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簡介

鉆井直徑和深度大小，取決于鉆井用途及礦產(chǎn)埋藏深度等。鉆探石油、天然氣以及地下水的鉆井直徑都較大。

主要功用為：

①獲取地下實物資料，即從鉆井中采取巖心

鉆探取得的巖心礦心、巖屑、液態(tài)樣、氣態(tài)樣等。

②作為地球物理測井通道，獲取巖礦層各種地球物理場的資料。

③作為人工通道觀測地下水層水文地質(zhì)動態(tài)情況。

④用作探、采結(jié)合，開發(fā)地下水、油氣、地熱等的鉆井。

鉆井通常按用途分為地質(zhì)普查或勘探鉆井、水文地質(zhì)鉆井、水井或工程地質(zhì)鉆井、地熱鉆井、石油鉆井、煤田鉆井、礦田鉆井、建筑地面鉆井等[1]  。

一口井從開鉆到完成，需進行以下三項主要工作：1. 破碎井底巖石；2. 將破碎的巖石(即巖屑)運移至地面；

3. 鞏固井壁(簡稱固井)。鉆井工序編輯

鉆井是一項系統(tǒng)工程，

是多專業(yè)、多工種利用多種設(shè)備、工具、材料進行的聯(lián)合作業(yè)。同時它又是多程序緊密銜接，多環(huán)節(jié)環(huán)環(huán)相扣的連續(xù)作業(yè)。施工的全過程都具有相當?shù)膹?fù)雜性。

每一口井的完成包括鉆前工程、鉆進工程和完井作業(yè)三個階段。每一項工程

階段又有一系列的施工工序。其主要工序一般包括：定井位、道路勘測、基礎(chǔ)施工、安裝井架、搬家、安裝設(shè)備、一次開鉆、二次開鉆、鉆進、起鉆、換鉆頭、下鉆、完井、電測、下套管、固井作業(yè)等。溫度測井的主要應(yīng)用途徑是定性分析。在注入井中，注入流體通常使井筒冷卻，因此井溫通常低于地熱溫度，在注入層的zui低部，溫度測井曲線明顯上升至地熱溫度。有時，測井儀器不能下到zui底部，此時可用關(guān)井溫度確定注入層段的注入情況。在注入井中進行溫度測井能確定竄槽，當流動溫度測井曲線和關(guān)井溫度曲線在達到底界下部之前仍未回到地熱溫度，可以認為這是下行竄槽。若關(guān)井溫度測井曲線在射孔層段上部很長一段的距離仍顯示低溫異常，則可以認為發(fā)生了上行竄槽。    

在生產(chǎn)井中，產(chǎn)出流體的井溫曲線在產(chǎn)出層上部出現(xiàn)正異常，即井溫高于地熱溫度，若產(chǎn)氣時，由于氣體膨脹吸熱，產(chǎn)生了冷卻，使溫度下降，測井曲線通常產(chǎn)生負異常，但在壓力較高時，氣體可能不變冷，甚至具有一定的熱量，或者氣體在流動中由于摩擦作用而產(chǎn)生的熱比它膨脹時吸收的熱要多。

井下地層熱力學(xué)特性     

溫度測井基于井筒周圍地層是一個熱穩(wěn)定體的這個假定，自然溫度梯度是由地球熱擴散造成的，當這種熱平衡條件被打破時，井內(nèi)的溫度梯度或徑向溫度分布就會發(fā)生變化。井溫測井就是通過測量井筒的局部溫度異常和溫度梯度來反映這些變化，從而根據(jù)這些變化來推斷井筒可能出現(xiàn)的情況

溫泉水是需要一定時間，過程和特定地理位置變化而形成的，比如：有大氣降水經(jīng)過多年而形成；有火山爆發(fā)后而形成；也有曾經(jīng)滄海邊桑田、地殼發(fā)生變化而形成。那么，溫泉水是怎樣形成的呢？    

