浅谈地热井施工风险控制

王静

河北省煤田地质局第四地质队 河北张家口 075100

1 地热井开发

地热是一种新能源，近几年国内正广泛用于包含种植、采暖和医疗等在内的不同领域，为社会经济快速发展创造了极大效益。尤其是大城市对地热资源的合理开发、应用，极大地改善了自然环境，减少煤炭等资料的消耗，进一步提高人们的生活水平与质量。

很多地区都蕴藏有极为丰富的地热资源，尤其是新近系与古今系等的松散构造层，为含水提供良好介质，同时受到覆盖层持续高温与高压作用，产生高温热水。经现场钻探，地热水的温度可以达到78℃以上。开展地热井钻孔作业的主要目的在于深入了解储热层实际状况，包括基本岩性、各层层厚、实际深度、热水温度、热水数量及实际水位，据此能掌握资源赋存条件、规律及分布特性。对于地热井，其出口水文和采用的止水工艺存在密切的联系。基于此，采取适宜的止水工艺加强治水，是极其重要的步骤。普通地热井所用止水工艺为在套管及其交错部位与下端采用止水材料，材料遇水后将发生膨胀，然后用铅丝进行绑扎，放入到止水层段实现封闭止水。这种方法虽然使用了很多，但向孔中放入套管时，会因为缠在套管表面的胶条和经闭关发生摩擦，尤其是下端设置的止水材料，极易被井壁摩擦，使膨胀材料发生移位，导致止水失败，对地热井钻探作业造成影响，无法达到预期的质量要求。

地热井主要特点：（1）止水装置采用硅胶板，在遇水后体积迅速膨胀，能对地层当中的水进行有效封堵与阻隔。同时，膨胀的倍率很高，且具有很强的位移补充性，可在一定情况下实现平衡自愈，自动封堵由于沉降产生的所有裂隙。（2）优于普通止水工艺，而且制作方法简单可行，能缩短工期，节省成本。（3）装置所用止水工艺十分简单，可满足基本试验要求，且事故发生率很低，安全风险小。

2 地热井施工风险特征

地热井施工是在地下进行，由于受到地下环境的影响，给施工带来很多不便，同时也增大了施工风险。具体来说，地热井施工风险具有以下几个方面的特征。（1）勘查困难。地热井施工需要对地质情况进行全面细致了解，把握地质地层基本情况，从而为施工方案的选择提供依据。但目前存在的问题是勘查工作困难，现有的技术手段不成熟，有些单位受到资金、工作人员等因素的制约，先进技术手段没有得到有效落实和运用，给勘查工作带来不便，影响对地层地质情况的全面了解。（2）风险评估困难。要想确保施工顺利进行，促进地热井施工有效开展下去，施工前应该进行施工风险评估，对可能存在的风险进行全面把握，从而制定有效的风险控制方案，预防安全事故发生，确保施工有效开展下去。但由于技术手段不先进，地质勘查不到位，缺乏有效的评估方案，难以对地热井施工风险进行有效评估，进而对施工风险控制带来不利影响。（3）风险控制难度大。地热井施工风险存在施工每个环节，并且贯穿于施工全过程，如果某个环节不重视采取相应措施，就会导致事故发生。并且，由于施工在井下进行，对风险控制的难度较大，给工程施工带来不利影响。

3 地热井施工风险控制

为了应对地热井施工存在的风险，确保施工顺利进行，促进地热资源开发更好的进行下去，保障施工安全。根据存在的风险，今后应该从以下几个方面采取措施：

3.1 提高施工设计水平

通过科学合理进行施工设计，能够有效指导钻进施工，为施工顺利进行奠定基础。由于施工中地热井钻井液会出现漏失现象，并且封堵工作比较困难，针对这种不利因素，应该提高设计工作水平。在设计施工时，改变常规的四开井身结构，将一开套管直接下到顶面，钻穿后再下二开套管，然后进行固井。通过这种设计方案和施工方式，避免钻井液漏失现象发生，也能有效防治封堵，从而促进施工顺利进行。同时，为了提高地热资源利用效率，进行地热井布局时，运用两采一罐模式，从而有利于对地热资源的充分有效利用。

3.2 提升地热井钻探成功率

制定并有效的进行施工以及验收标准的落实，进一步提高整体监管效果。对于不合格的地热井会直接影响整体经济效益，同时还会造成污染，影响人们的生活。对此相关部门需要不断加强地热开发，进一步规范市场。

不断探究新工艺和新材料，例如探索一些成熟的钻进工艺，同时使用新型材料。

完善工程节点控制，将地热井钻井工程分成若干重点节点，从开钻验收、套管检验、目的层录井卡层、电测、各开次下套管固井、试压、洗井、试水等工序入手，列表提示每个工序的监督要点，重点节点实行双岗监督。

3.3 金属井管错位和腐蚀破裂控制

在地热井施工过程中，金属井筒的错位和腐蚀开裂往往是由环境污染引起的。金属井管的腐蚀和破裂，直接导致井生产混合、出砂、水质恶化等现象。腐蚀会降低地热井的使用寿命，腐蚀和结构通常同时发生。金属井筒的错动通常是由于应力不均和地层或地质的质的变化引起的，常发生在地裂缝活动的矿区。随着科学技术的发展，建设单位和有关人员需要不断改进和优化其施工技术和方法，以保证地热井工程的科学规范，从而产生更好的收入，带动企业发展。

总之，地热井施工因口径大，施工地层复杂，所以很容易出现问题，存在很多风险，对此在实际应用中需要采取有效的措施进行风险控制，从而保障施工顺利进行，促进资源的有效利用。