專利名稱：地熱井動水投濾料工藝方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種鉆井方法，尤其是一種地熱井動水投濾料工藝方法。特別適用于 膠結疏松、地層不穩(wěn)定、水中含沙量高的地區(qū)的地熱井的濾料投放。
背景技術：
因地熱井的深度大部分在1000m-3000m之間，用目前常規(guī)的投濾料方法很難將濾 料投放到位。因濾料投放不到位，地熱井井孔與井管之間的地熱水能夠自由流動，所抽的地 熱水中的含沙量高，地熱水在井孔與井管之間長期流動和沖刷必將帶動巖屑運動，破壞了 地層的穩(wěn)定性，會發(fā)生局部坍塌的現(xiàn)象，抽取地下水時間長了會造成地面沉降。投放了濾料 的地熱井井孔與井管之間被濾料充填，形成具有通透性的支撐骨架，同時減小熱水的流速， 使其只能通過濾料滲透到井管內(nèi)，所以起到了穩(wěn)定地層、避免地面沉降的作用。同時，還可 以降低所抽取的地熱水中的含沙量，減少地面設備的磨損，特別是對潛水泵、除砂器和增壓 泵的保護效果明顯。另外，對于水中含沙量高的地熱井，往往發(fā)生井管內(nèi)沉砂淤積較多，逐 漸堵塞濾水管影響單井出水量，最終出水量小到無利用價值，只好重新洗井或打井。濾料投 放到位的地熱井，濾料充填層可以減少砂的運動并將砂攔截在濾水管之外，起到了降低含 沙量目地的同時延長了地熱井的壽命，減少重復投資。因此，設計一種能夠準確投放濾料的 地熱井動水投濾料工藝方法，是目前需要解決的技術問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種能夠準確投放濾料的地熱井動水投濾料
工藝方法。本發(fā)明解決其技術問題的技術方案是
地熱井動水投濾料工藝方法，其工藝步驟為①井徑測量，②含水層高度確定，③濾料 量計算，④清孔，⑤換漿，⑥下管，⑦濾水管沖洗，⑧濾料投放。本發(fā)明解決其技術問題的具體技術方案是
本發(fā)明所述的井徑測量即用物理測量方法確定井徑的尺寸，為下一步計算濾料量提 供數(shù)據(jù)，所述的含水層高度確定即用地球物理測井的方法，包括測自然電位、電阻率、自然 伽瑪、聲波、井溫、井斜等，確定含水層和非含水層本身的具體高度尺寸以及距離井口的高 度尺寸，為下一步下管提供數(shù)據(jù)，所述的濾料量計算即計算濾料的用量，其計算公式為 L=O. 785 X (D2-d2) X h X k，其中L-濾料量(m3)、D-井孔內(nèi)徑(m)、d_井管外徑(m)、h_含水 層高度(m)、k-計算系數(shù)，k = 1.10-1. 25，所述的清孔即清除井孔內(nèi)的鉆屑，所述的換漿即 降低鉆井液的粘度，其方法是按循環(huán)周均勻向井孔內(nèi)加清水，所述的下管即根據(jù)含水層和 非含水層本身的具體高度尺寸以及距離井口的高度尺寸確定下管方案，保證濾水管與含水 層對應，井壁管與非含水層對應，所述的濾水管沖洗即向井管內(nèi)泵入沖洗液，讓沖洗液自濾 水管流出，沖洗濾水管后的廢沖洗液沿井管與井壁之間的環(huán)形空間向上流至地表，其具體 方法為先向井管內(nèi)下入沖洗管，沖洗管的長度以能夠伸進沉砂管內(nèi)為準，沉砂管即最低端的起盛裝沉淀物作用的井壁管，再將沖洗管與泥漿泵的出水口連接，將伸進沖洗液池的進 水管與泥漿泵進水口連接，并將井口封閉，然后開啟泥漿泵開始沖洗，所述的濾料投放即待 從井管與井壁之間流至地表的沖洗廢液的濃度達到規(guī)定要求后，即開始從井口均勻的、不 間斷的投放濾料，并且在濾料投放過程中不停止沖洗液的泵入。本發(fā)明的具體工藝參數(shù)為