1、它的形成與區(qū)域構(gòu)造條件有關(guān)，它是在特定的地質(zhì)構(gòu)造部位中產(chǎn)生的，具有可靠的地質(zhì)構(gòu)造條件。特定在哪里呢？因為，該地段具有遠景開發(fā)的地熱田，地下熱水具有豐富和埋深、出淺的特點。同時，熱礦水處于山前地帶，大片山區(qū)地下水運移匯集于深部斷裂帶中，終年涌水不斷而形成的。

地熱（溫泉）水資源評價階段：  

1、主要目的是：全面評價鉆探出來的溫泉水，為資源的開采、開發(fā)利用做指導(dǎo)。

2、主要內(nèi)容是：編制水資源評價報告、礦泉水注冊申請報告、地質(zhì)災(zāi)害評價報告、環(huán)境影響評價報告、安全評價報告、水資源論證報告、礦山恢復(fù)治理方案、資源開發(fā)利用方案。

3、工作步驟是：     

A、編制地質(zhì)資料，即溫泉井完鉆后編制水資源勘查評價報告、礦泉水注冊登記申請報告、劃定礦區(qū)范圍報告、礦山恢復(fù)治理報告、水土保持方案。     

B、編制其他主管部門資料，即編制環(huán)境影響評價報告、安全評價報告等。     

C、編制產(chǎn)業(yè)開發(fā)資料，即編制溫泉開發(fā)利用方案。  

4、工作成果是：

獲得相關(guān)批準文件，以申報取水許可證、采礦許可證。  

地熱發(fā)電和火力發(fā)電的原理是一樣的，都是利用蒸汽的熱能在汽輪機中轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能，然后帶動發(fā)電機發(fā)電。所不同的是，地熱發(fā)電不象火力發(fā)電那樣要備有龐大的鍋爐，也不需要消耗燃料，它所用的能源就是地熱能。地熱發(fā)電的過程，就是把地下熱能首先轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能，然后再把機械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿倪^程。要利用地下熱能，首先需要有“載熱體”把地下的熱能帶到地面上來。能夠被地熱電站利用的載熱體，主要是地下的天然蒸汽和熱水。按照載熱體類型、溫度、壓力和其它特性的不同，可把地熱發(fā)電的方式劃分為蒸汽型地熱發(fā)電和熱水型地熱發(fā)電兩大類。將地熱能直接用于采暖、供熱和供熱水是僅次于地熱發(fā)電的地熱利用方式。因為這種利用方式簡單、經(jīng)濟性好，倍受各國重視，特別是位于高寒地區(qū)的西方國家，其中冰島開發(fā)利用得。該國早在1928年就在首都雷克雅未克建成了世界上*個地熱供熱系統(tǒng)，現(xiàn)今這一供熱系統(tǒng)已發(fā)展得非常完善，每小時可從地下抽取7740t80℃的熱水，供全市11萬居民使用。由于沒有高聳的煙囪，冰島首都已被譽為“世界上zui清潔無煙的城市”。此外利用地熱給工廠供熱，如用作干燥谷物和食品的熱源，  

用作硅藻土生產(chǎn)、木材、造紙、制革、紡織、釀酒、制糖等生產(chǎn)過程的熱源也是大有前途的。目前世界上zui大兩家地熱應(yīng)用工廠就是冰島的硅藻土廠和新西蘭的紙槳加工廠。我國利用地熱供暖和供熱水發(fā)展也非常迅速，在京津地區(qū)已成為地熱利用中zui普遍的方式。地熱在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用范圍十分廣闊。如利用溫度適宜的地熱水灌溉農(nóng)田，可使農(nóng)作物早熟增產(chǎn)；利用地熱水養(yǎng)魚，在28℃水溫下可加速魚的育肥，提高魚的出產(chǎn)率；利用地熱建造溫室，育秧、種菜和養(yǎng)花；利用地熱給沼氣池加溫，提高沼氣的產(chǎn)量   等。  

