆井液，密度1.30-1.40g/cm3，高溫穩(wěn)定劑加量0.5%鉆進(jìn)參數(shù)：鉆壓60-80kN，轉(zhuǎn)速40-60r/min，排量20L/s3.2固井作業(yè)技術(shù)采用"雙級固井+尾管懸掛"工藝，關(guān)鍵控制要點(diǎn)包括：前置液處理：使用2m3隔離液（配方：0.5%OP-10乳化劑+1%NaOH），頂替效率≥95%水泥漿體系：G級高抗硫水泥+35%硅粉（石英砂），加量2%HEC增稠劑，密度1.85-1.90g/cm3候凝控制：采用溫控養(yǎng)護(hù)，確保井底水泥漿初凝時間≥4h，終凝強(qiáng)度≥14MPa/24h質(zhì)量檢測：固井后48h進(jìn)行聲幅測井，膠結(jié)質(zhì)量合格率要求達(dá)到90%以上3.3隨鉆地質(zhì)保障措施巖屑錄井：每2m撈取巖屑，進(jìn)行熱解分析與熒光檢測，重點(diǎn)識別碳酸鹽巖裂縫發(fā)育段氣測監(jiān)控：配備QG-2000型氣測儀，實(shí)時監(jiān)測H?S含量（閾值0-20ppm），超標(biāo)自動報警地層壓力監(jiān)測：采用dc指數(shù)法計算地層壓力系數(shù)，當(dāng)異常高壓顯示時（壓力系數(shù)＞1.2），及時調(diào)整鉆井液密度地?zé)釁?shù)采集：每100m測量井底溫度，建立地溫梯度曲線，與設(shè)計值偏差超過5%時啟動地質(zhì)會商機(jī)制四、復(fù)雜地層處理技術(shù)4.1主要地質(zhì)風(fēng)險應(yīng)對針對撫順地區(qū)典型地質(zhì)難題，制定專項(xiàng)技術(shù)措施：4.1.1煤系地層防塌技術(shù)鉆井液處理：加入1.5%K?CO?抑制粘土水化膨脹，配合0.5%聚丙烯酰胺提高井眼穩(wěn)定性鉆井參數(shù)優(yōu)化：采用"輕壓快轉(zhuǎn)"方式，鉆壓控制60-80kN，轉(zhuǎn)速100-120r/min，減少對煤層的機(jī)械破壞短起下作業(yè)：每鉆進(jìn)200m進(jìn)行短起下鉆，破壞巖屑床形成，確保井眼清潔4.1.2高角度裂縫帶漏失控制隨鉆堵漏：采用"橋接+化學(xué)凝膠"復(fù)合堵漏體系，配方為20%核桃殼（3-5mm）+5%CMC+8%油溶性樹脂承壓堵漏：當(dāng)漏失量＞5m3/h時，注入LPM-101低滲透鉆井液，形成臨時性屏蔽暫堵帶井眼軌跡調(diào)整：通過定向鉆井技術(shù)避開大型裂縫發(fā)育帶，井斜角控制在15°以內(nèi)4.2特殊鉆井工藝應(yīng)用在1500-1650m預(yù)計的花崗巖破碎帶，采用"欠平衡鉆井+泡沫流體"技術(shù)：注入?yún)?shù)：氣液比3:1，井口回壓控制2-3MPa泡沫液配方：0.5%發(fā)泡劑+0.3%穩(wěn)泡劑+0.2%降濾失劑返排處理：安裝三級分離裝置，巖屑經(jīng)固化處理后外運(yùn)五、質(zhì)量控制體系5.1關(guān)鍵工序質(zhì)量控制點(diǎn)建立"三檢制"質(zhì)量管控模式，重點(diǎn)監(jiān)控以下參數(shù)：控制項(xiàng)目允許偏差范圍檢測方法頻次井斜角≤1°/100mMWD隨鉆測量每50m水泥返高≥設(shè)計值聲幅測井固井后24h套管柱密封性0泄漏水壓試驗(yàn)（10MPa/30min）下套管后鉆井液性能±0.05g/cm3六速旋轉(zhuǎn)粘度計測定每2h巖心采取率≥85%地質(zhì)編錄取心層段5