CN201010253619.5
2010.08.16
CN101929328A
2010.12.29
授权
有权
专利权质押合同登记的生效IPC(主分类):E21B 43/02登记号:2016130000029登记生效日:20161230出质人:邯郸市伟业地热开发有限公司质权人:中国光大银行股份有限公司邯郸分行发明名称:地热井动水投滤料工艺方法申请日:20100816授权公告日:20110810|||专利权质押合同登记的注销IPC(主分类):E21B 43/02授权公告日:20110810申请日:20100816登记号:2015990001115出质人:邯郸市伟业地热开发有限公司质权人:中国光大银行股份有限公司邯郸分行解除日:20161230|||专利权质押合同登记的生效IPC(主分类):E21B 43/02登记号:2015990001115登记生效日:20151216出质人:邯郸市伟业地热开发有限公司质权人:中国光大银行股份有限公司邯郸分行发明名称:地热井动水投滤料工艺方法申请日:20100816授权公告日:20110810|||专利权质押合同登记的注销IPC(主分类):E21B 43/02授权公告日:20110810申请日:20100816登记号:2014990001100出质人:邯郸市伟业地热开发有限公司质权人:中国光大银行股份有限公司邯郸分行解除日:20151214|||专利权质押合同登记的生效IPC(主分类):E21B 43/02登记号:2014990001100登记生效日:20141219出质人:邯郸市伟业地热开发有限公司质权人:中国光大银行股份有限公司邯郸分行发明名称:地热井动水投滤料工艺方法申请日:20100816授权公告日:20110810|||专利权质押合同登记的注销IPC(主分类):E21B 43/02授权公告日:20110810申请日:20100816登记号:2013990000886出质人:邯郸市伟业地热开发有限公司质权人:中国光大银行股份有限公司邯郸分行解除日:20141218|||专利权质押合同登记的注销IPC(主分类):E21B 43/02授权公告日:20110810申请日:20100816登记号:2012990000625出质人:邯郸市伟业地热开发有限公司质权人:中国光大银行股份有限公司邯郸分行解除日:20131122|||专利权质押合同登记的生效IPC(主分类):E21B 43/02登记号:2013990000886登记生效日:20131122出质人:邯郸市伟业地热开发有限公司质权人:中国光大银行股份有限公司邯郸分行发明名称:地热井动水投滤料工艺方法申请日:20100816授权公告日:20110810|||专利权质押合同登记的生效IPC(主分类):E21B 43/02登记号:2012990000625登记生效日:20121023出质人:邯郸市伟业地热开发有限公司质权人:中国光大银行股份有限公司邯郸分行发明名称:地热井动水投滤料工艺方法申请日:20100816授权公告日:20110810|||著录事项变更IPC(主分类):E21B 43/02变更事项:发明人变更前:冯洪喜 阴文行变更后:冯红喜 阴文行|||授权|||实质审查的生效IPC(主分类):E21B 43/02申请日:20100816|||公开
E21B43/02; E21B43/04
E21B43/02
邯郸市伟业地热开发有限公司
冯洪喜; 阴文行
057650 河北省邯郸市广平县人民路东段路南
邯郸市久天专利事务所 13117
薛建铎
本发明公开一种地热井动水投滤料工艺方法，其工艺步骤为：①井径测量，②含水层高度确定，③滤料量计算，④清孔，⑤换浆，⑥下管，⑦滤水管冲洗，⑧滤料投放。是一种特别适用于胶结疏松、地层不稳定、水中含沙量高的地区的地热井的滤料投放的地热井动水投滤料工艺方法。??
