地热钻完井工艺技术

在“碳达峰 碳中和”目标背景下，中国地热能开发利用进入了一个高质量、规模化快速发展的新时代。“新时代地热能高效开发与利用研究丛书”正是在这样的大背景下应时应需地出笼的。丛书由中国科学院地质与地球物理研究所庞忠和教授担任总主编，由中国科学院汪集暘院士、贾承造院士，中国工程院马永生院士、多吉院士、武强院士担任学术顾问。各分册的主编来自吉林大学、天津大学等高校和北京市工程地质研究所、北京市地质矿产勘查院、天津地热勘查开发设计院等相关院所，都是地热能开发利用领域的领军人才。丛书的编写以能源领域国家重大战略规划为指引，以地热能开发利用产业高质量发展为目标，服务从事地热能勘查、开发和利用实际工作的工程技术人员和项目管理人员。丛书基于三横四纵的知识矩阵进行布局：在横向上包括了浅层地热能、中深层地热能和深层地热能；在纵向上，从地热勘查技术，到开采技术，再到利用技术，以及项目管理。当前，国家对“十四五”期间地热能的发展纲领已经明确，2023年第七届世界地热大会即将在北京召开，中国地热能产业正在大步迈向新的发展阶段，其必将推动中国从地热大国走向地热强国。本丛书的出版将为我国新时代的地热能产业高质量发展以及国家能源转型、应对气候变化和建设生态文明战略目标的实现做出贡献，为中国地热献礼。1.本书是国家出版基金、“十四五”时期国家重点出版物出版专项规划、上海市促进文化创意产业发展财政扶持资金项目——“新时代地热能高效开发与利用研究丛书”的分册之一。2.本书力图探索这些差异钻完井技术与地矿系统及油气钻完井技术相比存在显著的差异，突出地热钻完井自身特点，介绍适用于地热开发的钻完井技术，内容涵盖钻完井不同领域。3.本书内容深入，基础理论紧密结合应用实例，体现了良好的系统性、创新性、实践性和示范性，书中论述的研究成果具有极高的理论和实际应用价值，对促进地热钻完井技术进步具有积极的作用。4.图书装帧精美，全彩印刷，清晰展现地热钻完井工艺技术成果，颇具收藏价值。

绪论
第1章中低温地热钻完井装备与工艺
1.1浅层、中低温钻井装备
1.1.1常用钻机类型
1.1.2钻机选型
1.2浅层中低温地热井钻井工艺
1.2.1“地面动力驱动”钻井液正循环回转钻井工艺
1.2.2“井下动力驱动”钻井液正循环回转钻井工艺
1.2.3气举反循环回转钻井工艺
1.2.4空气潜孔锤正循环冲击回转钻井工艺
1.2.5其他钻井工艺介绍
1.2.6钻井工艺选择
1.3浅层中低温地热井完井工艺
1.3.1完井工艺设计
1.3.2测井
1.3.3套管下入
1.3.4固井与储层保护
1.4中深层中高温地热钻完井技术
1.4.1钻井装备
1.4.2钻井工艺技术
1.4.3完井工艺设计
第2章超高温地热钻完井技术
2.1超高温地层钻井难点
2.2钻井工艺
2.2.1井身结构设计
2.2.2循环液体设计
2.2.3提速工艺设计
2.3完井工艺
2.4钻井安全控制
2.4.1正常钻进状态下温度控制
2.4.2井漏情况下温度控制
2.4.3地层出水情况下温度控制
2.4.4泡沫与充气钻井技术
2.4.5装备与工具要求
2.5超高温地层破岩新技术
2.5.1超高温地层破岩钻头
2.5.2提速新技术
第3章热储层保护与增产技术
3.1热储特点与损害因素
3.1.1中浅层高孔渗储层损害因素分析
3.1.2中深层碳酸盐岩储层损害因素分析
3.1.3超高温地热储层损害因素分析