.2完井測試標(biāo)準(zhǔn)完井后進(jìn)行系統(tǒng)測試，包含：溫度測試：連續(xù)72h監(jiān)測井口溫度，波動范圍≤2℃為合格抽水試驗(yàn)：分三個流量級（60m3/h、80m3/h、100m3/h）進(jìn)行階梯抽水，每個流量穩(wěn)定8h水質(zhì)全分析：檢測38項(xiàng)指標(biāo)，重點(diǎn)關(guān)注微量元素含量及放射性水平井口裝置測試：安裝Y215型采油樹，進(jìn)行15MPa水壓試驗(yàn)，保壓30min壓降≤0.5MPa六、安全生產(chǎn)管理6.1HSE管理體系實(shí)施風(fēng)險辨識：識別重大危險源12項(xiàng)，其中一級風(fēng)險3項(xiàng)（H?S中毒、井噴、高處墜落）應(yīng)急準(zhǔn)備：配備4套正壓式呼吸器，2臺便攜式H?S檢測儀（量程0-100ppm），設(shè)置150m3應(yīng)急泥漿儲備罐培訓(xùn)演練：每日班前安全講話，每周開展防噴演練，每月組織HSE綜合培訓(xùn)6.2現(xiàn)場安全防護(hù)措施井控系統(tǒng)：安裝全套防噴器組（環(huán)形+雙閘板），工作壓力35MPa，配備遠(yuǎn)程控制臺用電安全：采用TN-S接零保護(hù)系統(tǒng)，配電箱安裝智能漏電保護(hù)器（動作電流≤30mA）高空作業(yè)：設(shè)置雙層防護(hù)平臺，使用防墜器（承重≥15kN），安全帶符合GB6095-2021標(biāo)準(zhǔn)防火防爆：作業(yè)區(qū)劃分動火禁區(qū)，配備8kg干粉滅火器12臺，消防砂池2m3，設(shè)置防火隔離帶6.3特殊作業(yè)許可制度對進(jìn)入受限空間、動火作業(yè)、臨時用電等實(shí)施許可管理，執(zhí)行"作業(yè)前檢測、作業(yè)中監(jiān)護(hù)、作業(yè)后驗(yàn)收"流程。H?S濃度超過20ppm時，立即啟動應(yīng)急撤離程序，所有人員佩戴正壓式呼吸器有序撤離至上風(fēng)方向500m集合點(diǎn)。七、環(huán)境保護(hù)措施7.1污染物控制標(biāo)準(zhǔn)施工期主要污染物排放執(zhí)行遼寧省《地質(zhì)勘查、鉆井業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（DB21/1627-2008），具體指標(biāo)：鉆井廢水：SS≤100mg/L，pH值6-9，石油類≤5mg/L噪聲：晝間≤70dB(A)，夜間≤55dB(A)固廢處置：巖屑固化后含水率≤30%，符合填埋標(biāo)準(zhǔn)7.2環(huán)保工程措施廢水處理：建設(shè)三級沉淀池（總?cè)莘e500m3）+一體化污水處理設(shè)備，處理后回用率達(dá)80%廢氣控制：泥漿攪拌罐安裝高效除塵器，鉆井柴油機(jī)配備尾氣凈化裝置固廢處理：巖屑采用"固化+填埋"處置，鉆井廢棄泥漿經(jīng)脫水后運(yùn)至合規(guī)處置場生態(tài)恢復(fù)：施工結(jié)束后進(jìn)行場地平整，表層土剝離單獨(dú)堆放，后期實(shí)施植被恢復(fù)（鄉(xiāng)土樹種選用油松、刺槐）7.3環(huán)境監(jiān)測計劃水質(zhì)監(jiān)測：鉆井廢水出口每2天監(jiān)測1次，周邊地下水每月監(jiān)測1次空氣監(jiān)測：TSP、PM10每旬監(jiān)測1次，H?S等特征污