我国地热资源开发利用及钻进技术探析

孙和伟

(吉林省有色金属地质勘查局六〇五队，吉林 延吉 133000)

我国地热资源开发利用及钻进技术探析

孙和伟

(吉林省有色金属地质勘查局六〇五队，吉林 延吉 133000)

随着各类能源的开发与应用，地热资源受到广泛重视，在实际开发与利用期间，取得了较为良好的成果。在我国地热资源实际开发与利用过程中，相关管理部门须重点关注钻进技术的应用，提高我国地热资源的开发效率，减少钻进工作中的安全事故，为其后续发展奠定坚实基础。

地热资源；开发利用；钻进技术

1 研究背景

地热资源是我国较为重要的新能源之一，与其他新能源相比较，地热资源具有便利性、经济性与无污染性特点，实际开采工作较为简单。近几年国务院提出了关于地热资源的开采政策，明确了因地制宜开采能源目的，要求我国地热资源开采企业可以根据各个地区实际情况与人们生活质量要求等，制定完善的地热资源开发方案，这样才能丰富我国新能源，提高我国地热资源的发展效率。同时，在我国钻进技术逐渐成熟的过程中，地热生产井的成井率逐渐提升，可以减少钻井的工作风险，逐渐增强开发者的积极性，进而达到预期的开发目的。

2 地热资源开发利用趋势

在我国地热资源实际开发利用过程中，为了可以更好地开展地热资源开发工作，我国各级政府部门开始督促相关部门应用环保型的再生资源，保证可以拓宽市场，进而挖掘我国地热资源的潜能，满足未来市场的地热开发利用需求。首先，在未来发展中，要树立正确的地热资源开发利用意识，要求向企业应用先进的钻进技术与机械设备开展施工活动。其次，要制定开发、保护工作制度，要求在开发地热资源的同时，对其进行有效的保护，进而提高各类资源的应用效率，达到节能环保的效果。最后，地热资源开发人员必须根据当地实际情况，与政府部门相互协调，对地热资源进行动态性的开采检测，提高新能源的开发应用质量。

3 我国地热钻探设备种类与使用要求

在我国地热资源开发过程中，钻探设备种类较多，相关技术人员必须要全面分析其钻井设备与使用方式，保证可以提高钻井效率，增强钻进技术的应用效果。具体包括以下几点：第一，拆装简便型的地热钻井设备。在我国地热资源开发利用过程中，多数地热钻探设备的体积都比井口大，无法更好地开展相关工作。然而，拆装简便式的机械设备在实际使用过程中，可以简便的组装与拆卸，这样就能缩短施工工期，降低钻井成本，提高地热资源的开发利用施工经济效益。第二，卷扬机与自动化钻井设备。在地热资源实际开发期间，钻探大口径的井口时，会遇到很多坚硬、高温的岩石，导致钻头受到较高的负荷，这就需要相关施工人员可以应用卷扬机开展施工工作。同时，还可以利用自动化的钻井设备，提高钻井工作效率，增强其钻进工作效果。第三，常规钻进大排量泥浆泵。在我国地热资源实际开发的过程中，钻进工作会遇到循环泥浆与高温地层，然后接触沸点喷涌，提高了钻进工作的危险性。同时，这些高温环境对钻头的使用质量也会产生一定影响，很容易因为钻头性能缺失，出现孔壁坍塌的现象。为了可以控制此类工作问题，相关技术人员就要应用冷却装置，大排量的泥浆泵，这样才能提高其钻进工作效率。第四，防喷设备。在钻井过程中，由于井中经常会出现剧烈的变化，很容易导致热水或是热蒸汽喷涌出来。而防喷装置就可以有效防止此类问题的出现，逐渐控制各类热水或是热蒸汽，防止钻井设备受高温影响。

4 地热资源钻进技术与工艺方式

在我国地热钻进过程中，不同区域的钻井技术都不同，施工质量也会存在较大差异，主要是设备选型与工艺方式的应用。因此，在地热资源开发利用过程中，相关技术人员必须科学应用各类钻进技术与工艺，进而提高钻进工作效率与质量。具体包括以下几点：

4.1 泥浆正循环工艺技术

在地热钻进施工期间，虽然工艺技术类型较多，但是，目前市场中还是将正循环工艺方式作为主要的钻进工艺。主要因为其在钻进一定深度之后，可以有效应对井内复杂的环境。只有在正循环工艺无法施工的时候，才会选择其他技术开展钻进工作。