3.2储层保护技术
3.2.1碎屑岩储层保护技术
3.2.2碳酸盐储层保护技术
3.2.3超高温地热储层保护技术
第4章增强型地热钻完井技术
4.1水平井、分支井技术
4.1.1水平井技术
4.1.2分支井技术
4.2增强型地热系统完井方式
4.2.1两井系统
4.2.2单井系统
4.2.3完井结构
4.3增强型地热系统改造工艺
4.3.1直井压裂连通技术
4.3.2水平井多级压裂技术
4.3.3降温压裂技术
4.4气体钻井提速技术
4.4.1气体钻井提速适应性评价技术
4.4.2气体钻井提速工艺技术
4.4.3贵州铜仁松桃苗王城地热井气体钻井工程实例
第5章地热井固井技术
5.1地热井井身结构与套管
5.1.1地热井井身结构
5.1.2高温情况下套管强度设计
5.1.3套管材质与扣型选择
5.2地热井水泥技术
5.2.1水泥石性能
5.2.2抗高温水泥浆
5.3高温地热井固井工艺
5.3.1地热井封固要求
5.3.2固井工艺
第6章高温钻井轨迹测控
6.1定向井、水平井轨迹设计
6.1.1平台井组设计
6.1.2水平井井眼方向选择
6.1.3超高温定向井、水平井轨迹设计要求
6.2轨迹测量方法与仪器
6.2.1不同热储测量参数要求
6.2.2轨迹监测要求
6.3定向井轨迹控制技术
6.3.1直井防斜技术
6.3.2中高温时轨迹控制技术
6.3.3超高温井段轨迹控制
6.4地热井资料录取
6.4.1地热井录井
6.4.2地热井测井
第7章设计、施工管理与HSE
7.1设计要求
7.1.1钻井设计要求
7.1.2完井设计要求
7.2施工管理要求
7.2.1环境管理
7.2.2技术管理
7.2.3质量控制
7.3政府监管
7.4地热钻完井HSE管理特点与要求
7.4.1地热钻完井HSE管理概念
7.4.2地热钻井作业HSE风险特征
7.4.3地热钻完井安全生产
7.4.4地热钻完井劳动保护与医疗保健
7.4.5地热钻完井环境保护
7.5地热钻完井HSE过程控制
7.5.1建设单位HSE职责
7.5.2施工单位HSE职责
7.5.3HSE管理方法与要求
第8章地热井主要复杂情况与事故
8.1井漏的预防与处理
8.1.1井漏的原因
8.1.2井漏的分类
8.1.3井漏的预防
8.1.4井漏的处理
8.2阻卡预防与处理
8.2.1遇阻
8.2.2粘吸卡钻
8.2.3坍塌卡钻
8.2.4砂桥卡钻
8.2.5缩径卡钻
8.2.6键槽卡钻
8.2.7泥包卡钻
8.2.8落物卡钻
8.3钻具事故的预防与处理
第9章钻完井实例
9.1中浅层低温地热井实例
9.1.1河北沧州肃宁县金恩供热站地热供暖回灌井
9.1.2湖南永州舜皇山国家森林公园地热温泉井
9.1.3贵州梵净山旅游景区地热温泉井
9.2中深层中高温地热井实例
9.2.1北京凤河营地热田首眼深层地热井
9.2.2西藏阿里朗久地热供暖项目首眼深层地热井
9.3西藏羊易地热发电项目首眼深层高温地热井实例
9.3.1项目简介
9.3.2钻井地质条件
9.3.3钻井工艺
9.3.4完井工艺
9.3.5放喷试验
9.3.6成井参数
9.3.7经验教训总结
9.4某超高温地热井设计
9.4.1基本情况
9.4.2井身结构与井控设计
9.4.3钻井程序
9.4.4附录A：泡沫和充气水钻进
9.4.5附录B：定向井井身轨迹
9.4.6附录C：井的测试与环境保护
参考文献
索引