本發(fā)明的D-d / 2的數(shù)值范圍為75-100mm。本發(fā)明所述的濾料的濾料粒徑mm等于水層沙粒徑mm的4_6倍，濾料粒徑合格率 要求為98%，濾料球度和圓度均大于0. 6，濾料強度彡5級，濾料比重彡1. 50g/cm3。本發(fā)明從井管與井壁之間流至地表的沖洗廢液的濃度粘度在18s -20s間時開始 投放濾料。本發(fā)明濾料的投放速度為每小時3-3. 5 m3。本發(fā)明沖洗液的泵入量為15-20m3/h。地熱井動水投濾料工藝工作原理
在投料過程中即使出現(xiàn)濾料集中的砂橋現(xiàn)象，上行的沖洗液便會立即沖破砂橋，砂橋 被沖破后其濾料必將在重力作用下繼續(xù)下滑，至到孔底并密實充填。與現(xiàn)有技術相比，用本發(fā)明方法投放濾料，濾料在濾水管與井壁的環(huán)形空間內(nèi)構 成一個濾料充填層，從而有效解決疏松層地質(zhì)條件下的井孔易坍塌、出水含沙量高的難題。


附圖是本發(fā)明的原理圖。圖中，1為泥漿泵，2為沖洗管，3為井護管，4為井壁，5為井壁管，6為濾水管，7為 含水層，8為非含水層，9為濾料填充層，10為濾料。
具體實施例方式地熱井動水投濾料工藝方法，其工藝步驟為①井徑測量，②含水層高度確定，③ 濾料量計算，④清孔，⑤換漿，⑥下管，⑦濾水管沖洗，⑧濾料投放。所述的井徑測量即用物理測量方法確定井徑的尺寸，為下一步計算濾料量提供 數(shù)據(jù)，所述的含水層高度確定即用地球物理測井的方法，包括測自然電位、電阻率、自然伽 瑪、聲波、井溫、井斜等，確定含水層和非含水層本身的具體高度尺寸以及距離井口的高 度尺寸，為下一步下管提供數(shù)據(jù)，所述的濾料量計算即計算濾料的用量，其計算公式為 L=O. 785X (D2-d2) XhXk，其中L-濾料量(m3)、D-井孔內(nèi)徑(m)、d_井管外徑(m)、h_含 水層高度(m)、k-計算系數(shù)，k = 1.10-1. 25，所述的清孔即清除井孔內(nèi)的鉆屑，所述的換 漿即降低鉆井液的粘度，其方法是按循環(huán)周均勻向井孔內(nèi)加清水，所述的下管即根據(jù)含水 層和非含水層本身的具體高度尺寸以及距離井口的高度尺寸下管，保證濾水管與含水層對 應，井壁管與非含水層對應，所述的濾水管沖洗即向井管內(nèi)泵入沖洗液，讓沖洗液自濾水管 流出，沖洗濾水管后的廢沖洗液沿井管與井壁之間的環(huán)形空間向上流至地表，其具體方法 為先向井管內(nèi)下入沖洗管，沖洗管的長度以能夠伸進沉砂管內(nèi)為準，沉砂管即最低端的起 盛裝沉淀物作用的井壁管，再將沖洗管與泥漿泵的出水口連接，將伸進沖洗液池的進水管 與泥漿泵進水口連接，并將井口封閉，然后開啟泥漿泵開始沖洗，所述的濾料投放即待從井
4管與井壁之間流至地表的沖洗廢液的濃度達到規(guī)定要求后，即開始從井口均勻的、不間斷 的投放濾料，并且在濾料投放過程中不停止沖洗液的泵入。D-d / 2 的數(shù)值范圍為 75-100mm。所述的濾料的濾料粒徑mm等于水層沙粒徑mm的4_6倍，濾料粒徑合格率要求為 98%，濾料球度和圓度均大于0. 6，濾料強度> 5級，濾料比重> 1. 50g/cm3。從井管與井壁之間流至地表的沖洗廢液的濃度粘度在18s -20s間時開始投放濾 料。濾料的投放速度為每小時3-3. 5 m3。沖洗液的泵入量為15-20m3/h。
