地热井施工设计

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1、2. 地质施工设计21 基本数据1. 地热开采井井号： JNR-11设计井深： 2000m目的层：中元古界蓟县系雾迷山组地热井坐标： X：20533912，Y：43140842. 地热回灌井井号： JN-11B设计井深： 2100m目的层：中元古界蓟县系雾迷山组地热井坐标： X：20534925，Y：4314236地理位置：位于JNR-11井东侧，井口相距1.06km。22 地热地质条件221 地质构造条件设计对井位于万家码头地热田W级构造单元小韩庄凸起之北部。小韩庄凸起 在平面上呈北北东（NNE）向展布，在空间上为一个南高北低的断块状侵蚀剥蚀 孤山，东部、南部陡峭，北部、西部平缓。凸起最高部

2、位在万家码头一带，隐伏 深度在900m左右。区域上对小韩庄凸起空间展布影响较大的断裂有东、西部北 北东（NNE）向的沧东断裂和白塘口东断裂，南、北部近东西（EW）向的海河断 裂和增福台断裂。在小韩庄凸起内部，发育有北北东向和北西西向的咸水沽断裂、 小营盘断裂、独流碱河断裂，这些次级断裂相互作用，将小韩庄凸起分割成两个 次级凸起和次级凹陷，即王稳庄次凸起，双河桥次凸起，咸水沽次凹陷和北闸口 次凹陷，北闸口次凹陷基岩顶板埋深14001500m，具有良好的热流背景（见图 2-1）。对北闸口次凹陷地热地质影响最大的是东部北北东（NNE）向的沧东断裂 和北北东（NNE）向的小营盘断裂等次级断裂，这些构造

3、，对局部地层分布、水 热均衡有一定的影响。1、沧东断裂地震测深证明，该断裂是一条切穿地壳硅铝层的深大断裂，是印支燕山旋 回的产物，由于多次活动，断裂呈现多条带分布，断裂的总体走向为北东向，断 面向南东倾斜，倾角为 50700。据大地电磁测深反应，在断裂带西侧古生界顶 板埋深为10002000m，东侧为30003500m,断裂东盘发育古近系，西盘缺失 该地层。该断裂在新生界的结构面上表现形式各样，可分为勺形、椅形、阶形、 坎形四种，控制着中新生代盆地的发展，是同沉积的生长断层，并成为沧县隆起 与黄骅坳陷的分界。2、小营盘断裂位于设计开采井东侧，该断裂分布于津南区小白庄老左营一线，是小韩庄次凸 起

4、内部的一条断裂，走向NE，倾向SE，倾角25左右，为正断层，延长约13km。 该断裂控制着北闸口一带中生界和上古生界发育，在断裂上升盘，基岩为奥陶系， 下降盘为中生界，并发育有石炭二叠系。该断裂对设计对井位置奥陶系热储起 主要的控制作用。钻井显示，在小营盘断裂的东侧，奥陶系地层厚度发育不均， JN-07、JN07B 井未钻遇该地层，小站的 JN-09、JN-09B 对井揭露奥陶系地层均 为550m左右，钻井显示该地层裂隙发育，渗透率良好，但出水情况很差。在小 营盘断裂的西侧，JN-02井出水量高达180m3/h。由于本区新生界地层下面覆盖 有较厚的中生界、古生界石炭二叠系地层，缺乏垂向补给的条

5、件，因此判断小 营盘断裂为水平方向的阻水断裂，在断裂西侧奥陶系有较好的水力条件，成井希 望较大。3、咸水沽断裂 位于津南区咸水沽八里台一线，是小韩庄凸起内部断裂，走向北东，倾向南东，倾角30左右，为正断层，长约10km,断点埋深1400m左右，断距100 200m，推测断至下古生界。222 地层概况 根据以往的钻探和地震勘探成果，设计对井及附近已揭露的地层自上而下 有：新生界的第四系和新近系，中生界，古生界的石炭 -二叠系、奥陶系及寒武 系，中、新元古界的青白口系和蓟县系。各地层特征如下。1、新生界（1）第四系：该地层在研究区内普遍分布，以冲洪积为主，间夹有海相沉 积的粘性土与砂层组成岩性为冲

