福清温泉井施工方案

福清温泉井施工方案一、工程概况本项目位于福建省福清市海口镇晨光村，拟建设一口深度800米的海水温泉井，设计井口水温≥53℃，日出水量≥800立方米。项目区地处龙江入海口冲积平原，地质构造上属于闽东沿海断裂带延伸段，地下300-800米分布辉绿岩脉与砂岩互层结构，具有典型的滨海地热储层特征。根据前期物探数据显示，目标储层存在2-3条高渗透裂隙带，预计井口矿化度≥10g/L，富含偏硅酸、锶、溴等医疗矿物质，水质符合GB/T11615-2010《地热资源地质勘查规范》医疗热矿水标准。二、地质勘察与井位设计（一）前期勘察工作地质测绘采用1:5000比例尺地形地质填图，重点查明施工区第四系覆盖层厚度（15-25米）、基岩岩性及构造走向。通过无人机航测圈定3处构造交汇部位，结合地面磁法测量（精度±5nT）识别隐伏断裂带，圈定200米×300米的靶区范围。物探工作大地电磁测深（MT）：布设5条测线，点距50米，探测深度1000米，圈定3处低阻异常区（电阻率＜50Ω·m）声波测试：对钻孔岩芯进行声波速测定，致密砂岩声波时差280-320μs/m，破碎带达450-550μs/m地温梯度测量：施工3个200米深测温孔，计算地温梯度3.2-3.8℃/100m，推算800米深处温度62-68℃水文地质试验在候选井位周边开展抽水试验，采用稳定流方法测定松散层渗透系数（1.2×10⁻³m/d），计算影响半径150米，评估施工对周边地下水系统的影响范围。（二）井位优化设计最终确定井位坐标为东经119°28'15"，北纬25°43'30"，距海岸线1.8公里，满足以下条件：避开地下管线密集区（距给水管网≥30米，燃气管网≥50米）场地平整度≤5°，承载力≥200kPa地下水位埋深2.5-3.5米，避免施工期间涌水周边500米内无敏感建筑物，符合《地热资源开发利用保护条例》要求三、施工准备（一）设备配置设备类型规格型号数量主要参数钻机ZJ30DB转盘钻机1台最大扭矩300kN·m，钻深能力1500米泥浆泵3NB-350型2台排量350m³/h，工作压力20MPa井架JJ225/43-K型1套最大负荷2250kN固井设备GJ-40型固井车1台水泥浆密度1.8-2.2g/cm³测井仪器SKC-9000数控测井系统1套测井深度1500米，温度精度±0.5℃洗井设备20m³/min压风机1台工作压力0.8MPa（二）材料准备钻具组合φ216mm三牙轮钻头（用于基岩段）φ159mm钻铤（屈服强度≥800MPa）φ127mm加重钻杆（长度9.6m/根）随钻打捞工具（包括打捞矛、公锥、母锥各2套）井管材料表层套管：φ273mm×8mmAPI5LX42无缝钢管，长度50米技术套管：φ177.8mm×7mm316L不锈钢管，长度300米生产套管：φ127mm×6mm双金属复合管（内层钛合金），长度450米止水材料：膨胀橡胶止水环（硬度60±5ShoreA）、APIGradeG水泥钻井液体系采用海水基钻井液，配方为：海水+0.3%纯碱+0.5%CMC+2%膨润土+1%润滑剂，控制密度1.05-1.15g/cm³，漏斗黏度30-45s，API滤失量≤10mL/30min。（三）场地布置功能分区钻井作业区（30m×40m）：设置钻机平台、循环系统、钻具堆放区材料存储区（20m×25m）：划分钢材区、水泥区、化学品储存柜（防爆型）办公生活区（15m×20m）：配备板房6间，设置消防沙池（2m×2m×1m）及灭火器（4kg干粉型，10具）废水处理区：三级沉淀池（总容积50m³）+压滤机（处理量5m³/h）临时设施供电系统：200kW柴油发电机（备用）+380V配电箱（带漏电保护）供水系统：打临时水井（φ150mm，深度50米）+50m³储水罐通讯系统：架设4G信号增强器，配置对讲机8台（工作