DB12／T 541-2014标准规范下载简介：

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DB12／T 541-2014 中低温地热钻探技术规程

a）按地热井功能不同分为：勘探井、探采结合井、开采井、回灌井。 按热储层类型分为：孔隙型热储地热井、基岩裂隙型热储地热井。 按成井工艺不同分为：大口径填砾井、滤水管不填砾井、射孔井、基岩先期裸眼完井、地热定 向井等。

4.2.1地热井结构内容

地热井结构包括钻井结构、井身结构和套管程序（按习惯可统称为井身结构和套管程序，简称井身 结构）。 钻井结构包括井径、井深。 井身结构包括井壁管、滤水管、沉淀管的直径和深度，以及基岩裸眼井段直径和深度，还包括固井 填砾井砾料和止水位置、射孔位置

4. 2. 2. 1孔隙型热储并身结构

a）滤水管井身结构 根据含水层岩性，一般可采用一开或二开井身结构。选择新近系明化镇组储层，砂岩粒径较细，为 防出砂采用一开填砾井身结构，井径一般比套管直径大150mm200mm；选择新近系馆陶组储层，砂岩胶 结较好，可选择二开井身结构GB/T 3077-2015 合金结构钢，根据砂岩的粒径，选择缠丝间距并包合适的铜网。 b）射孔井身结构 对胶结较好的含水层，可在下管固井后对取水层位进行射孔成井。一般为二开井身结构

4.2.2.2基岩裂隙型热储并身结构

水层上部有第四系、新近系等松散地层和水敏性基岩地层，需要儿次变径下入套管柱，一般为 并，除热储层破碎或强烈风化需下管外，一般取水目的段采用裸眼成并。

4.3. 1 编制依据

4. 3. 2主要内容

主要内容包括： a）地热井设计依据 1）地热井的地理位置、地热井类型。 2）钻并目的与任务。

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b）钻并地质设计：基本数据、地质构造条件、地层概况、热储层特征预测、钻遇地层预测、资料 采集要求、录井要求、地球物理测井、降压试验方案、完井地质资料提交。 C 钻井工程设计：钻井设备选型、劳动力计划、并身结构、钻井进度计划、钻具组合、钻头选择、 钻井液、成井工艺及保证质量的技术措施。 d）职业健康、安全与环境管理保障措施。

4.3.3钻井施工设计编制与审批

4.3.3.1由专业地质、钻探技术人员共同编制。

4.3.3.1由专业地质、钻探技术人员共同编制。 4.3.3.2地热井施工设计上报地热主管部门审查

5. 1. 1 钻机选择

地热井钻机的选择，主要根据地质情况、钻进工艺方法和设计井身结构等条件，选用的原则为最大 提升载荷不能超过钻机大钩最大钩载的80%。

5. 1. 2泥浆泵选择

5.1.3并架与钻并平台选择

5.1.4钻井液固控系统选择

钻井液固控系统的选择应根据钻机的类型、泥浆泵的型号和钻井工艺要求确定。

5. 1.4.1 振动筛选择

单筛钻井液处理量≥1200L/min。

5.1.4.2除砂器选择

工作压力，0.25MPa～0.30MPa；分离颗粒，30μm～40μm；处理能力，不小于20m²/h。

5. 1. 4. 3 离心机选择

夜处理量，30m/h～50m²/h：最小分离点，2.5

5.1.5 并口防喷器选择

根据预期井口压力及安装套管的尺寸来确定，其安全压力应大于预测井口压力的1.5倍

应根据预期井口压力及安装套管的尺寸来确定，其安全压力应大于预测井口压力的1.5倍。

5. 3. 1并架安装

进们女衣 2.2钻机安装完毕，应进行试运转调试，井队自检无异常后，报请上级主管部门进行设备安装 验收合格后开具开钻通知书，方可开钻，

5.3.3循环系统安装

5.3.3.1钻井液循环管线的安装，应满足钻井施工各种工况下的作业工序、流量及压力要求。 5.3.3.2循环罐、钻井液搅拌罐、喷射加料斗、振动筛的布置与安装，应以方便钻井液配制，有利于 泥浆泵吸浆及方便除泥、除砂、运砂。 5.3.3.3钻井液池的容量除应满足钻井施工中的正常循环外，还能足以容纳固井作业时，因打入前置 液、水泥浆液及顶替液而排出的井内钻井液。 5.3.3.4地热井钻进时，应采用振动筛、除砂器和除泥器“三级净化”装置，进行地热定向井施工时 还应采用离心机做到“四级净化”