1.地热井动水投滤料工艺方法，其特征在于：其工艺步骤为：①井径测量，②含水层高度确定，③滤料量计算，④清孔，⑤换浆，⑥下管，⑦滤水管冲洗，⑧滤料投放。2.根据权利要求1所述的地热井动水投滤料工艺方法，其特征在于：所述的井径测量即用物理测量方法确定井径的尺寸，所述的含水层高度确定即用地球物理测井的方法，包括测自然电位、电阻率、自然伽玛、声波、井温、井斜等，确定含水层和非含水层本身的具体高度尺寸以及距离井口的高度尺寸，所述的滤料量计算即计算滤料的用量，其计算公式为：L=0.785×(D2-d2) ×h×k，其中L-滤料量（m3）、 D-井孔内径（m）、d-井管外径（m）、h-含水层高度（m）、k-计算系数，k ﹦1.10-1.25，所述的清孔即清除井孔内的钻屑，所述的换浆即降低钻井液的粘度，其方法是按循环周均匀向井孔内加清水，所述的下管即根据含水层和非含水层本身的具体高度尺寸以及距离井口的高度尺寸确定下管方案，保证滤水管与含水层对应，井壁管与非含水层对应，所述的滤水管冲洗即向井管内泵入冲洗液，让冲洗液自滤水管流出，冲洗滤水管后的废冲洗液沿井管与井壁之间的环形空间向上流至地表，其具体方法为先向井管内下入冲洗管，冲洗管的长度以能够伸进沉砂管内为准，沉砂管即最低端的起盛装沉淀物作用的井壁管，再将冲洗管与泥浆泵的出水口连接，将伸进冲洗液池的进水管与泥浆泵进水口连接，并将井口封闭，然后开启泥浆泵开始冲洗，所述的滤料投放即待从井管与井壁之间流至地表的冲洗废液的浓度达到规定要求后，即开始从井口均匀的、不间断的投放滤料，并且在滤料投放过程中不停止冲洗液的泵入。3.根据权利要求2所述的地热井动水投滤料工艺方法，其特征在于：D-d／2的数值范围为75-100mm。4.根据权利要求2所述的地热井动水投滤料工艺方法，其特征在于：所述的滤料的滤料粒径mm等于水层沙粒径mm的4-6倍，滤料粒径合格率要求为98%，滤料球度和圆度均大于0.6，滤料强度≥5级，滤料比重≥1.50g/cm3。5.根据权利要求2所述的地热井动水投滤料工艺方法，其特征在于：从井管与井壁之间流至地表的冲洗废液的浓度粘度在18s -20s间时开始投放滤料。6.根据权利要求2所述的地热井动水投滤料工艺方法，其特征在于：滤料的投放速度为每小时3-3.5 m3。7.根据权利要求2所述的地热井动水投滤料工艺方法，其特征在于：冲洗液的泵入量为15-20m3/h。
地热井动水投滤料工艺方法 技术领域本发明涉及一种钻井方法，尤其是一种地热井动水投滤料工艺方法。特别适用于胶结疏松、地层不稳定、水中含沙量高的地区的地热井的滤料投放。背景技术因地热井的深度大部分在1000m-3000m之间，用目前常规的投滤料方法很难将滤料投放到位。因滤料投放不到位，地热井井孔与井管之间的地热水能够自由流动，所抽的地热水中的含沙量高，地热水在井孔与井管之间长期流动和冲刷必将带动岩屑运动，破坏了地层的稳定性，会发生局部坍塌的现象，抽取地下水时间长了会造成地面沉降。投放了滤料的地热井井孔与井管之间被滤料充填，形成具有通透性的支撑骨架，同时减小热水的流速，使其只能通过滤料渗透到井管内，所以起到了稳定地层、避免地面沉降的作用。同时，还可以降低所抽取的地热水中的含沙量，减少地面设备的磨损，特别是对潜水泵、除砂器和增压泵的保护效果明显。另外，对于水中含沙量高的地热井，往往发生井管内沉砂淤积较多，逐渐堵塞滤水管影响单井出水量，最终出水量小到无利用价值，只好重新洗井或打井。滤料投放到位的地热井，滤料充填层可以减少砂的运动并将砂拦截在滤水管之外，起到了降低含沙量目地的同时延长了地热井的寿命，减少重复投资。因此，设计一种能够准确投放滤料的地热井动水投滤料工艺方法，是目前需要解决的技术问题。发明内容本发明所要解决的技术问题是提供一种能够准确投放滤料的地热井动水投滤料工艺方法。