天津地区新近系明化镇组热储层成井工艺探讨
摘要：目前天津地区新近系明化镇组地热井施工时主要采用两种成井工艺，一种是单层过滤器成井工艺，另一种是填砾成井工艺。单层过滤器工艺简单经济、钻井效率高，但仅适用于开采井；填砾工艺具有防砂、稳定孔壁、增大出水量和回灌量的优点，但具有一定的施工难度。针对上述两种工艺所暴露的问题，结合应用实例分析，笔者从填砾方法入手，试图寻找一种经济可行的成井技术，为地热资源开发利用保护工作提供支持。
关键字：明化镇组；成井工艺；单层过滤器；填砾
The Rasearchon Well Completion Technology of Minghuazhen Group of Neogene in Tianjin Area
Guosheng Jiang1, Zhongyan Yang1, Ruifeng Hou2, Xianlong Huang1, Wenlong Li1
1.Tianjin Geothermal Exploration and Development-Designing
Institute,Tianjin,300250；
2.No.4 Engineering Company Ltd.of CCCC First Harbor Engineering Company Ltd.
Abstract：At present, two well completions technology are mainly used in the geothermal wells construction of Minghuazhen group, Neogene in Tianjin area. One is single filter well completion technology, the other is gravel fill well
completion technology. Single filter well completion technology is simple and convenient, the drilling efficiency is high. However, it is only applicable in extraction wells. Gravel fill technology has the advantage of isolation of sand, stabilizing the well wall, increasing the amount of water production and recharge. However，some difficulties are exist in the construction. In order to solve the problems existed in the two technologies, we study the gravel fill technology in detail and combine the analysis of application in engineering practice, and try to find a new well completion technology which is economically feasible to support the utilization and conservation of geothermal resources.
Key words: Minghuazhen group, well completion technology, single filter, gravel fill.
近年来，天津市在地热资源可持续开发利用方面发展很快，特别是新近系馆陶组的成功回灌，为新近系明化镇组热储层的回灌开采提供了借鉴。新近系明化镇组热储层因其埋藏浅、水质好、凿井成本低，所以很受利用单位的青睐。但由于天津市明化镇组热储层以粉细砂岩为主，胶结性差，地层涌砂严重，回灌难度很大。同时，在巨厚的粉细砂地层中成井，如果钻进或成井工艺不当，常常会发生井内坍塌事故或抽水时发生涌砂，若长时间沉积变浅，甚至造成管井报废[1]。
天津地区新近系明化镇组地热井目前主要采用两种成井工艺，一种是单层过滤器成井工艺[2]，另一种是填砾成井工艺[3]，这两种工艺各有其优点和不足，笔者结合这两种成井工艺的特点及实践经验、成井效果，试图探索一种能够保证出水量、成功挡砂且又有利于回灌的成井工艺。天津地区新近系明化镇组热储层特征。
明化镇组热储层是天津地区埋藏最浅的热储层，在宁河～宝坻断裂以南普遍分布，顶板埋深300～600 m，底板埋深589～1996 m，以半胶结的粉细砂、细砂岩和杂色泥岩不等厚互层，涌水量在40～100 m3/h，出水温度40～80℃，地热流体化学类型(按舒卡列夫分类)为HCO3-Na、HCO3·Cl-Na和SO4·Cl-Na型，矿化度一般小于1500 mg/L，局部地区大于3000 mg/L，多为无～轻微腐蚀性热流体[4]。
1.单层过滤器成井工艺
1.1单层过滤器成井工艺流程
1.1.1井身结构
图1 单层过滤器成井工艺井身结构示意图
该工艺为二开完井（如图1），一开孔径φ444.5mm，钻至井深350～400m，下入φ339.7mm套管，然后采用φ241.3 mm钻头钻至终孔深度，
下入φ177.8 mm成井管串。用同规格的套管加工圆孔做中心管，外加垫筋不锈钢绕丝过滤器。
圆孔直径14mm，孔隙率12%，丝间距0.5～0.7mm。为防止井管涌砂，过滤器外包铜网。
1.1.2止水工艺及措施
水泥永久止水，止水材料为高标号水泥。
1.1.3洗井
止水结束，下钻用清水替换井管内泥浆，然后采用各种方法进行洗井直至水清砂净，然后进行降压试验。
1.2实用效果
2012年至今，天津地区共有4眼明化镇组地热开采井采用单层过滤器成井工艺，抽水含砂量均达到天津地区验收标准，其完井参数如表1。实用效果表明，单层过滤器管外包单层60目铜网成功防砂，且单位涌水量较大，但管外包双层60目铜网，出水量明显受影响。
表1单层过滤器成井工艺地热井数据表
井位 井深（m） 取水有效厚度（m） 孔隙度（%） 渗透率（×10-3μm2） 包网规格 单位涌水量（m3/h·m） 出水温度(℃) 水头高度(m)
宝坻区某井 1207.59 93.89 27.74～36.39 528.85～1677.8 包单层60目铜网
2.68 45 24.28
东丽区某井 1510 94.74 27.37～35.75 518.01～1614.7 包单层60目铜网 3.03
80 70.89
静海区某井 1106 88.51 27.9～34.69 529.9～1434.5 包双层60目铜网 1.54
57 93.33
津南区某井 1407.15 70.42 28.8～34.05 620.85～1229.2 包单层60目铜网
4.39 41 107.79
1.3工艺特点
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