5.3.4安全设施安装

5.3.4.1井场安全设施包括：避雷器、机械防护罩、安全护栏、三级漏电保护装置及安全标识、标牌 等。 5.3.4.2安全设施的安装确保规范、安全、有效。 5.3.4.3对并场的安全设施、设备，安全员必须对其有效性进行经常性的检查，并督促责任者及时整 改。

5.3.5电气设备安装

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5.3.5.1电气设备、控制开关、连接线路的布置及技术参数，应满足施工要求，安全可靠并有一定的 能力储备。

6. 1. 1钻并阶段

地热井钻井阶段一般分为一开、二开、三开、四开，极少数五开

6.1.2钻进方法选择

6. 2 正循环钻进工艺

6.2.1钻具组合一般要求

2.1.1根据钻井直径和深度选择合理的钻具级配，钻具的规格、质量和技术要求应符合API9

6.2.1.2钻进中常用钻具组合

常用钻具组合包括： a 钻头直径≥444.5mm时，钻具组合为：钻头+Φ203mm钻链+Φ159mm钻+Φ127mm钻杆 b) 钻头直径为311.2mm时，钻具组合为：钻头+Φ203mm钻链+Φ159mm钻+Φ127mm钻杆； C) 钻头直径为241.3mm时，钻具组合为：钻头+Φ159mm钻+Φ127mm钻杆； d) 钻头直径为215.9mm时，钻具组合为：钻头+Φ159mm钻链+Φ127mm钻杆； e）钻头直径为152.4mm时，钻具组合为：钻头+Φ121mm钻链+Φ88.9mm钻杆

6.2.2牙轮钻头钻进

6.2.2.1钻头选择

应根据地层岩性合理选用牙轮钻头类型 钻头结构类型见附录C。基岩以上的松散泥岩和砂岩 用铣齿牙轮钻头可获得较高的机 用镶齿牙轮钻头

6. 2. 2. 2钻进参数选择

a）钻压：按钻头直径单位长度所需压力计算：在基岩面以下硬岩层中钻进宜采用0.4kN/mm~ 0.8kN/mm，在基岩面以上较软地层中钻进可采用0.1kN/mm～0.5kN/mm； b）转速：50r/min~100r/min为宜； c）泵量：1200L/min～2500L/min为宜，设备能力允许尽量采用大排量，

6.2.3PDC钻头钻进

6.2.3.1钻头选择

PDC钻头适用于浅部泥岩和砂岩地层，以及深部泥页岩地层，可获得高于牙轮钻头的钻进效率，PDQ 钻头不适合砂砾岩破碎、软硬变换频繁以及硬地层中使用。PDC钻头适于较高转速（可达400r/min） 可配合底动力钻具使用

6.2.3.2钻进参数选择

a）钻压：0.10kN/mm～0.49kN/mm（钻头直径）； b）转速：60r/min~300r/min; c）泵量：1200L/min～2500L/min，条件允许时，尽可能采用大排量。

6.5钻进操作要求和注

6.5.1钻进操作基本要求

6.5.1.1施工中，在钻头到达井底前，应先开泵循环，待并口返出冲洗介质后，慢速回转钻： 车整泵时，方可将钻具下放到井底钻进

6.5.1.2钻进过程中应保持井内干净，井底沉屑超过0.3m～0.5m时，应提高钻井液携带能力或专程捞 渣。 6.5.1.3在松散地层钻进，不宜长时间循环，提下钻速度不宜过快，提钻时应向井内回灌钻井液，防 止井塌。 6.5.1.4钻进过程中要随时注意井内情况变化，若出现回转阻力增大，负荷突变，泵压不足或整泵， 井口返浆减少、不返浆以及钻速突然降低等异常情况时，要立即采取措施，经处理无效要及时提钻检查 6.5.1.5每次提钻后，应认真检查钻头磨损和变形情况，分析原因，有针对性地调整钻进技术参数和 改进操作。 6.5.1.6提钻遇阻时不准硬拉，要上下活动钻具，以防卡钻。 6.5.1.7停钻时钻具不准在井底停放，必须将钻具提至井外或安全井段。 6. 5. 1. 8 下钻遇阻不能硬压，采用一冲、二通、三划眼的办法。