半径5km）四、钻井施工工艺（一）钻井作业流程表层钻进（0-50米）采用φ311mm刮刀钻头，转盘转速60-80r/min，钻压80-100kN钻进至50米后，下入φ273mm表层套管，环形空间注入水泥浆（密度1.85g/cm³），候凝48小时安装井口装置（包括防喷器、套管头），进行水压试验（压力10MPa，稳压30min无压降）技术套管段钻进（50-350米）更换φ216mm牙轮钻头，采用"轻压快转"参数（钻压60-80kN，转速100-120r/min）每钻进50米进行短起下钻，测量井斜（允许偏差≤1°/100m）350米处测井确认基岩界面，下入φ177.8mm技术套管，采用分级固井工艺，水泥返高至地表生产段钻进（350-800米）换用φ152mmPDC钻头，配合螺杆钻具（转速150r/min）进行定向钻进重点监控380-420米、550-580米、720-750米三个破碎带，降低钻压至40-50kN每100米采集岩芯（采取率≥75%），测定孔隙度、渗透率等参数终孔深度800米，井底位移控制在30米范围内（二）特殊工艺措施防塌技术破碎带钻进时，钻井液中加入1%KCl和0.5%聚丙烯酰胺，提高井壁稳定性采用随钻扩眼技术，确保井径扩大率≤15%若发生井塌，立即泵入2.0g/cm³重浆压稳，静止24小时后缓慢划眼漏失处理轻微漏失（漏速＜5m³/h）：加入2%核桃壳堵漏剂+1%纤维材料严重漏失（漏速＞20m³/h）：采用桥接堵漏（水泥+石英砂+木质素，比例3:2:1）漏失段上下各30米进行水泥固结，形成人工隔层取芯作业储层段（550-750米）连续取芯，采用单动双管取芯器取芯钻进参数：钻压30-40kN，转速60r/min，排量20L/s岩芯及时蜡封保存，制作岩芯柱（直径50mm，长度100mm）用于测试（三）固井施工水泥浆设计技术套管段：G级水泥+35%硅粉+0.5%减水剂，密度1.95g/cm³，稠化时间≥180min生产套管段：低密度水泥浆（1.65g/cm³）+弹性添加剂，防止温差裂缝水泥浆顶替效率≥95%，采用紊流顶替（排量≥1.5m³/min）固井质量控制下套管前通井2次，确保井眼畅通套管串连接扭矩≥3000N·m，每100米安装1个扶正器固井后72小时进行声波变密度测井，胶结质量合格率≥90%五、测井与完井作业（一）综合测井测井项目自然伽马测井：识别岩性（砂岩GR值30-60API，泥岩＞100API）电阻率测井：划分储层（储层段电阻率＜50Ω·m，非储层＞200Ω·m）声波时差测井：计算孔隙度（φ=（Δt-Δtma）/（Δtf-Δtma）×100%）井温测井：测量地温梯度，确定产热段位置井径测井：检查井眼规则性，确保套管下入顺利解释标准有效储层判据：孔隙度＞8%，渗透率＞1×10⁻³μm²，温度梯度＞3.5℃/100m划分3个主要产水段：400-420米（厚度20米）、560-580米（厚度25米）、730-750米（厚度20米）计算单井涌水量：采用裘布依公式，预计稳定产量850m³/d（二）完井工艺射孔作业采用89mm聚能射孔弹，孔密16孔/米，相位角60°射孔层段：400-420米（射开15米）、560-580米（射开20米）、730-750米（射开15米）射孔后进行负压测试，确保孔眼畅通（压降≤0.5MPa/30min）洗井作业第一步：压风机洗井（排量15m³/min，持续48小时）第二步：活塞洗井（φ100mm活塞，上下冲程1.5m，频率20次/min）第三步：化学洗井（注入1%盐酸+0.5%缓蚀剂，浸泡24小时后返排）洗井终点标准：出水含砂量＜0.1%，水清砂净试抽测试安装φ100mm潜水泵（扬程200米，流量100m³/h）进行阶梯降深测试（降深5m、10m、15m），每个稳定段持续8小时绘制Q-S曲线，计算渗透系数K=12.