张泽洋
摘 要：固结保温是地热钻井施工中的重要工艺，其施工的质量关系到地热勘探井的地热资源参数录取评价的准确性及在地热井的开发利用价值，在地热勘探井钻井施工过程中，常因地质判断的延误及钻井结构的制约，出现同固结保温井段存在热储含水层而需将含热水层分离出来的复杂条件，为固结保温施工带来诸多难题，文章通过施工实践，分析总结了同固结井段分离热储含水段固结封隔保温技术，以期为类似工程参考。
关键词：固结保温；地热井施工；固结分离；保温技术
1 概述
由于贵州省地热地质条件及构造普遍复杂，在地热井施工中因地质判断延误或井径结构因素，在最后的安全施工井段出现固结封隔井段存在热储含水段，在其下管、水泥固结时需将该热储含水段分离出来的复杂情况，需采取特殊技术措施分离同井段热储含水段。
2 同固结井段分离热储含水段固结封隔保温技术
同固结井段分离热储含水段固结封隔保温是指水泥固结保温井段存在热储含水段，在水泥固结时，需将固结井段与热储含水段分隔的固结封隔技术。即在下管时需在热储含水段的上下设管外封隔器及在管内增加附属设施，实现固结段与保留段分离的固结保温措施。
实例1：贵州某地热井：
（1）地层条件
贵州省黄果树景区郎宫河地热资源勘探井，位于黄果树天星桥景区南约3km（直距）处，在区域构造上处于松桃-碧痕营近东西向大断裂及紫云-垭都深大断裂带次生的北西向断裂带的交汇部位，褶皱及断层发育，地质构造复杂。如表1。
（2）设计、建设方要求
在勘探井的一开井段的固结施工中，因距勘探井20m处施工一试验井，试验井深600.2m，在同深度井段钻进施工到550米后涌水、水头高度20余米，终孔后抽水水温35℃，甲方要求勘探井施工不得对该试验井有任何影响。为满足甲方要求，在勘探井一开井段固井时，为防止固结水泥浆窜入试验与勘探井的热储联系通道而影响试验井热储参数；同时满足需固结保温井段的固结效果，根据勘探井的地质实际情况，采用分段固结。
（3）固结施工工艺及技术措施
下管固结保温工艺：
采用管外封隔器将固结井段和保留井段分开，分段固结保温工艺如图1，技术措施如下：
a.在下入井管时，在与试验井热储含水段相联的上下位置的管外设管外封隔固，防水泥固结时水泥浆进入需隔离分隔的含水段。
b.先进行该井段下部水泥固结，管内底部留10.0m水泥塞，管外水泥浆面控制在热储联系层底部5.0m。
c.待下部水泥凝固后，从井口的管间隙压入水泥浆进行热储联系层上部至井口段的水泥固结。
固结技术措施：
a.认真记录和观测裂隙位置，漏、涌水量及水头高度，以便在下管固结实提供可靠依据，以确定热储联系层的顶/底界。
b.分上、下二段固结，即对热储含水段以下和含水量水段以上分开固结。
c.准确计算固结长度所需用浆量，以避免多余水泥浆渗漏至试验井的来水通道中。
d.在裂隙上段的Φ244.5套管设置盂式止水橡胶，采用管外从上往下压浆或，尽可能减少未封闭孔段长度。
e.盂式止水橡胶以5-10个为一组。
固结分离效果：
经该地热勘探井后期近半后的钻井施工，其一开井段固顷保温效果良好，并未对旁边的勘探试验井的涌水量、水温造成任何影响，达到的固结分离热储含水层的目的。
实例2：贵州遵义某地热井：
贵州省遵义某地热井，热储目的层为震旦系灯影组白云岩，在三开井段钻井施工中，底部有热储含水层，在下管水泥固结保温作业时，需将底部的热储含水层分离出来，且不允许有水泥进入热储含水层。
（1）三开井段井径及地层结构
三开井段井深位置1181.9～2325.95m，井径φ216mm，地层结构：1185.9～1213.2m为类山关白云岩，1213.2～1474.0m为高台组的粉砂岩、白云岩，1474.0～1534.3m为清虚洞组的白云岩、灰岩，1534.3～1695.0m为金顶山组的粉砂岩、砂岩，1695.0～1774.5m为明心寺组的粉砂岩、粉砂质泥岩、钙质泥岩，1774.5～2226.0m为牛蹄唐组的炭质页岩、含炭质泥岩及钙质泥岩、2226.0～2325.95m为灯影组白云岩，测井显示2300.0～2325.95m有含水层。
（2）下管及水泥固结保温技术措施
由于该井段底为有热含水层，水泥固结保温时需将热储含水层分离出来，而上部井段需水泥固结保温，采取在热含层上部5.0m以上位置设管外、管内设封隔器的水泥固结措施（如图2）具体技术措施如下：
a.下入井管结构：底部2根为滤水管，以上为无眼管，以保证热矿水进入井内。
b.在热含层以上5m处的管外设封隔器（一组盂式止水器如照片6-2），外径φ250mm）密封井管与井壁间的环空间隙，阻止水泥固结过程中水泥浆的下行堵塞含水层。
c.在管内设封隔塞（管外设封隔器以上5.0m左右处），阻止水泥固结过程中水泥浆从管内的下行堵塞含水层。
d.固结水泥采用商品水泥浆，水泥浆由优质硅酸盐pc42.5级水泥搅拌，水灰比为0.59，密度1.75g/cm3，水泥浆量14m3，注浆时水泥浆是从封隔器上方旋流孔沿管壁间隙上流，注完水泥浆及顶浆后候凝。
e.候凝3天后，下钻将管内封隔塞以上的水泥塞钻完后，先将井内水泥粉末排净后方钻穿封隔塞，避免钻水泥塞时水泥粉末进入下部含水层。
（3）封隔水泥固结效果
在钻穿封隔塞后的下部管内无水泥结构物，至该井段底部20余米的滤管间无水泥粉末，表明采用内外封隔器的固结措施，确保了固结井段与含水层的分离，实现了上部井段的固结保温和下部含水段无水泥污染的目的。
3 结束语
在地热井钻井施工中，出现固结与热储含水层为同一井段，可采用相应的技术措施，实现固结段与热储含水层分离的固结，既实现了固结保温又保留了热储含水层，实现地热钻井的目的。