6.5.2牙轮钻头使用注意事项

.1钻头在使用前的检查

检查的事项包括： a）钻头的型号和尺寸应与所钻地层、井径相适应； b）牙轮转动灵活，三个牙轮在转动时不得发生相互咬死现象； c）水眼畅通、牙齿完好、焊缝无裂缝及缺陷

6.5.2.2钻头入井注意事项

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注意事项包括： a) 选用合适的装卸工具，钻头放进装卸工具时不得猛墩； b) 丝扣按规定扭矩上紧； C 下钻平稳，控制遇阻吨位，遇阻不得硬压；下钻要慢，以免碰坏牙齿； d 下钻遇阻划眼，应记录井深、时间及划眼情况，以便判断遇阻原因，控制钻头工作时间； 下钻距井底一个单根左右，应开泵、转动钻具、缓慢下放，严禁下到井底开泵； 钻头接触井底后，在低钻压、低转速下（钻压10KN～30KN，转速60r/min）磨合0.5h以上 造好井底形状后，方可逐步提高钻压和转速。

6. 5. 2. 3 钻进要求

6.5.2.3.1送钻均匀，严防溜钻、顿钻； 6.5.2.3.2钻进中应随时分析岩性和钻头工作情况，及时调整钻井参数； 6.5.2.3.3加压钻进中，钻具需要停止转动时，应待指重表恢复原悬重后，摘去转盘离合器； 6.5.2.3.4应以钻头生产厂家推荐的钻压与转速的乘积为约束条件，不能同时使用最高钻压和最高转 速； 6.5.2.3.5做好钻速试验，即固定钻压，改变转速，或固定转速，改变钻压，使钻压和转速合理匹配： 达到高钻速钻进，

6.5.2.4起钻原则

根据轴承和牙齿的磨损确定，包括： a）轴承损坏现象：转盘出现周期性整跳，钻速下降，泵压正常而指重表指针有摆动； 牙轮卡死现象：转盘负荷增大，转盘链条跳动，整钻，打倒车，钻速下降； CJ 牙齿磨光或断齿现象：转盘负荷减轻，无整跳，钻速明显下降或无进尺，指重表指示平衡无摆 动，泵压正常； d) 钻头泥包：转盘负荷增大有跳钻现象，钻速下降，上提钻具有不同程度的阻卡和拔活塞现象， 泵压上升，严重时憋泵； e 根据钻头每米成本确定：当成本上升时应更换钻头

6.5.2.5钻头用后管理

5.2.5.1钻头提出卸下后，应填写标签，标明入井顺序、下入与提出时间、进尺等，标签宜放 内。

6. 5. 2. 5. 2 钻头起出后应进行分析测量

6.5.2.5.4对于尚可继续使用的钻头应刷洗干净，丝扣涂油，并根据轴承是否密封采取防锈保护。 6.5.3PDC钻头使用注意事项 6.5.3.1下钻平稳。遇阻不能硬压，采用一冲、二通、三划眼的办法，如遇阻井段长，需考虑起钻换 牙轮钻头划眼。 6.5.3.2离井底一个单根时开泵循环冲洗。 6.5.3.3加压钻进时，注意扭矩变化，随时调整钻并参数 6.5.3.4钻速试验完毕，即可正常钻进，钻进中要确保排量满足要求。钻遇泥岩井段时，钻速会明显 下降，此时可适当提高钻压，降低转速；若钻遇硬夹层发生轻微整钻现象时，可适当降低钻压，同时降 低转速，等钻穿后再采用正常参数钻进。 6.5.3.5送钻要均匀，防止跳钻和整钻，不能有超压、溜钻、顿钻等现象。 6.5.3.6根据钻速、扭矩和泵压的变化，分析判断井下钻头工况并确定合理起钻时间。 6.5.3.7钻头使用到后期，PDC切削齿的磨损大，降低了PDC切削齿切入地层的深度，此时可适当提 高钻压以维持较高的机械钻速。