染物實(shí)時在線監(jiān)測噪聲監(jiān)測：場界噪聲晝間、夜間各監(jiān)測1次/周，敏感點(diǎn)增設(shè)監(jiān)測點(diǎn)八、設(shè)備維護(hù)與物資保障8.1設(shè)備預(yù)防性維護(hù)建立設(shè)備管理臺賬，實(shí)施"三定"維護(hù)制度（定人、定時、定標(biāo)準(zhǔn)）：鉆機(jī)系統(tǒng)：每日檢查絞車剎車系統(tǒng)，每周更換液壓油濾芯，每月進(jìn)行齒輪箱油樣分析泥漿泵：每鉆進(jìn)500m檢查缸套磨損情況，活塞壽命控制≥150h儀器儀表：隨鉆測量系統(tǒng)每井段校準(zhǔn)1次，壓力傳感器每月校驗(yàn)1次8.2物資儲備與管理關(guān)鍵材料：儲備3套PDC鉆頭、200m備用套管、500袋G級水泥，確保滿足7天連續(xù)施工需求油料管理：設(shè)置3個50m3儲油罐（柴油、機(jī)油、液壓油），實(shí)行"雙鎖"管理，建立消耗臺賬應(yīng)急物資：配備2套井控應(yīng)急工具、500m高壓軟管、100m電纜，存放于專用應(yīng)急倉庫九、應(yīng)急預(yù)案9.1井噴事故應(yīng)急處置預(yù)警響應(yīng)：當(dāng)監(jiān)測到溢流（出口流量＞入口流量10%）時，立即發(fā)出一級警報，啟動關(guān)井程序關(guān)井操作：司鉆發(fā)出信號后，2分鐘內(nèi)完成"四七動作"，控制井口壓力≤15MPa壓井作業(yè)：采用司鉆法壓井，按"壓井液密度=地層壓力系數(shù)×1.15"計算壓井液密度，循環(huán)排量控制1.2m3/min9.2H?S中毒應(yīng)急處理檢測報警：當(dāng)H?S濃度達(dá)到10ppm時，自動聲光報警，現(xiàn)場人員立即佩戴呼吸器人員撤離：濃度超過20ppm時，啟動緊急撤離程序，清點(diǎn)人數(shù)并向上風(fēng)方向轉(zhuǎn)移醫(yī)療救護(hù)：建立與最近醫(yī)院（清原縣人民醫(yī)院）的綠色通道，配備專用急救箱（含解毒藥品）9.3環(huán)境污染事件處置泄漏處理：發(fā)生鉆井液泄漏時，立即啟動圍堵措施，采用吸油棉吸附+中和處理應(yīng)急物資：儲備200m圍油欄、500kg吸附材料、1000L中和劑，確保30分鐘內(nèi)到達(dá)泄漏點(diǎn)輿情應(yīng)對：設(shè)立新聞發(fā)言人，發(fā)生較大環(huán)境事件時2小時內(nèi)上報當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門十、工程驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)10.1竣工資料要求提交完整的工程技術(shù)檔案，包含：鉆井綜合記錄（每米1組數(shù)據(jù)）地質(zhì)錄井成果圖（含巖性、電性、物性"三性"解釋）固井質(zhì)量檢測報告（聲幅測井曲線、水泥返高數(shù)據(jù)）完井測試成果（溫度、流量、水質(zhì)全分析報告）安全環(huán)保驗(yàn)收文件（含監(jiān)測數(shù)據(jù)匯總）10.2工程質(zhì)量評定標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)良標(biāo)準(zhǔn)：井身質(zhì)量合格率100%，固井質(zhì)量優(yōu)質(zhì)段≥