權利要求
地熱井動水投濾料工藝方法，其特征在于其工藝步驟為①井徑測量，②含水層高度確定，③濾料量計算，④清孔，⑤換漿，⑥下管，⑦濾水管沖洗，⑧濾料投放。
2.根據(jù)權利要求1所述的地熱井動水投濾料工藝方法，其特征在于所述的井徑測量 即用物理測量方法確定井徑的尺寸，所述的含水層高度確定即用地球物理測井的方法，包 括測自然電位、電阻率、自然伽瑪、聲波、井溫、井斜等，確定含水層和非含水層本身的具體 高度尺寸以及距離井口的高度尺寸，所述的濾料量計算即計算濾料的用量，其計算公式為 L=O. 785X (D2-d2) XhXk，其中L-濾料量(m3)、D-井孔內(nèi)徑(m)、d_井管外徑(m)、h_含水 層高度(m)、k-計算系數(shù)，k = 1.10-1. 25，所述的清孔即清除井孔內(nèi)的鉆屑，所述的換漿即 降低鉆井液的粘度，其方法是按循環(huán)周均勻向井孔內(nèi)加清水，所述的下管即根據(jù)含水層和 非含水層本身的具體高度尺寸以及距離井口的高度尺寸確定下管方案，保證濾水管與含水 層對應，井壁管與非含水層對應，所述的濾水管沖洗即向井管內(nèi)泵入沖洗液，讓沖洗液自濾 水管流出，沖洗濾水管后的廢沖洗液沿井管與井壁之間的環(huán)形空間向上流至地表，其具體 方法為先向井管內(nèi)下入沖洗管，沖洗管的長度以能夠伸進沉砂管內(nèi)為準，沉砂管即最低端 的起盛裝沉淀物作用的井壁管，再將沖洗管與泥漿泵的出水口連接，將伸進沖洗液池的進 水管與泥漿泵進水口連接，并將井口封閉，然后開啟泥漿泵開始沖洗，所述的濾料投放即待 從井管與井壁之間流至地表的沖洗廢液的濃度達到規(guī)定要求后，即開始從井口均勻的、不 間斷的投放濾料，并且在濾料投放過程中不停止沖洗液的泵入。
3.根據(jù)權利要求2所述的地熱井動水投濾料工藝方法，其特征在于D-d/ 2的數(shù)值范 圍為 75-100mm。
4.根據(jù)權利要求2所述的地熱井動水投濾料工藝方法，其特征在于所述的濾料的濾 料粒徑mm等于水層沙粒徑mm的4_6倍，濾料粒徑合格率要求為98%，濾料球度和圓度均大 于0. 6，濾料強度彡5級，濾料比重彡1. 50g/cm3。
5.根據(jù)權利要求2所述的地熱井動水投濾料工藝方法，其特征在于從井管與井壁之 間流至地表的沖洗廢液的濃度粘度在18s -20s間時開始投放濾料。
6.根據(jù)權利要求2所述的地熱井動水投濾料工藝方法，其特征在于濾料的投放速度 為每小時3-3. 5 m3。
7.根據(jù)權利要求2所述的地熱井動水投濾料工藝方法，其特征在于沖洗液的泵入量 為 15-20m3/h。
全文摘要
本發(fā)明公開一種地熱井動水投濾料工藝方法，其工藝步驟為①井徑測量，②含水層高度確定，③濾料量計算，④清孔，⑤換漿，⑥下管，⑦濾水管沖洗，⑧濾料投放。是一種特別適用于膠結疏松、地層不穩(wěn)定、水中含沙量高的地區(qū)的地熱井的濾料投放的地熱井動水投濾料工藝方法。
文檔編號E21B43/04GK101929328SQ201010253619
公開日2010年12月29日 申請日期2010年8月16日 優(yōu)先權日2010年8月16日
發(fā)明者馮洪喜, 陰文行 申請人:邯鄲市偉業(yè)地熱開發(fā)有限公司