6.5.3PDC钻头使用注意事项

.3.8在软地层钻进，必须具备足够的水力冲洗

6.5.3.9应使用优质钻并液

6.5.3.10遇到下列情况应起钻

立管压力明显上升，进尺较慢； 地层岩性变化不大，而机械钻速和转盘扭矩明显降低； c）有连续整钻现象且没有进尺； d）综合经济指标低于其它类型钻头

6.5.4气举反循环钻进注意事项

注意事项包括： a 下钻前严格检查双壁钻杆密封圈的磨损情况，有破损、漏气及时更换。 钻具内岩屑上返彻底方可停气。 c）钻进过程中及时清理上返岩屑，向孔内回灌、补充钻井液，

6. 5. 5. 1钻进过程中划眼

钻进过程中，有下列情况需要划眼： a）新钻头距井底一个单根时； b）单根钻完后，接单根前。

6.5.5.2通过程中划眼

通井过程中，有下列情况需要划眼 a）并底以上一个立柱:

b）起下钻及电测时遇阻遇卡并段； c）钻后发现钻头磨损变小所钻的井段

b）起下钻及电测时遇阻遇卡并段；

6. 5. 5. 3 划眼原则

划眼原则包括： a) 一通、二冲、三划眼；停泵通，大排量冲，小排量划眼； 在松软、破碎地层、断层处划眼时，防止划出新井眼； C) 倒划眼完毕要进行正划眼，上提、下放钻柱至无阻卡为止； d）带弯接头或弯马达的钻柱组合不可加压划眼。

6. 5. 6. 1注意事项

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6.5.6.2预防并喷

预防井喷措施包括： a）工程措施： 1)1 设计合理的井身结构，防止上喷下漏或下喷上漏造成液柱压力下降而引起井喷；正确选用 并控装置，发现溢流应及时使用井控装备，以防止井喷的发生等； 2) 对防喷器、阻流管汇、立管管汇、方钻杆阀、安全阀和内防喷器等井控设备，必须按安全 作业规程进行定期试压和功能试验。 b) 钻井液技术措施： 1）选用合理的钻井液密度，使其所形成的液柱压力高于裸眼井段地层孔隙压力，低于地层漏 失压力和裸眼井段地层破裂压力。应依据随钻地层压力监测的结果，及时调整钻井液密度； 2) 在保证钻屑正常携带的前题下，应尽可能采用较低的钻井液粘度与切力，特别是终切力随 时间变化幅度不宜过大，以降低起下钻过程中的抽吸压力或激动压力。 c）严防压漏 在钻进过程中需要加重钻井液时，应控制加重速度，防止因加重速度过快而压漏地层。应注意控制 泵泵压，防止憋漏地层。

6.5.7.1并漏的预防

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a）采用优质钻井液，要求比重小、粘度高、失水量低； b) 接近易漏碳酸岩地层顶板，做好岩屑录井和钻时录井，控制钻速并做好地质循环，卡准地层， 进入碳酸岩地层并在漏失前停钻，下入套管封闭上部不稳定地层：； 孔隙型地层钻进要做好钻井液净化和通井工作，防止钻井液密度过高和井内岩屑过多，导致液 柱压力大于地层漏失压力，而压漏砂岩地层： d) 控制下钻速度，开泵不可过猛，改善钻并液流变性，深并下钻要分段循环，以防压力激动造成 井漏； e) 施工中要注意泵压变化，开泵时要观察井口液面，钻井液循环时要注意地面液面变化，发现井 漏要将钻具提至安全并段，静止一段时间（一般静止20h～24h）后，下钻至井底开泵循环不 漏，方可继续施工； 钻进时突然不返泥浆，若上部有不稳定地层，则应立即抢提钻，并向钻具外环大排量灌浆，