6、洪积相粘土及砂层，揭露厚度为277520m。（2）新近系 明化镇组在区内广泛分布，可分为上下两段，底板埋深11501300m,揭露厚度在 600800m。上段：岩性以灰、灰绿色砂岩、含砾砂岩与灰绿、浅棕红、紫色等杂色泥岩、 粉砂质泥岩成不等厚互层，间夹薄层浅灰绿色泥质粉砂岩、细砂岩、钙质砂岩， 成岩性和胶结程度自上而下逐渐变好。下段：以棕红、紫红、灰绿色厚层泥岩、砂质泥岩夹灰绿、灰白色细砂岩为 主，泥岩普遍含砂，有较多的钙质团块，砂岩层理发育。 馆陶组区内均有分布，底板埋深在13501700m,厚度在200400m。上部岩性为 灰色粉砂岩与棕红色、灰色泥岩成等厚互层；中部以泥岩为主；下部为灰黄

7、、浅 灰色中粗含砾砂岩夹灰色泥岩，与下伏中生界地层呈不整合接触。2、中生界区内沧东断裂以西底板埋深为14301800m,揭露厚度为46250 m，JN-07、 JN-07B井、津3和津4有揭露。津3井揭露底板埋深为1729m，揭露厚度为240m。 中生界地层为一套弱氧化环境的河湖相沉积，主要岩性为紫红、棕红色泥岩与灰 黄、灰色粉砂岩互层，和下伏地层呈不整合接触。3、古生界（1）石炭-二叠系区内沧东断裂以西底板埋深14602300m，揭露厚度30500m,津3、津4、 JN-07、JN-07B 井揭露到该层。石炭-二叠系地层上部岩性为灰黄色粉砂岩；下 部岩性为紫红色、深灰色、灰黑色、灰白色泥岩、

8、钙质泥岩、碳质泥岩、铝土质 泥岩夹灰色粉砂岩、细砂岩及深灰色泥灰岩、灰白色灰岩，局部见煤层，和下伏 地层呈不整合接触。（2）奥陶系该地层主要分布在白塘口断裂以东，以西缺失。在万家码头地热田高凸部位 缺失，本区普遍分布。从北闸口一二道桥一线向西北方向埋深逐渐加深至2000m 以上，厚度也加厚至 700m 以上。在小营盘断裂附近局部受到剥蚀，甚至出现缺 失， JN-07、JN07B 井未钻遇该地层。钻井显示，在小营盘断裂以东和以西厚度 均有变大的趋势，本次论证所定的井位所在地为该断裂以西，与断裂相距较近， 地层复杂，厚度变化大。邻近津 3、津 4 井揭露到该层，津 3、津 4 井位于设计 对井的东

9、南侧，相距分别为6km和5km。津3揭露奥陶系顶板埋深1811m，厚度 61m，未揭穿。津4揭露底板埋深2346m,揭露厚度为714m。东北2km处的JN-08 井奥陶系底板埋深1464m，揭露厚度144m。东北6km处的JN-04井揭露奥陶系底 板埋深1321m，揭露厚度134m。设计对井南部5km处的小站镇JN-09、JN-09B 揭露奥陶系顶板埋深分别为1858m和1720m，揭露厚度分别为546m和550m,其中 JN-09 井未揭穿。钻井资料显示奥陶系地层以碳酸盐岩为主，属浅海相沉积，与 下伏寒武系整合接触。（3）寒武系区内普遍分布，小营盘断裂以西底板埋深17002950m,厚度为2

10、70500m， 小营盘断裂以东底板埋深26003500m，津4井揭露底板埋深2864 m，区内寒武 系地层上部岩性为以碎屑灰岩为主夹泥质条带状灰岩，并见有紫褐色泥页岩；中 部自上而下碎屑逐渐增多，岩性逐渐从颗粒灰岩夹泥质条带灰岩为主过渡到一套 暗红色海相白云质泥岩；下部岩性为块状灰岩、白云质灰岩以及角砾状泥灰岩， 与下伏元古界呈假整合接触。4、中、新元古界（1）青白口系该层在区内普遍分布，小营盘断裂以西底板埋深20002300m。小营盘断裂 以东底板埋深28003760m,厚度为150260m。岩性上部为灰绿、棕红色泥岩 及灰绿、灰褐色薄层状泥灰岩或页岩，夹灰白、灰色灰岩或薄层白云质灰岩；下

