地热井施工风险控制探讨

陶宇龙

（陕西省煤层气开发利用有限公司澄合分公司，陕西 渭南 715200）

1 引言

在人们节能环保意识不断增强的背景下，做好新能源开发与利用已成为社会主要发展趋势。在众多新能源类型中，地热资源属于常见资源类型，具备无污染、储藏量大等优势。在地热源开发活动中，地热井属于重要开发载体，其施工质量也将直接影响地热源的开发质量。从实际应用情况来看，地热井在施工活动中会面临多类风险，若不能对其进行高效控制，也将增加安全事故发生概率，带来较大的经济损失。由此可见，加强地热井施工风险控制对于加快施工进度，提高资源利用率有重要意义。

2 地热井施工风险类型及原因

2.1 常见类型

地热井施工风险贯穿于施工全过程，几乎每个施工环节都存在风险，其风险类型包括施工合同风险、施工组织设计风险、钻进风险、地质录井风险、加深风险、测井风险、下管风险、固井风险、洗井和产能风险。这些风险的存在给施工带来严重的不利影响，因而必须采取有效措施对其进行控制。复杂的地质环境也会增加施工风险，影响风险控制工作顺利进行。另外，在地热井施工活动中，人员操作风险也是施工期间面临的重要问题，是施工期间需要重点关注的内容。

2.2 风险原因

基于实际应用情况可以得知，导致地热井施工风险出现的原因可归类为以下方面：

1）地质因素，若施工井所在区域地质稳定性较差，存在裂缝、断层、松软土层等问题，也将增加施工风险问题的发生概率。

2）地热水或土壤因素，由于地热水温度较高，溶解了大量矿物质，尤其是氯离子和溶解氧，对金属的腐蚀性较强。而且在特定环境下，金属井管外的土壤环境存在腐蚀性微生物，也会引起金属腐蚀，形成腐蚀电池，对金属井造成腐蚀，影响结构稳固性。

3）人员因素，在地热井施工过程中，由于施工人员综合能力有待提高，在施工过程中容易出现人为失误，如单次钻进深度过大、进尺快划眼不及时、井眼光滑度差等，从而影响地热井施工结果的可靠性。

4）钻进工艺因素，在钻进活动中随着钻进深度的增加，使钻渣总量不断增多，如果不能及时将多余钻渣输送到外界，那么因钻渣沉淀而致重复碾磨，加上钻进参数未进行合理控制，有可能导致井壁坍塌埋钻、卡钻问题。

3 地热井施工风险控制难点

3.1 勘察过程比较困难

从实际应用情况来看，在地热井施工风险控制过程中存在勘察过程比较困难的特点。该内容体现在以下方面：

1）地热井施工时，需要对区域地质情况进行全面梳理，所整理的资料完善度越高，施工井作业过程的安全性也越强。但施工井施工深度较大，地层复杂度较大，即使有综合物探技术、地震波勘探技术等技术的辅助，采集到的资料的完善度依然存在较多不足，使施工活动面临较多的风险。

2）在勘察活动中，企业的预投入资金量较少，在资金因素的限制下，所使用的技术手段较为落后，且聘请的专业队伍能力不足，给勘察工作的推进带来诸多不便，这样也直接影响了采集数据的使用价值，影响后续施工活动的有序进行。

3.2 风险评估难度较大

在地热井施工风险控制过程中，还面临着风险评估难度较大的管理难点。为确保施工活动有序进行，提高地热井的施工质量，在施工前需要做好施工风险评估，这样才可以对施工风险进行全面控制，拟定更加可靠的风险控制方案，营造更加安全的施工环境，以免施工安全事故发生。但从实际作业情况来看，一些项目由于前期地质勘察资料的完整性较差，使得所拟定的评估方案中指标的可靠性较差，这样得到的评估结果质量较差，无法为风险控制活动的推进提供有效参考。而且在风险评估活动中，若采用的技术不够先进，会使地热井施工风险评估结果的可靠性较低，给施工风险控制带来较为严重的负面影响。

3.3 风险控制难度较大

根据2.1 的内容可知，地热井施工过程中，其风险贯穿了整个施工过程，如果其中某个环节存在问题，那么很容易引起连锁反应，造成施工风险问题。但地热井的作业内容繁多，并且所处环境位于地下，相较于地面上施工，地下施工控制难度更高，而且监督过程的时效性也存在一定延迟，这样会给工程施工风险控制活动的推进带来不利影响，进而影响施工环境的安全性。

4 地热井施工风险控制要点

4.1 做好地层预测工作

通过做好地层预测工作，可以加快施工钻进速度，降低地层带来的负面影响。在地热井施工中，地质情况的复杂度较高，因此，在地层预测工作中应注意以下内容：

1）搭建完善的地层勘测体系，其内容涉及勘测技术、勘测时间间隔、勘测内容等，其间需要提高资金投入以及勘察技术的先进性，从而获取更加全面、有效的勘测资料，为后续预测活动的推进奠定基础。