將地熱能直接用于農(nóng)業(yè)在我國日益廣泛，北京、天津、西藏和云南等地都建有面積大小不等的地熱溫室。

各地還利用地熱大  

力發(fā)展養(yǎng)殖業(yè)，如培養(yǎng)菌種、養(yǎng)殖非洲鯽魚、鰻魚、羅非魚、羅氏沼蝦等。地熱在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用有誘人的前景，熱礦水就被視為一種寶貴的資源，世界各國都很珍惜。由于地熱水從很深的地下提取到地面，除溫度較高外，常含有一些特殊的化學(xué)元素，從而使它具有一定的醫(yī)療效果。如合碳酸的礦泉水供飲用，可調(diào)節(jié)胃酸、平衡人體酸堿度；含鐵礦泉水飲用后，可治療缺鐵貧血癥；  

氫泉、硫水氫泉洗浴可治療神經(jīng)衰弱和關(guān)節(jié)炎、皮膚病等。   由于溫泉的醫(yī)療作用及伴隨溫泉出現(xiàn)的特殊的地質(zhì)、地貌條   件，使溫泉常常成為旅游勝地，吸引大批療養(yǎng)者和旅游者。在日本就有1500多個溫泉療養(yǎng)院，每年吸引1億人到這些療養(yǎng)院休養(yǎng)。我國利用地熱治療疾病歷史悠久，含有各種礦物元素的溫泉眾多，因此充分發(fā)揮地熱的行醫(yī)作用，發(fā)展溫泉療養(yǎng)行業(yè)是大有可為的。地熱能的直接利用發(fā)展十分迅速，已廣泛地應(yīng)用于工業(yè)加工、民用采暖和空調(diào)、洗浴、醫(yī)療、農(nóng)業(yè)溫室、農(nóng)田灌溉、土壤加溫、水產(chǎn)養(yǎng)殖、畜禽飼養(yǎng)等各個方面，收到了良好的經(jīng)濟技術(shù)效益，節(jié)約了能源。地熱能的直接利用，技術(shù)要求較低，所需設(shè)備也較為簡易。在直接利用地熱的系統(tǒng)中，盡管有時因地熱流中的鹽和泥沙的含量很低而可以對地熱加以直接利用，但通常都是用泵將地熱流抽上來，通過熱交換器變成熱氣和熱液后再使用。這些系統(tǒng)都是zui簡單的，使用的是常規(guī)的現(xiàn)成部件。

地熱能直接利用中所用的熱源溫度大部分都在40℃以上。如果利用熱泵技術(shù)，溫度為20℃或低于20℃的熱液源也可以被當作一種熱源來使用（例如美國、加拿大、fa國、瑞典及其他國家的做fa）。熱泵的工作原理與家用電冰箱相同，只不過電冰箱實際上是單向輸熱泵，而地熱熱泵則可雙向輸熱。冬季，它從地球提取熱量，然后提供給住宅或大樓（供熱模式）；夏季，它從住宅或大樓提取熱量，然后又提供給地球蓄存起來（空調(diào)模式）。不管是哪一種循環(huán)，水都是加熱并蓄存起來，發(fā)揮了一個獨立熱水加熱器的全部的或部分的功能。由于電流只能用來傳熱，不能用來產(chǎn)生熱，因此地熱泵將可以提供比自身消耗的能量高3～4倍的能量。它可以在很寬的地球溫度范圍內(nèi)使用。在美國，地熱泵系統(tǒng)每年以 20%的增長速度發(fā)展，而且未來還將以兩位數(shù)的良好增長勢頭繼續(xù)發(fā)展。據(jù)美國能源信息管理局預(yù)測，到2030年地熱泵將為供暖、散熱和水加熱提供高達68Mt油當量的能量。

