一种地热井混合取水成井工艺的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种地热井混合取水成井工艺，包括以下工艺步骤：(1)用泥浆正循环钻井工艺钻井；(2)在非松散孔隙水层段下井壁管，在松散层的松散孔隙水层段下透水管；(3)制备硝酸铈改性壳聚糖滤料；(4)进行环孔填充；(5)在水泥浆凝结后再用钻头继续在基岩层钻孔，至基岩裂隙水层，待水温达到设计时即可完井。本发明可以有效解决地热资源贫瘠、基岩构造不发育地区地热井的成井率，也可以有效提高单井最大效率，即保证了出水量，又提高了水温；本发明使用硝酸铈改性壳聚糖作为滤料可以大大提高地热水的水质。
【专利说明】
一种地热井混合取水成井工艺
技术领域
[0001 ]本发明涉及钻井工艺技术领域，具体涉及一种地热井混合取水成井工艺。
【背景技术】
[0002]地热资源有着广泛的用途，它和矿物燃料的区别在于不用燃烧，因其可输送性比较低，输送高温地热水的极限距离约100km，天然蒸汽的输送距离大约只有10km，故一般是使地热能就地转换为电能或直接利用。目前我国利用地热主要用于发电、工业烘干及制冷空调、供暖、医疗洗浴、温室、养殖、农业灌溉等，其应用范围取决于地热水的温度高低。温度高，可用于地热发电;温度低，则只能用于地热温室、养殖及农业灌溉。
[0003]地热井，指的是井深3500米左右的地热能或水温大于30°C的温泉水来进行发电的方法和装置，地热分高温、中温和低温三类。高于150°C，以蒸汽形式存在的，属高温地热;90°C?150°C，以水和蒸汽的混合物等形式存在的，属中温地热；高于25°C、低于90°C，以温水、温热水、热水等形式存在的，属低温地热。
[0004]在地热资源富集区，开凿地热井时往往都是只取松散层孔隙水或只取基岩层的裂隙水、构造水和溶洞水为该井的目的生产层。然而对于地热资源贫瘠、基岩构造不发育地区，若按照常规的成井工艺，往往会出现:取松散层孔隙水为该井的目的生产层时水量可以达到设计要求，水温较低；只取基岩层的裂隙水为该井的目的生产层时水量较小，但是水温有所上升。如果能将两个不同地质条件生产层的水混合一下，水温一定可以上升，水量也得到了保证。因此，设计一种地热井松散层与基岩层混合取水成井工艺，是目前需要解决的技术问题。
【发明内容】
[0005]针对现有技术的不足，本发明提供一种地热井混合取水成井工艺，该钻井工艺适合于地热资源贫瘠、基岩构造不发育地区的地热资源开发。
[0006]本发明采用的技术方案如下:
一种地热井混合取水成井工艺，包括以下工艺步骤:
(1)用泥浆正循环钻井工艺钻井至完整基岩面以下6?15米深；
(2)下管即在基岩面以下段和松散层的非松散孔隙水层段下井壁管，在松散层的松散孔隙水层段下透水管；
(3)称取壳聚糖，加入3%乙酸溶液，在磁力搅拌器上搅拌至壳聚糖完全溶解后，按硝酸铈与壳聚糖质量比为1:8?1:12加入硝酸铈溶液，用氨水调节pH至5.0?6.0，搅拌30min?90min后，滴加氨水使硝酸铈改性壳聚糖完全析出，沉淀抽滤，洗涤至无氨水味为止，并烘干，制备得到滤料；
(4)环孔填充即在与基岩面以下段相对应的环孔内注入水泥浆，在与松散孔隙水层相对应的环孔内投步骤(3)得到的滤料，在与松散层的非松散孔隙水层段相对应的环孔内投入粘土球； (5)在水泥浆侯凝24h?48h后再用直径小于井壁管内径12mm?20mm的钻头继续在基岩层钻孔，此即为二开孔，至基岩裂隙水层，待水温达到设计时即可完井。
[0007]优选的，所述的步骤(I)中用泥浆正循环钻井工艺钻井至完整基岩面以下10米深。
[0008]优选的，所述的步骤(3)中按硝酸铈与壳聚糖质量比为1:10加入硝酸铈溶液。
[0009]优选的，所述的步骤(3)中用氨水调节pH至5.0，搅拌60min后，滴加氨水使硝酸铺改性壳聚糖完全析出。
[0010]优选的，所述的步骤(5)中二开孔采用清水钻进工艺或反循环钻井工艺。
[0011]优选的，所述的步骤(5)中在水泥浆侯凝36h后再用直径小于井壁管内径16mm的钻头继续在基岩层钻孔。
[0012]有益效果:本发明可以有效解决地热资源贫瘠、基岩构造不发育地区地热井的成井率，也可以有效提高单井最大效率，即保证了出水量，又提高了水温;本发明使用硝酸铈改性壳聚糖作为滤料可以大大提高地热水的水质。
【具体实施方式】
[0013]下面通过具体实施例对本发明作进一步详细介绍，但不局限于此。
[0014]实施例1
一种地热井混合取水成井工艺，包括以下工艺步骤:
(1)用泥浆正循环钻井工艺钻井至完整基岩面以下15米深；
(2)下管即在基岩面以下段和松散层的非松散孔隙水层段下井壁管，在松散层的松散孔隙水层段下透水管；