本发明解决其技术问题的技术方案是：地热井动水投滤料工艺方法，其工艺步骤为：①井径测量，②含水层高度确定，③滤料量计算，④清孔，⑤换浆，⑥下管，⑦滤水管冲洗，⑧滤料投放。本发明解决其技术问题的具体技术方案是：本发明所述的井径测量即用物理测量方法确定井径的尺寸，为下一步计算滤料量提供数据，所述的含水层高度确定即用地球物理测井的方法，包括测自然电位、电阻率、自然伽玛、声波、井温、井斜等，确定含水层和非含水层本身的具体高度尺寸以及距离井口的高度尺寸，为下一步下管提供数据，所述的滤料量计算即计算滤料的用量，其计算公式为：L=0.785×(D2-d2)×h×k，其中L-滤料量（m3）、 D-井孔内径（m）、d-井管外径（m）、h-含水层高度（m）、k-计算系数，k ﹦1.10-1.25，所述的清孔即清除井孔内的钻屑，所述的换浆即降低钻井液的粘度，其方法是按循环周均匀向井孔内加清水，所述的下管即根据含水层和非含水层本身的具体高度尺寸以及距离井口的高度尺寸确定下管方案，保证滤水管与含水层对应，井壁管与非含水层对应，所述的滤水管冲洗即向井管内泵入冲洗液，让冲洗液自滤水管流出，冲洗滤水管后的废冲洗液沿井管与井壁之间的环形空间向上流至地表，其具体方法为先向井管内下入冲洗管，冲洗管的长度以能够伸进沉砂管内为准，沉砂管即最低端的起盛装沉淀物作用的井壁管，再将冲洗管与泥浆泵的出水口连接，将伸进冲洗液池的进水管与泥浆泵进水口连接，并将井口封闭，然后开启泥浆泵开始冲洗，所述的滤料投放即待从井管与井壁之间流至地表的冲洗废液的浓度达到规定要求后，即开始从井口均匀的、不间断的投放滤料，并且在滤料投放过程中不停止冲洗液的泵入。本发明的具体工艺参数为：本发明的D-d／2的数值范围为75-100mm。本发明所述的滤料的滤料粒径mm等于水层沙粒径mm的4-6倍，滤料粒径合格率要求为98%，滤料球度和圆度均大于0.6，滤料强度≥5级，滤料比重≥1.50g/cm3。本发明从井管与井壁之间流至地表的冲洗废液的浓度粘度在18s -20s间时开始投放滤料。本发明滤料的投放速度为每小时3-3.5 m3。本发明冲洗液的泵入量为15-20m3/h。地热井动水投滤料工艺工作原理：在投料过程中即使出现滤料集中的砂桥现象，上行的冲洗液便会立即冲破砂桥，砂桥被冲破后其滤料必将在重力作用下继续下滑，至到孔底并密实充填。与现有技术相比，用本发明方法投放滤料，滤料在滤水管与井壁的环形空间内构成一个滤料充填层，从而有效解决疏松层地质条件下的井孔易坍塌、出水含沙量高的难题。附图说明附图是本发明的原理图。图中，1为泥浆泵，2为冲洗管，3为井护管，4为井壁，5为井壁管，6为滤水管，7为含水层，8为非含水层，9为滤料填充层，10为滤料。具体实施方式地热井动水投滤料工艺方法，其工艺步骤为：①井径测量，②含水层高度确定，③滤料量计算，④清孔，⑤换浆，⑥下管，⑦滤水管冲洗，⑧滤料投放。所述的井径测量即用物理测量方法确定井径的尺寸，为下一步计算滤料量提供数据，所述的含水层高度确定即用地球物理测井的方法，包括测自然电位、电阻率、自然伽玛、声波、井温、井斜等，确定含水层和非含水层本身的具体高度尺寸以及距离井口的高度尺寸，为下一步下管提供数据，所述的滤料量计算即计算滤料的用量，其计算公式为：L=0.785×(D2-d2) ×h×k，其中L-滤料量（m3）、 D-井孔内径（m）、d-井管外径（m）、h-含水层高度（m）、k-计算系数，k ﹦1.10-1.25，所述的清孔即清除井孔内的钻屑，所述的换浆即降低钻井液的粘度，其方法是按循环周均匀向井孔内加清水，所述的下管即根据含水层和非含水层本身的具体高度尺寸以及距离井口的高度尺寸下管，保证滤水管与含水层对应，井壁管与非含水层对应，所述的滤水管冲洗即向井管内泵入冲洗液，让冲洗液自滤水管流出，冲洗滤水管后的废冲洗液沿井管与井壁之间的环形空间向上流至地表，其具体方法为先向井管内下入冲洗管，冲洗管的长度以能够伸进沉砂管内为准，沉砂管即最低端的起盛装沉淀物作用的井壁管，再将冲洗管与泥浆泵的出水口连接，将伸进冲洗液池的进水管与泥浆泵进水口连接，并将井口封闭，然后开启泥浆泵开始冲洗，所述的滤料投放即待从井管与井壁之间流至地表的冲洗废液的浓度达到规定要求后，即开始从井口均匀的、不间断的投放滤料，并且在滤料投放过程中不停止冲洗液的泵入。