DB37∕T 1921-2021 地热钻探规程.docx

Q/LB.□XXXXX-XXXX ICS 73.100.30 CCS D 14 37 山东省地方标准 DB 37/T 1921—2021 代替 DB 37/T 1921—2011 地热钻探规程 Geothermal drilling standards 2021 - 03 - 11发布 2021 - 04 - 11实施 山东省市场监督管理局  发布 DB 37/T 1921—2021 目次 前言 II 1 范围 1 2 规范性引用文件 1 3 术语和定义 1 4 总则 3 5 地热井类型、地热井深度及地热井口径系列 3 6 地热井施工组织设计 4 7 钻探设备及器具选择 4 8 井场建设与设备安装 7 9 钻进工艺 9 10 钻井液 16 11 测井 18 12 成井工艺 18 13 抽水试验 20 14 回灌试验 21 15 钻探工程质量 21 16 钻探工程事故处理 24 17 钻探设备的使用与维护保养 27 18 环保、安全与绿色勘查 30 附录A（资料性） 施工组织设计编写提纲 32 附录B（资料性） 常用钻杆基本参数及尺寸 34 附录C（资料性） 常用钻铤型号及主要参数 35 附录D（资料性） 牙轮钻头型号选择 36 附录E（资料性） 地热井常用井管选择 38 附录F（资料性） 塔基承载力计算 40 附录G（资料性） 塔基混凝土基础尺寸计算 41 附录H（资料性） 浮力下管法有关计算 42 附录I（资料性） 地热钻探工程技术报告编写提纲 43 附录J（资料性） 卡点深度测算公式 45 参考文献 46 48 前言 本文件按照GB/T 1.1—2020《标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。 本文件代替DB37/T 1921—2011《地热钻探规程》，与DB37/T 1921—2011相比，除结构调整和编辑性改动外，主要技术变化如下： a) 将原6.1.2“在坡度较大的场地修筑地基，应削坡为平，岩土稳固时，放坡坡度应小于80°”中放坡坡度修订为应小于60°； b) 将原5.2.2.2“孔隙型地热井热储应采用圆孔形全焊式梯形缠丝过滤管，其花管孔隙率不宜小于16 %，缠丝间隙应根据含水层的颗粒情况确定，缠丝间隙0.5 mm～0.9 mm”修订为“孔隙型地热井热储应采用圆孔形全焊式梯形缠丝过滤管，其花管孔隙率不宜小于12 %，缠丝间隙应根据含水层的颗粒情况确定，缠丝间隙0.25 mm～1.25 mm”； c) 细化钻进工艺，增加定向钻井工艺； d) 将原9.4.2.1 b）“固井水泥强度等级不应低于32.5”修订为“固井水泥强度等级不应低于42.5”； e) 增加了回灌试验内容； f) 钻探工程质量增加“预防串层污染措施”相关内容。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。 本文件由山东省自然资源厅提出并组织实施。 本文件由山东省自然资源标准化技术委员会归口。 本文件起草单位：山东省地勘局第二水文地质工程地质大队(山东省鲁北地质工程勘察院)、山东省地质矿产勘查开发局、山东省地矿工程勘察院（山东省地勘局八〇一水文地质工程地质大队）、山东省鲁南地质工程勘察院（山东省地勘局第二地质大队）。 本文件主要起草人：张明德、赵长亮、孙丙伦、张敏、滕德宾、秦耀军、赵光贞、韩建江、谭现锋、刘玉仙、王成明、王勇军、郑宇轩、毛连义、王玲丽、冯克印、吴清华、郝俊杰、邸佳强、杨亚宾、王立东、代娜、宋伟华。 本文件所代替文件的历次版本发布情况为： —— 2011年首次发布为DB37/T 1921—2011； —— 本次为第一次修订。 地热钻探规程 1　 范围 本文件规定了地热井施工组织设计、钻探设备及器具选择、井场建设与设备安装、钻进工艺、钻井液、测井、成井工艺、抽水试验、回灌试验、钻探工程质量、钻探工程事故处理、钻探设备的使用与维护保养、环保、安全与绿色勘查的技术要求及相关管理规定。 本文件适用于水热型地热资源勘查、开发所进行的钻探工程施工，尚不包括干热岩型、岩浆型地热资源和通过热泵技术开采利用的浅层地热能的勘查、开发所进行的钻探工程施工。 2　 规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T 8538　饮用天然矿泉水检验方法 GB/T 9808　钻探用无缝钢管 GB/T 11615　地热资源地质勘查规范 GB/T 16950　地质岩心钻探钻具 GB 50027　供水水文地质勘察规范 AQ 2004—2005　地质勘探安全规程 DZ/T 0088　地质钻探用钻塔系列 DZ/T 0106　水文水井钻探用套管、岩心管、取粉管螺纹 DZ/T 0107　水文水井钻探用钻杆 DZ/T 0109　水文水井钻探用钻铤 DZ/T 0227　地质岩心钻探规程 SY/T 5025　钻井和修井井架、底座规范 SY/T 5964　钻井井控装置组合配套安装调试与维护 DB37/T 1811　地质钻探安全标准 T/CMAS 0001　绿色勘查指南 3　 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1　 地热钻探　geothermal drilling 以勘查或开发地热资源为目的的钻探工作。 3.2　 地热储　geothermal reservoir 简称热储（heat reservoir），埋藏于地下、具有有效空隙和渗透性的地层、岩体或构造带，其中储存的地热流体可供开发利用。 