對于地熱發(fā)電來說，如果地熱資源的溫度足夠高，利用它的好方式就是發(fā)電。發(fā)出的電既可供給公共電網(wǎng)，也可為當?shù)氐墓I(yè)加工提供動力。正常情況下，它被用于基本負荷發(fā)電，只在特殊情況下，才用于峰值負荷發(fā)電。其理由，一是對峰值負荷的控制比較困難，再就是容器的結(jié)垢和腐蝕問題，一旦容器和渦輪機內(nèi)的液體不滿和讓空氣進入，就會出現(xiàn)結(jié)垢和腐蝕問題。地熱發(fā)電是地熱利用的zui重要方式。高溫地熱流體應(yīng)首先應(yīng)用于發(fā)電。地熱發(fā)電和火力發(fā)電的原理是一樣的，都是利用蒸汽的熱能在汽輪機中轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能，然后帶動發(fā)電機發(fā)電。所不同的是，地熱發(fā)電不象火力發(fā)電那樣要備有龐大的鍋爐，也不需要消耗燃料，它所用的能源就是地熱能。地熱發(fā)電的過程，就是把地下熱能首先轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能，然后再把機械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿倪^程。要利用地下熱能，首先需要有“載熱體”把地下的熱能帶到地面上來。能夠被地熱電站利用的載熱體，主要是地下的天然蒸汽和熱水。按照載熱體類型、溫度、壓力和其它特性的不同，可把地熱發(fā)電的方式劃分為蒸汽型地熱發(fā)電和熱水型地熱發(fā)電兩大類。由于熱水和蒸汽的溫度、壓力以及它們的水、汽品質(zhì)的不同，地熱發(fā)電的方式也不同。常用的地熱發(fā)電方式有以下幾種：地熱能集中分布在構(gòu)造板塊邊緣一帶，該區(qū)域也是火山和地震多發(fā)區(qū)。如果熱量提取的速度不超過補充的速度，那么地熱能便是可再生的。地熱能在世界很多地區(qū)應(yīng)用相當廣泛地熱能形成產(chǎn)業(yè)的過程中面臨的zui大問題來自于技術(shù)和資金。地熱產(chǎn)業(yè)屬于資本密集型行業(yè)，從投資到收益的過程較為漫長，一般來說較難吸引到商業(yè)投資

地熱鉆井基本要求

1、地熱鉆井的基本要求包括：詳細的巖芯編錄、裂隙統(tǒng)計、采集巖石磨片樣和化學(xué)分析樣等方fa，驗證前期地熱成礦模型（如地層、巖石、構(gòu)造、重要的地質(zhì)界線變化情況等）。

2、跟鉆測溫和綜合測溫，繪制縱向溫度變化曲線，以科學(xué)掌握溫泉水溫。

影響鉆井成本的要素

1、井深  鉆井越深，成本越高。

2、鉆井中地質(zhì)構(gòu)造的復(fù)雜程度  地質(zhì)構(gòu)造越復(fù)雜，變徑越多，成本越高。

3、鉆井的地理位置  這決定了鉆井設(shè)備的搬運方式和動力來源，進而影響鉆井成本。

4、鉆機的進尺、動力大小和開孔直徑  一般來說，進尺越深，要求的動力越大，成本也越高。

鉆井工藝

1）占領(lǐng)地熱市場開發(fā)市場優(yōu)勢在于將石油鉆井中先進、成熟的工藝與相關(guān)水文、地熱施工進行了有機地結(jié)合。充分利用現(xiàn)有設(shè)備，優(yōu)選鉆頭和機械參數(shù)，積極推廣和采用近噴射鉆井，大大提高了鉆井效率，縮短了建井周期。1994年西安地熱市場主要由水文鉆機占領(lǐng)，鉆井速度慢，風險大，半年一口井，臺月效率不足500米，而石油鉆機創(chuàng)造了17天完成2013米，28天完成全部測試工作的記錄，臺月效率提高到3300多米，機械鉆速提高到8-10m/h。從工程質(zhì)量到成井水溫、水量指標均遠超合同指標。

2）引進科學(xué)的泥漿工藝

在地熱開發(fā)中，一進入既摒棄水井市場通行的“坂土+堿”原始分散型泥漿，針對不同地層采用科學(xué)的泥漿配方，引進近平衡鉆井和完井液概念，有目的使用了細分散、不分散低固相聚合物泥漿、抗高溫泥漿，在目的層盡量降低泥漿比重，達近平衡鉆進。