(3)称取壳聚糖，加入3%乙酸溶液，在磁力搅拌器上搅拌至壳聚糖完全溶解后，按硝酸铈与壳聚糖质量比为I: 12加入硝酸铈溶液，用氨水调节pH至6.0，搅拌90min后，滴加氨水使硝酸铈改性壳聚糖完全析出，沉淀抽滤，洗涤至无氨水味为止，并烘干，制备得到滤料；
(4)环孔填充即在与基岩面以下段相对应的环孔内注入水泥浆，在与松散孔隙水层相对应的环孔内投步骤(3)得到的滤料，在与松散层的非松散孔隙水层段相对应的环孔内投入粘土球；
(5)在水泥浆侯凝24h后采用清水钻进工艺使用直径小于井壁管内径12_的钻头继续在基岩层钻孔，此即为二开孔，至基岩裂隙水层，待水温达到设计时即可完井。
[0015]实施例2
一种地热井混合取水成井工艺，包括以下工艺步骤:
(1)用泥浆正循环钻井工艺钻井至完整基岩面以下6米深；
(2)下管即在基岩面以下段和松散层的非松散孔隙水层段下井壁管，在松散层的松散孔隙水层段下透水管；
(3)称取壳聚糖，加入3%乙酸溶液，在磁力搅拌器上搅拌至壳聚糖完全溶解后，按硝酸铈与壳聚糖质量比为I: 8加入硝酸铈溶液，用氨水调节pH至5.0搅拌30min后，滴加氨水使硝酸铈改性壳聚糖完全析出，沉淀抽滤，洗涤至无氨水味为止，并烘干，制备得到滤料；
(4)环孔填充即在与基岩面以下段相对应的环孔内注入水泥浆，在与松散孔隙水层相对应的环孔内投步骤(3)得到的滤料，在与松散层的非松散孔隙水层段相对应的环孔内投入粘土球； (5)在水泥浆侯凝48h后采用反循环钻井工艺使用直径小于井壁管内径20mm的钻头继续在基岩层钻孔，此即为二开孔，至基岩裂隙水层，待水温达到设计时即可完井。
[0016]实施例3
一种地热井混合取水成井工艺，包括以下工艺步骤:
(1)用泥浆正循环钻井工艺钻井至完整基岩面以下10米深；
(2)下管即在基岩面以下段和松散层的非松散孔隙水层段下井壁管，在松散层的松散孔隙水层段下透水管；
(3)称取壳聚糖，加入3%乙酸溶液，在磁力搅拌器上搅拌至壳聚糖完全溶解后，按硝酸铈与壳聚糖质量比为I: 10加入硝酸铈溶液，用氨水调节pH至5.0，搅拌60min后，滴加氨水使硝酸铈改性壳聚糖完全析出，沉淀抽滤，洗涤至无氨水味为止，并烘干，制备得到滤料；
(4)环孔填充即在与基岩面以下段相对应的环孔内注入水泥浆，在与松散孔隙水层相对应的环孔内投步骤(3)得到的滤料，在与松散层的非松散孔隙水层段相对应的环孔内投入粘土球；
(5)在水泥浆侯凝36h后采用清水钻进工艺使用直径小于井壁管内径16_的钻头继续在基岩层钻孔，此即为二开孔，至基岩裂隙水层，待水温达到设计时即可完井。
【主权项】
1.一种地热井混合取水成井工艺，其特征在于包括以下工艺步骤: (1)用泥浆正循环钻井工艺钻井至完整基岩面以下6?15米深； (2)下管即在基岩面以下段和松散层的非松散孔隙水层段下井壁管，在松散层的松散孔隙水层段下透水管； (3)称取壳聚糖，加入3%乙酸溶液，在磁力搅拌器上搅拌至壳聚糖完全溶解后，按硝酸铈与壳聚糖质量比为1:8?1:12加入硝酸铈溶液，用氨水调节pH至5.0?6.0，搅拌30min?90min后，滴加氨水使硝酸铈改性壳聚糖完全析出，沉淀抽滤，洗涤至无氨水味为止，并烘干，制备得到滤料； (4)环孔填充即在与基岩面以下段相对应的环孔内注入水泥浆，在与松散孔隙水层相对应的环孔内投步骤(3)得到的滤料，在与松散层的非松散孔隙水层段相对应的环孔内投入粘土球； (5)在水泥浆侯凝24h?48h后再用直径小于井壁管内径12mm?20mm的钻头继续在基岩层钻孔，此即为二开孔，至基岩裂隙水层，待水温达到设计时即可完井。2.根据权利要求1所述的地热井混合取水成井工艺，其特征在于所述的步骤(I)中用泥浆正循环钻井工艺钻井至完整基岩面以下10米深。3.根据权利要求1所述的地热井混合取水成井工艺，其特征在于所述的步骤(3)中按硝酸铈与壳聚糖质量比为I: 10加入硝酸铈溶液。4.根据权利要求1所述的地热井混合取水成井工艺，其特征在于所述的步骤(3)中用氨水调节pH至5.0，搅拌60min后，滴加氨水使硝酸铈改性壳聚糖完全析出。5.根据权利要求1所述的地热井混合取水成井工艺，其特征在于所述的步骤(5)中二开孔采用清水钻进工艺或反循环钻井工艺。6.根据权利要求1所述的地热井混合取水成井工艺，其特征在于所述的步骤(5)中在水泥浆侯凝36h后再用直径小于井壁管内径16mm的钻头继续在基岩层钻孔。
【文档编号】E21B43/00GK106089155SQ201610400762
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月8日
【发明人】刘家容
【申请人】刘家容