2）基于计算机技术辅助数据处理，如采用BIM 技术可以建立该地区的数字模型，直观地呈现该地区的地质情况，这样在地热井施工过程中，可以对钻进参数进行合理控制，从而更好地避免停钻问题，确保地热井施工活动的有序进行。

3）做好历史数据的整理和存储，为同类型项目施工活动的进行提供有效参考。

4.2 提高施工设计水平

提高施工设计水平，可以对钻进施工提供有效指导，确保施工推进过程的有序性。基于以往施工经验可知，地热井施工期间很容易出现钻井漏失的问题，而且对其封堵时的整体难度较高，对设计工作水平要求较高。在实际设计中，需要对以往四开井身结构进行调整，如先利用一开套管进行施工，再下到顶面位置并且顺利钻穿之后，再进行二开套管的施工，最后进行固井操作。此类设计方案在应用中，相比以往的施工模式，可以更加高效地防止钻井液漏失现象，同时可以对存在的渗漏问题进行及时封堵，以确保施工活动的有序进行。为不断提升地热资源的利用效率，需要做好综合布局工作，如利用两采一罐设计模式进行布局，提升地热资源利用效率。

4.3 加强钻进参数控制

通过加强钻进参数控制，能够提升钻进结果的可靠性，减少钻进问题带来的施工风险。在具体实践中，应注意以下内容：

1）在钻具安装活动中，需严格遵循相应的规范，依次进行钻具组装、中心点偏移量校核、水平性校核等，从而提高钻具安装结果的可靠性，为后续钻进活动的推进奠定基础。

2）在钻进过程中也需要做好参数控制，内容包括钻进速度、泥浆比例、钻进压力等，整个钻进过程的参数也需要做好动态调整，以此确保钻进过程的持续性。

3）如果在钻进活动中遇到钻进故障，需要及时做好检查与分析工作，从而加快故障排查速度，以此确保钻进施工活动的有序进行，提高地热井钻进结果的可靠性[1]。

4.4 做好材料质量控制

做好材料质量控制，可以从根源上减少地热井施工问题，以提高施工结果的可靠性。在地热井施工活动中，用到的施工材料及工具包括钻头、钻井液材料、水泥、套管等，这些材料与工具的应用质量也将直接影响地热井施工质量。在具体实践中，应注意以下几点：

1）做好地质材料整理，根据地质材料整理结果选择契合该地区的施工材料，拟定材料采购计划，在计划中细化相应的参数，严格按要求进行材料采购，确保采购材料的质量。

2）在施工材料进入施工现场前，也需要做好材料质量的校核工作，等待其质量满足要求后再按要求进行存储，以此来提高施工材料应用过程的统一性，满足相应的施工要求[2]。

4.5 提高人员综合素养

通过提高人员综合素养，能够减少人为因素带来的负面影响。基于统计数据显示，超过70%的施工风险都和人员操作能力有关，做好人员综合素养控制对于提高施工有序性有积极的意义。在具体实践中，应注意以下几点：

1）做好施工队伍的选择工作，参与地热井施工的团队，需具备完善的管理体系、具备一定的施工经验、人员平均能力水平较高等特点，这也是减少施工问题的重要保障。

2）在工程施工前需要做好技术交底工作，在地热井施工活动开始前，技术人员需要做好施工培训工作，帮助施工人员梳理地热井施工过程中的相关工序，明确各工序的施工要点和管理要点，而且技术人员也会全程参与到工程当中，从而提高施工过程的有序性，降低施工风险问题发生的概率[3]。

4.6 做好过程监督工作

通过做好过程监督工作，可以及时处理存在的风险隐患和施工问题，以确保施工活动开展过程的有序性。在具体实践中，也需要注意以下内容：

1）建立完善的过程监督体系，在地热井施工区域周围布设监测点，对钻井过程的沉降、形变等情况进行监测，对于存在的问题进行及时处理，以维持稳定的钻井作业环境。

2）在钻井施工过程中，需要对钻进过程的岩屑进行及时检查，也需要对钻机工作状态进行监督，从而更好地完成地层跟踪判断工作，以确保施工过程的有序进行，更好地预防施工钻进风险。

3）拟定应急处理体系，基于上述资料可知，在地热井施工过程中面临着许多施工风险，这些风险具备突发性、危害性大等特点，因此，需要在风险突发后，及时采取措施进行处理，从而减少施工问题发生后带来的负面影响，提高施工结果的可靠性[4]。

5 结语

综上所述，做好地层预测工作可以加快施工钻进速度，提高施工设计水平，可以对钻进施工提供有效指导；加强钻进参数控制，能够提升钻进结果的可靠性；做好材料质量控制，可以从根源上减少地热井施工问题；提高人员综合素养，能够减少人为因素带来的负面影响；做好过程监督工作，可以及时处理存在的风险隐患、施工问题。通过采取以上措施来提高工程施工风险管控水平，对于加快地热井施工进度，提高工程作业质量有积极的意义。