6.5.7.2堵漏要求和漏层施工

7.2.1钻遇非目的热储层发生井漏，可采用添加情性材料的高切力钻井液进行静止堵漏。也可 泥堵漏： 7.2.2堵漏施工时，若漏层是其它邻井的热储层要避免对邻井和热储层产生损害。若井距允许 请变更开采热储层：

6.5.7.2.1钻遇非目的热储层发生井漏，可采用添加惰性材料的高切力钻并液进行静止堵漏。也可采 用水泥堵漏；

6.5.7.2.3漏层施工可采用气举反循环钻进、泡沫钻井液等工艺：

6.5.7.2.4基岩目的热储层发生井漏，若地层稳定可采用清水顶漏钻进方法。钻进时要注意泵压变化 情况，泵压升高应立即将钻具提离井底，待泵压正常后再进行划眼、钻进。并注意观察井内沉砂情况， 若沉屑超过5米要采取措施处理不可强行钻进，

6.6.1一开并段为泵室段，并斜≤1°。其它并段并斜每百来≤1，但终孔并斜不能超过钻并设计要 求。定向井按设计轨道钻进。 6.6.2直井一般要求井底水平位移，井深在1000m～4000m范围内，水平位移小于30m～200m。 6.6.3井深误差≤±1m/1000m

6. 7 并身质量保证措施

6.7.1并架设备安装，要求调正、水平、稳固，保证天车、转盘中心、钻井中心三点成一线。 6.7.2根据地质条件合理选择钻进方法，针对不同岩层条件确定合理的钻进技术参数，在条件相同时， 各项钻进技术参数应保持一致。 6.7.3根据钻并结构合理选择钻具组合。牙轮钻进要采用钻键加压，并在钻链的适当位置加扶正器（钟 丢钻具）：用简状钻具钻进要选择长、直钻具，换径时要采用导向钻具：扩孔时要采用引向钻具。 6.7.4钻进软硬互层的易斜地层，卵砾石层及破碎带地层，要轻压慢转，送钻均匀。 6.7.5按设计要求及时测斜，发现井斜征兆及时采取预防措施，使不同井深的地热井井底水平位移及 全角变化率控制在规定的范围内。 6.7.6在水敏性地层、易塌地层钻进时，选择合适的钻井液体系，且按设计要求调整好钻井液性能 确保井壁的扩大率不超过规定范围内。

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7.1.1应依据地质信息、钻井工程要求、邻井资料、热储温度、水源条件、钻进方法等合 液。钻井液体系及性能设计要体现优质、高效、安全、环保、实用的原则。地热井施工，应 高温性能的钻井液。

7.1.2常规钻进不同地层适用的钻并液性能指

常规钻进不同地层适用的钻井液性能指标可参见表1。

表1常规钻并液性能指标

7.1.3基岩稳定地层可采用清水、泡沫钻井液。 7.1.4漏失地层应采用低密度钻井液。 7.1.5承压地层应采用合适的高密度钻井液。

7.1.3基岩稳定地层可采用清水、泡沫钻井液。

7.2.1钻井液材料与处理剂

7.2.1.1粘土是钻井液的主要造浆材料，常用的有：

a）膨润土（主要成分是蒙脱石，分为钙土和钠土）； 普通粘土（蒙脱石含量较低，高岭石或伊利石含量较高）

7.2.1.2钻并液处理剂可参见附录B。

7. 2. 2 钻并液配制

7.2.2.1设计钻井液的密度、漏斗粘度、失水量、泥皮厚度、初切力、终切力、pH值、允许含砂量等 主要技术指标；配制钻井液性能还应考虑胶体率、固相含量、流变性等重要因素；定向井钻井液应提高 润滑性，降低泥皮粘滞系数。

7. 2. 2. 3钻并液配制方法

H. 基浆配制：粘主加水和纯碱充分搅拌，水化后方可使用； 钻井液处理剂可直接由喷射漏斗均匀加入，也可配制成液体钻井循环时加入（高分子处理剂必 须溶解成胶液）； c） 钻井现场可根据测试的钻井液性能指标，选择处理剂的种类和调整添加量； 水质对钻井液性能有重要影响，应选用淡水配制钻井液（盐水钻井液除外）