11、部为黑灰色、黄褐色泥质砂岩、粉砂岩，夹灰绿色泥岩及灰、灰绿色石英砂岩， 主要成分为石英，含有较多的海绿石，硅质胶结，属滨海相沉积，与下伏雾迷山 组呈假整合接触。2）蓟县系雾迷山组区内普遍分布，小营盘断裂以西顶板埋深21003200m，小营盘断裂以东顶 板埋深28003760m,未有钻孔揭穿该层，预测设计井附近顶板埋深较浅，属浅 海相碳酸盐岩沉积。岩性上部为灰色白云岩，细晶、粒晶结构，遇热酸起泡反应 剧烈；下部以浅灰色、灰色、深灰色白云岩为主，夹有棕红色或灰色泥质白云岩， 泥质分布不均，并夹有燧石条带白云岩，穿插有石英岩脉。岩溶、裂隙的发育主 要受构造控制，褶皱轴部和断裂附近更为发育。23 目的

12、层热储特征在设计对井区域，地温梯度等值线走向与沧东断裂基本一致，呈北北东，说 明沧东断裂具有导热性，设计对井紧邻沧东断裂，具有较高热流背景。 设计对井处在白塘口凹陷内的小韩庄凸起之上，属万家码头地热田。根据区域地 温场变化特征和设计对井所处的地温场位置，设计对井盖层平均地温梯度在 4.4C/100m。预测设计对井钻遇奥陶系顶板埋深15001600m。岩性以灰岩、白云质灰岩 为主夹泥质灰岩，预测水量4080 m3/h,井口稳定流温6872C，热流体 化学类型ClHCO3Na型，矿化度1.82.0 g/L。24 地质技术要求241 地质资料采集地质资料采集主要进行岩屑录井和钻时录井。目的是通过钻进

13、速度及时掌 握地层软硬程度及破碎带、溶洞、裂隙的深度，卡准地层界面；通过岩屑录井可 以最直接地描述地层岩性特征、研究沉积环境、判断地层界面，通过室内化验， 还可进一步判定岩石沉积年代、古生物活动特征等，为日后的地质研究提供第一 手的宝贵的基础资料。钻时录井：由1000m完井,单位为h/m。岩屑录井具体要求如下：由1000m完井，每2m取一包岩屑，当地层变化频繁，要加密取样，每0.5 1m取一包岩屑，接近于易漏失层基岩顶板时，应连续捞取岩屑，随时掌握泥 浆漏失情况及深度，切实卡准漏失层基岩顶部风化壳的深度。同时按规范要求，每 100m 测试一次泥浆迟到时间，确保岩屑准时反映地层 情况，并确保岩屑

14、洗净、晾干、摆放整齐、装袋及岩屑箱，严禁丢失漏写岩样标 识。242 地球物理测井设计对井均要进行电法测井（包括2.5m梯度电阻率、0.5m电位电阻率、自 然电位和侧向测井），声波时差测井及自然伽玛测井。其目的是为了更准确地划 分地层，并掌握含水层的深度和厚度、孔隙率及渗透率。1. 第一次测井项目（二开）：标准测井:A. 自然电位测井（SP）B. 2.5m底部梯度电极系视电阻率测井（R250TD2）C. 4.0m底部梯度电极系视电阻率测井（R400TD2）综合测井：D. 补偿声波测井（AC）E. 自然伽玛测井（GR）F. 双感应八侧向测井（LL8）连续测温2. 第二次测井项目（三开）：标准测井:

15、A. 自然电位测井（SP）B. 2.5m底部梯度电极系视电阻率测井（R250TD2）C. 4.0m底部梯度电极系视电阻率测井（R400TD2）综合测井：D. 补偿声波测井（AC）E. 自然伽玛测井（GR）F. 双感应双侧向测井（LL2）井底温度25 成 井试水 方 案及要 求1. 目的 确定热储层中涌水量； 取得地热资源评价必需的计算参数，提供地热资源评价依据。2. 类型试水试验有两种方案：一种是热水不自流，要求进行 3 个落程的抽水试验； 一种是热水自流（自喷），要求进行放喷试验。由于东丽湖地区雾迷山组热储层 地热井已不能自流，所以设计对井均要求做进行 3 个落程的稳定流抽水试验，做 第二口井抽水试验时要求以第一口井做观测井进行多井试验。3. 落程规定根据按1989 8 29发布实施的国家标准地热资源地质勘查规范GB11615 89中规定：单井抽水试验一般做三个落程，稳定延续时间8 12h，用以确定 流量与水位降低的关系。先作大落程的抽水试验，产量大了，温度高了，地层的 裂隙疏通了，才能求得真正的热水水位。热水水位是在大落程抽水试验结束时， 测恢复水位时得到的一个瞬间水位，在测水位恢复曲线时，在3 15min内出现 随着温度的降低水位开始回落。可以在洗井试抽阶段，大体测一个热水水位，指