4.2 多工艺空气钻进技术

在常规的钻进技术中，多工艺空气钻进技术可以通过空气代替泥浆循环方式开展钻进工作，在实际施工过程中，此类技术的应用，可以有效控制施工成本，提高施工经济效益与社会效益。第一，气举反循环钻进技术。目前，气举反循环钻进技术的应用，可以有效提高钻进效率，延长钻头的使用寿命，降低施工成本。尤其在清水钻进的时候，可以有效节约泥浆材料。第二，多工艺空气组合钻进。在地热资源实际开发利用的过程中，多工艺空气组合钻进技术可以有效提高钻进工作效率，增强设备的应用效果。当前，多数地热资源开发企业开始应用多工艺空气组合钻进技术，主要因为此类技术可以解决孔内事故与工艺事故等问题，减少事故企业的经济损失。第三，地热井定向钻进技术。在地热资源开发利用过程中，地热井定向钻进技术可以解决复杂地层的钻进问题，提高孔内漏洞问题的解决效率。因此，在钻井过程中，技术人员之间必须要相互探讨与分析，保证可以提高此类技术的应用质量，逐渐优化地热资源开发应用质量。

5 地热资源开发钻进事故的预防与处理方式

在地热资源开发钻进过程中，经常会出现些安全事故，影响施工人员的安全性与施工企业的经济效益。因此，在实际施工期间，相关技术人员必须要制定完善的地热资源开发利用钻进事故问题预防与处理制度，进而提高其发展效率，减少施工企业的经济损失。具体措施包括以下几点：

5.1 孔斜原因与预防措施

在钻进期间，钻井工作人员对地下钻层实际情况不了解，如果不能对钻进速度进行控制，难以准确对其进行安装，就会导致出现井架不平衡、失衡的现象。同时，相关技术人员如果不能对钻进技术参数进行合理配置，不能合理的对钻具进行配套，就会导致钻铤磨损现象，难以提高其施工安全性。在对孔斜问题进行预防的过程中，相关技术人员必须要全面了解孔斜原因，在钻进之前，就要合理验收钻机的安装质量。同时，技术人员还要合理的把握技术参数，保证可以更好地开展钻进工作，逐渐提升机械设备的应用质量。

5.2 井喷事故的预防与处理措施

在地热资源实际开发利用过程中，经常会出现井喷事故，相关技术人员必须要重视井喷事故的预防与处理。首先，在预防井喷事故的时候，要对高压汽与高水汽进行控制，避免泥浆侵入出现井喷事故。因此，在蒸汽喷出的时候，技术人员要在井口设置防喷装置，然后对套管进行检查，避免蒸汽流入套管之外。其次，在对井喷事故进行处理的过程中，相关技术人员要对孔内的泵装置进行冷水压井处理，对岩石进行冷却处理，保证蒸汽不会再喷出。在防喷装置关闭或延误的时候，技术人员要等孔内坍塌之后，减弱蒸汽的惯性，这样才能减少事故，避免施工企业受到严重的经济损失。

5.3 牙轮落井事故的预防措施

在地热资源开发与应用的过程中，相关技术人员必须要合理选择牙轮钻头，避免出现牙轮落井事故。首先，在钻井期间，随着孔深的增加，井内的温度也会提升，导致三牙轮掉落井中。因此，施工企业在采购三牙轮钻头的时候，必须要全面考察钻头的质量，这样才能提高其工作效率。其次，在钻进期间，钻井工作人员要全面监督井内的实际情况，及时发现跳钻或是蹩钻的问题，并且采取有效措施解决问题。最后，在三牙轮钻头出现问题的时候，施工管理人员就要对其进行更换处理，避免出现影响施工安全性的问题。

[1] 尤伟静，刘延锋，郭明晶，等.地热资源开发利用过程中的主要环境问题[J].安全与环境工程，2013，20(2)：24-28，34.

[2] 樊智.论地方政府在地热资源开发利用中的责任——以东营市中心城区为例[D].济南：山东师范大学，2012.

Exploitation and drilling technology of geothermal resources in China

SUN He-wei

(No.605 Team of Nonferrous Metal Geological Exploration Bureau of Jilin, Yanji 133000, China)

With the development and application of various kinds of energy resources, geothermal resources have been paid more and more attention. During the actual development and utilization, the geothermal resources have achieved good results. In the process of actual development and utilization of geothermal resources, relevant management departments should focus on the application of drilling technology, improve the development efficiency of geothermal resources and reduce the safety accidents, so as to lay a solid foundation for its follow-up development.

Geothermal resources; Development and utilization; Drilling technology

2016-09-22

孙和伟(1986-)，男，助理工程师，学士。

P314

B

1674-8646(2016)24-0046-02