3.3　 盖层　cap rock 覆盖在热储之上的不透水或弱透水岩层的总称。在层状热储中，通常将覆盖在主要热储或开发利用热储之上的地层通称之为主要热储的盖层。 3.4　 地热井　geothermal well 利用钻掘工艺在地下形成的用于开采地热资源的圆形通道。 3.5　 回灌井　reinjection well 用于将利用后的地热尾水回注至热储层的地热井。 3.6　 取心钻进　core drilling 以采取圆柱状岩心为目的的钻进方法与过程。 3.7　 全面钻进　non-core drilling 将孔底岩石全面破碎的钻进方法。 3.8　 潜孔锤钻进　down-hole hammer drilling 高能气、液介质通过孔（井）底冲击器产生的冲击功与钻具回转相结合的钻进。 3.9　 气举反循环钻进　air-lift reverse circulation drilling 将压缩空气注入钻杆内孔至一定深度与冲洗液混合，利用钻杆内外液体密度差进行反循环的钻进技术。 3.10　 射孔　perforation 将射孔枪下至目的层，在地面点火引爆聚能射孔弹，射孔弹将套管、水泥环和生产层一并射穿，形成连结井眼与生产层的通道。 3.11　 钻井液　drilling fluid 钻井过程中用于冷却与润滑钻具、排离与携带岩屑、维护井壁稳定的冲洗介质，如泥浆、水、泡沫等。 3.12　 泵室段　pump chamber segment 安装抽水泵等开采设备的井段。 3.13　 井壁管　wall casing 保护非含水层井壁和隔离含有害物质的地下水而下入井中的管材。 3.14　 过滤管　screen pipe 与井壁管相连接，与含水层相对应，具有滤水挡砂作用的管材。 3.15　 沉砂管　sand sediment pipe 连接在井管最下端，起沉砂作用的管材。 3.16　 浮力下管法　pipe sinking by floating 将具有足够强度的浮力塞或浮力板置于井壁管内适当位置（过滤管以上），封闭部分井壁管，利用液体浮力减轻管柱重量，从而实现一次提吊下管的下管方法。 4　 总则 4.1　 根据地热井热储结构、形态特征分为层状热储、带状热储和岩溶热储。就山东省地热田地层特点具体可分为孔隙型、裂隙型和裂隙岩溶型热储。 4.2　 充分收集利用已有地质资料，地热井施工前编制钻探工程施工组织设计，主管部门或委托方审查批准后方可进行施工。 4.3　 地热勘探井宜按照勘探开采相结合的原则进行工程设计，满足成井条件的，宜按地热生产钻井技术要求成井，在取得各项钻探及地热地质参数资料后可转为生产井利用。 4.4　 地热开采井、回灌井按满足开采回灌需要的技术要求做好地质录井、物探测井等相关工作，全面、准确的获取各项地质参数资料。 5　 地热井类型、地热井深度及地热井口径系列 5.1　 地热井类型 地热井类型分为地热勘探井（孔）、地热开采井、地热回灌井、地热探采结合井四种类型。 5.2　 地热井深度 地热井深度划分为浅井、中深井、深井和特深井（见表1）。 表1　 地热井深度分级 单位为米 地热井类别 浅井 中深井 深井 特深井 深度范围 d≤500 500＜d≤1 500 1 500＜d≤3 000 d＞3 000 注：d代表井深。 5.3　 地热井口径系列 5.3.1　 地热井常规口径系列见表2。 表2　 地热井常规口径系列 单位为毫米 序号 口径/对应最大管径 序号 口径/对应最大管径 1 152/114 6 279/219 2 190/140 7 311/245 表2　地热井常规口径系列（续） 单位为毫米 序号 口径/对应最大管径 序号 口径/对应最大管径 3 200/168 8 346/273 4 216/178 9 406/298 5 245/194 10 445/340 5.3.2　 地热取心钻探口径系列参照DZ/T 0227和DZ/T 0148执行。 6　 地热井施工组织设计 6.1　 设计要求 6.1.1　 施工单位编制后，经主管部门批准后方可实施。 6.1.2　 设计应符合国家、行业及地方有关地热勘探开采、回灌的要求和规定，同时符合相关安全、环保等法律法规。 6.1.3　 根据收集地质资料设计井深、井身结构等，合理选择钻井设备。 6.1.4　 设计井身结构时套管程序应备用一级井径。 6.1.5　 钻井液体系须满足安全、环保、保护储层等相关要求。 6.1.6　 钻进工艺选择应有利于保护热储层，且满足安全、高效的原则。 6.1.7　 井控设计应满足地层压力和温度要求。 6.1.8　 实际钻遇地层与设计不符时，应及时变更设计并报批。 6.2　 设计内容 施工组织设计内容参见附录A。 7　 钻探设备及器具选择 7.1　 钻探设备的选择 7.1.1　 钻机的选择 地热钻探钻机应根据地热井类型、地热井结构、岩层特性、钻井工艺方法及施工条件等选择和配套使用。可依据地热井类型等选择地质岩心钻机、水文水井钻机或石油钻机等。地热钻探钻机常用类型及其特点和使用条件见表3。 表3　 各类钻机特点和适用条件 钻机分类 主要特点 适用条件 地质岩心钻机 配备动力小、扭矩小、转速较高 小口径、取心钻进 水文水井钻机 配备动力较大、扭矩较大、转速较低 大口径、浅井及中深井取心和全面钻进 石油钻机 配备动力大、扭矩大、转速较低 大口径、深井及特深井全面钻进 7.1.2　 钻塔的选择 应根据钻机类型、地热井的深度、井径等选择配套钻塔，满足提下钻具或井管的承载能力，并具备安放设备、钻具、工作台等足够的高度和空间。所选钻塔应符合DZ/T 0088或SY/T 5025（“K”形塔）的规定。目前，常用的钻塔类型有“A”形