7.3钻井液维护与管理

7.3.1井场应配备振动筛、旋流除砂器、旋流除泥器等钻井液固相控制设备。定向井施工还应配备离 心机。 7.3.2 并场应配备漏斗粘度计、比重称、失水量仪、PH试纸和含砂量仪等，每4小时至少测定一次钻 并液的常规性能，并记录。应按标准操作，定期校验仪器仪表并填写校验记录，失灵后要立即更换。 7.3.3将处理剂在一个或几个循环周内均匀加入。 7.3.4钻井液性能大的调整尽量在套管内完成。 7.3.5水泥污染的钻井液应清除其中的有害成分，使钻井液性能达到设计要求。 7.3.6易漏地层钻进在保证井壁稳定的前提下，可尽量降低钻井液密度，减小钻井液静液柱压力，并 适当降低钻井液排量。 7.3.7易塌地层钻进要严格控制滤失量，并加入防塌剂，若井壁仍不稳定可适当加入加重剂提高钻井 液密度。 7.3.8钙侵地层钻进可通过加入纯碱清除钙离子，也可不除钙控制粘切，补充降滤失剂、稀释剂等材 料，用钙处理钻井液体系维护钻井液的性能稳定。 7.3.9一开造浆地层可先用少量清水作为钻井液，适当添加高分子处理剂，维持钻井液最小循环量即 可，并随着钻井加深，自然造浆增加钻井液量。 7.3.10将排出的废浆液运至指定地点或排入废浆池在现场进行无害化处理

8.1通常采用的地热并并身结构

8.1.1滤水管成并并身结构

8. 1.1.1大口径填砾并身结松

井径550mm，下入Φ325mm泵室管连接Φ219mm套管和滤水管。 8.1.1.2滤水管不填砾井身结构

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a）一开：井径444.5mm，下入Φ339.7mm表层套管400m，作为泵室管； b）二开：井径241.3mm，下入Φ177.8mm套管和滤水管，钻具连接倒扣接头送入，与表层套管重 叠不少于30m。

8. 1. 2 射孔成并并身结构

1.2.1一开：井径444.5mm，下入Φ339.7mm表层套管400m，作为泵室管； 1.2.2二开：并径311.2mm，下入Φ244.5mm套管，钻具连接倒扣接头送入，与表层套管重叠不 m，对含水层井段射孔成井。

GB/T 30046.1-2013 煤粉(泥)浮选试验 第1部分 试验过程8.1.3基岩裂隙型地热并身结构

8. 1. 3. 1 三开并

a 一开：井径444.5mm，下入Φ339.7mm表层套管400m，作为泵室管； 二开：井径311.2mm，下入Φ244.5mm技术套管，钻具连接倒扣接头送入，与表层套管重叠不 少于30m; c）三开：井径215.9mm，裸眼成井（热储层地层不稳定下入滤水管成井）

8. 1. 3. 2四开并

a, 一升：开位444.5mm，下 q339.7mm衣层套官400m，为录至官： b) 二开：井径311.2mm，下入Φ244.5mm技术套管，钻具连接倒扣接头送入，与表层套管重叠不 少于30m; 1 三开：井径215.9mm，下入Φ177.8mm尾管，钻具连接倒扣接头送入，与技术套管重叠不少于 30m; d) 四开：井径152.4mm，裸眼成井（热储层地层不稳定下入滤水管成井）； e) 完井井径不宜小于152.4mm。

8.2成并结构基本要求

8.2.1表层套管直径应满足下入开采泵的要求，深度应满足开采量和开采期内相应的动压力的要求。 3.2.2裂隙岩溶型、裂隙型地热井一般下管至热储层顶部，并采用水泥固井止水。若热储层地层井壁 急定可裸眼，否则应局部下入打眼或条缝滤水管护壁。 3.2.3孔隙型地热井一般全井下管。滤水管长度依据测井分析的热储层情况，一般应小于开采层厚度 安放位置应与开采层位置一致。沉淀管长度一般不小于15m

HG/T 4312-2012 工业铬酸钠8. 2. 4 射孔要求