D-d／2的数值范围为75-100mm。所述的滤料的滤料粒径mm等于水层沙粒径mm的4-6倍，滤料粒径合格率要求为98%，滤料球度和圆度均大于0.6，滤料强度≥5级，滤料比重≥1.50g/cm3。从井管与井壁之间流至地表的冲洗废液的浓度粘度在18s -20s间时开始投放滤料。滤料的投放速度为每小时3-3.5 m3。冲洗液的泵入量为15-20m3/h。
技术领域
本发明涉及一种钻井方法，尤其是一种地热井动水投滤料工艺方法。特别适用于胶结疏松、地层不稳定、水中含沙量高的地区的地热井的滤料投放。
背景技术
因地热井的深度大部分在1000m-3000m之间，用目前常规的投滤料方法很难将滤料投放到位。因滤料投放不到位，地热井井孔与井管之间的地热水能够自由流动，所抽的地热水中的含沙量高，地热水在井孔与井管之间长期流动和冲刷必将带动岩屑运动，破坏了地层的稳定性，会发生局部坍塌的现象，抽取地下水时间长了会造成地面沉降。投放了滤料的地热井井孔与井管之间被滤料充填，形成具有通透性的支撑骨架，同时减小热水的流速，使其只能通过滤料渗透到井管内，所以起到了稳定地层、避免地面沉降的作用。同时，还可以降低所抽取的地热水中的含沙量，减少地面设备的磨损，特别是对潜水泵、除砂器和增压泵的保护效果明显。另外，对于水中含沙量高的地热井，往往发生井管内沉砂淤积较多，逐渐堵塞滤水管影响单井出水量，最终出水量小到无利用价值，只好重新洗井或打井。滤料投放到位的地热井，滤料充填层可以减少砂的运动并将砂拦截在滤水管之外，起到了降低含沙量目地的同时延长了地热井的寿命，减少重复投资。因此，设计一种能够准确投放滤料的地热井动水投滤料工艺方法，是目前需要解决的技术问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种能够准确投放滤料的地热井动水投滤料工艺方法。
本发明解决其技术问题的技术方案是：
地热井动水投滤料工艺方法，其工艺步骤为：①井径测量，②含水层高度确定，③滤料量计算，④清孔，⑤换浆，⑥下管，⑦滤水管冲洗，⑧滤料投放。
本发明解决其技术问题的具体技术方案是：
本发明所述的井径测量即用物理测量方法确定井径的尺寸，为下一步计算滤料量提供数据，所述的含水层高度确定即用地球物理测井的方法，包括测自然电位、电阻率、自然伽玛、声波、井温、井斜等，确定含水层和非含水层本身的具体高度尺寸以及距离井口的高度尺寸，为下一步下管提供数据，所述的滤料量计算即计算滤料的用量，其计算公式为：L=0.785×(D2-d2)×h×k，其中L-滤料量（m3）、 D-井孔内径（m）、d-井管外径（m）、h-含水层高度（m）、k-计算系数，k ﹦1.10-1.25，所述的清孔即清除井孔内的钻屑，所述的换浆即降低钻井液的粘度，其方法是按循环周均匀向井孔内加清水，所述的下管即根据含水层和非含水层本身的具体高度尺寸以及距离井口的高度尺寸确定下管方案，保证滤水管与含水层对应，井壁管与非含水层对应，所述的滤水管冲洗即向井管内泵入冲洗液，让冲洗液自滤水管流出，冲洗滤水管后的废冲洗液沿井管与井壁之间的环形空间向上流至地表，其具体方法为先向井管内下入冲洗管，冲洗管的长度以能够伸进沉砂管内为准，沉砂管即最低端的起盛装沉淀物作用的井壁管，再将冲洗管与泥浆泵的出水口连接，将伸进冲洗液池的进水管与泥浆泵进水口连接，并将井口封闭，然后开启泥浆泵开始冲洗，所述的滤料投放即待从井管与井壁之间流至地表的冲洗废液的浓度达到规定要求后，即开始从井口均匀的、不间断的投放滤料，并且在滤料投放过程中不停止冲洗液的泵入。