5m/d，影响半径R=280米水质检测：采集水样3组，检测38项指标，其中偏硅酸38.4mg/L，锶1.2mg/L，均达到医疗矿水标准六、质量控制体系（一）关键控制点钻井质量井斜控制：每100米测量一次，全井最大井斜≤3°井径规则：采用多点测径仪，井径扩大率控制在10%-15%固井质量：水泥返高合格率100%，胶结强度≥3MPa材料质量钢材进场：每批进行力学性能试验（抗拉强度、屈服强度、伸长率）水泥检验：测试初凝时间（≥90min）、终凝时间（≤360min）、抗压强度（28d≥32.5MPa）化学药品：检查pH值、有效成分含量，符合API标准过程检验钻进参数：每小时记录钻压、转速、排量、泵压，偏差预警值±10%泥浆性能：每班测定密度、黏度、失水，调整频率≥2次/班固井施工：实时监测顶替压力、排量，绘制压力-时间曲线（二）质量记录钻井日志：详细记录钻进时间、进尺、岩性、参数变化及处理措施测井资料：包括原始曲线、解释成果图、数据表格（电子+纸质双备份）水泥化验报告：每批次水泥的物理性能检测报告岩芯档案：岩芯照片、描述、分析测试数据（建立数字化岩芯库）七、安全与环保措施（一）安全防护人员防护强制佩戴PPE：安全帽（抗冲击性能≥50J）、防砸鞋（钢包头）、防护眼镜高空作业（＞2米）：使用双钩安全带，设置安全网（网眼≤10cm）受限空间作业：配备四合一气体检测仪（O₂、H₂S、CO、可燃气体），强制通风设备安全钻机定期检查：天车、游车、大钩每周探伤，刹车系统每日测试用电安全：采用TN-S接零保护系统，配电箱安装浪涌保护器（Imax≥40kA）防火防爆：柴油罐设置50米安全距离，配备泡沫灭火器（35kg，2具）应急预案井喷处置：配备2FZ35-35防喷器，储备压井液（密度2.0g/cm³，50m³）触电急救：现场配置AED除颤仪，每季度进行急救演练火灾事故：绘制消防疏散路线图，每半年组织消防演习（二）环境保护废水处理钻井废水：经三级沉淀（停留时间≥6h）+压滤处理，清水回用率≥80%洗井废水：采用膜过滤+活性炭吸附工艺，COD处理至＜100mg/L排放生活污水：建设小型一体化处理设备（处理量5m³/d），达标后用于绿化灌溉固废处置钻屑：固化处理（添加10%水泥）后运至合规填埋场废弃泥浆：采用离心分离技术，固相含水率降至＜30%后外运生活垃圾：分类收集（可回收、厨余、有害），由环卫部门定期清运生态保护施工边界设置2米高围挡，减少扬尘扩散噪声控制：选用低噪声设备（昼间≤70dB，夜间≤55dB），设置隔音屏障植被恢复：施工结束后平整场地，撒播草籽（狗牙根+百喜草混合种）八、施工进度计划施工阶段工期（天）主要工作内容关键节点控制施工准备15场地平整、设备安装、材料进场设备调试合格率100%地质勘察10物探测量、钻孔取样、数据分析提交勘察报告表层钻进50-50米钻进、表层套管固井井口装置试压合格技术套管段钻进3050-350米钻进、测井、技术套管固井井斜≤1°/100m生产段钻进45350-800米钻进、取芯、测井岩芯采取率≥75%完井作业20射孔、洗井、试抽出水量≥800m³/d，水温≥53℃场地恢复10设备拆除、固废清理、植被恢复环保验收合格总工期135天不含不可预见因素（预留15天缓冲期）项目总工期控制在150天内九、验收标准与交付成果（一）验收指标井身质量井深：800±5米井斜：全井最大偏差≤3°固井质量：胶结合格率≥90%，无窜槽井口装置：压力等级≥20MPa，密封性能测试30min无泄漏出水量与水温稳定出水量：≥800m³/d（降深10米）井口水温：≥53℃水温降：输送距离1km内≤2℃含砂量：≤0.01%（重量比）水质指标偏硅酸：≥30mg/L锶：≥0.2mg/L矿化度：10-15g/L微生物指标：菌落总数＜100CFU/mL（二）交付成果技术文件钻井综合