本发明的具体工艺参数为：
本发明的D-d／2的数值范围为75-100mm。
本发明所述的滤料的滤料粒径mm等于水层沙粒径mm的4-6倍，滤料粒径合格率要求为98%，滤料球度和圆度均大于0.6，滤料强度≥5级，滤料比重≥1.50g/cm3。
本发明从井管与井壁之间流至地表的冲洗废液的浓度粘度在18s -20s间时开始投放滤料。
本发明滤料的投放速度为每小时3-3.5 m3。
本发明冲洗液的泵入量为15-20m3/h。
地热井动水投滤料工艺工作原理：
在投料过程中即使出现滤料集中的砂桥现象，上行的冲洗液便会立即冲破砂桥，砂桥被冲破后其滤料必将在重力作用下继续下滑，至到孔底并密实充填。
与现有技术相比，用本发明方法投放滤料，滤料在滤水管与井壁的环形空间内构成一个滤料充填层，从而有效解决疏松层地质条件下的井孔易坍塌、出水含沙量高的难题。
附图说明
附图是本发明的原理图。
图中，1为泥浆泵，2为冲洗管，3为井护管，4为井壁，5为井壁管，6为滤水管，7为含水层，8为非含水层，9为滤料填充层，10为滤料。
具体实施方式
所述的井径测量即用物理测量方法确定井径的尺寸，为下一步计算滤料量提供数据，所述的含水层高度确定即用地球物理测井的方法，包括测自然电位、电阻率、自然伽玛、声波、井温、井斜等，确定含水层和非含水层本身的具体高度尺寸以及距离井口的高度尺寸，为下一步下管提供数据，所述的滤料量计算即计算滤料的用量，其计算公式为：L=0.785×(D2-d2) ×h×k，其中L-滤料量（m3）、 D-井孔内径（m）、d-井管外径（m）、h-含水层高度（m）、k-计算系数，k ﹦1.10-1.25，所述的清孔即清除井孔内的钻屑，所述的换浆即降低钻井液的粘度，其方法是按循环周均匀向井孔内加清水，所述的下管即根据含水层和非含水层本身的具体高度尺寸以及距离井口的高度尺寸下管，保证滤水管与含水层对应，井壁管与非含水层对应，所述的滤水管冲洗即向井管内泵入冲洗液，让冲洗液自滤水管流出，冲洗滤水管后的废冲洗液沿井管与井壁之间的环形空间向上流至地表，其具体方法为先向井管内下入冲洗管，冲洗管的长度以能够伸进沉砂管内为准，沉砂管即最低端的起盛装沉淀物作用的井壁管，再将冲洗管与泥浆泵的出水口连接，将伸进冲洗液池的进水管与泥浆泵进水口连接，并将井口封闭，然后开启泥浆泵开始冲洗，所述的滤料投放即待从井管与井壁之间流至地表的冲洗废液的浓度达到规定要求后，即开始从井口均匀的、不间断的投放滤料，并且在滤料投放过程中不停止冲洗液的泵入。
D-d／2的数值范围为75-100mm。
所述的滤料的滤料粒径mm等于水层沙粒径mm的4-6倍，滤料粒径合格率要求为98%，滤料球度和圆度均大于0.6，滤料强度≥5级，滤料比重≥1.50g/cm3。
从井管与井壁之间流至地表的冲洗废液的浓度粘度在18s -20s间时开始投放滤料。
滤料的投放速度为每小时3-3.5 m3。
冲洗液的泵入量为15-20m3/h。
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本发明公开一种地热井动水投滤料工艺方法，其工艺步骤为：井径测量，含水层高度确定，滤料量计算，清孔，换浆，下管，滤水管冲洗，滤料投放。是一种特别适用于胶结疏松、地层不稳定、水中含沙量高的地区的地热井的滤料投放的地热井动水投滤料工艺方法。? 。
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