1、错那县城地热供暖工程ZKWTY01井成井报告 目 录前 言1第一章 钻井工程施工概况5第一节 施工队伍状况与设备配置5第二节 钻井液选用6第三节 工程进度6第二章 地质录井9第一节 钻时(速)录井9第二节 岩屑录井10第三节 简易水文地质观测10第三章 物探测井12第一节 测井目的、方法、内容12第二节 井温测量12第三节 井斜测量13第四节 测井资料综合解释14第五节 测井成果与以往物探成果分析对比16第四章 地热地质条件18第一节 区域地质18第二节 地质构造简述19第三节 地热田水文地质特征20第四节 本次揭露地层岩性特征21第五节 岩性与电性特征21第六节 热储特征及其埋藏条件22第七
2、节 开采段的确定23第五章 成井工艺24第一节 成井结构24第二节 止水位置与方法26第三节 洗井26第六章 抽水试验27第一节 抽水试验情况27第二节 涌水量计算28第三节 地热井可采量计算与保护范围评价29第七章 地下热水水化学特征与水质评价31第一节 水化学特征及物理性质31第二节 水质评价31第三节 地热水排放对环境影响评价35第八章 成井质量简评37第九章 结论与建议39第一节 结论与成果39第二节 建议40附表:1错那ZKWTY01井表层井管安装记录表2错那ZKWTY01井生产井管安装记录表3错那ZKWTY01井抽水试验记录表4错那ZKWTY01井抽水试验成果表附件:1错那县城地热
3、供暖工程ZKWTYO1号地热井水质检验报告2管材质量证明书3固井水泥合格证4. 合同复印件附图:1抽水试验QSt历时过程曲线 1份2Q=f(S)曲线图 1份3q =f(S)曲线图 1份4. 错那县城ZKWTY01号地热井综合成果图(比例尺1:500) 1份57前 言错那县人民政府为了为解决县城供暖问题,依据国防科技大学的物探资料,决定在县城开发利用地热资源,为县城供暖提供基础热源。2014年9月29日,山南地区发展和改革委员会对错那县发改委关于错那县地热建设项目的立项报告进行了批复(见批文)。2014年11月10日,错那县人民政府在山南地区建设工程交易中心进行了(邀请)招标,并确立了陕西省煤田
4、地质局水文队为中标单位(见中标通知书)。2014年11月15日,错那县人民政府与陕西省煤田地质局水文队签订了地热井施工合同。签订合同后,我队积极组织技术人员,按照国防大学物探成果确定的钻孔位置展开工作,该孔为物探验证孔。我队依据当地相关的地质及水文地质资料及国防科技大学的物探资料成果编制了错那县地热供暖工程ZKWTY01井地质设计与钻井工程设计,并通过了有关部门的评审。施工由陕西省煤田地质局水文队西藏办事处所属的ZJ20钻机承担。为了保证高标准、高质量和快速完成该地热井工程的施工任务,井队全体职工战严寒、抗缺氧,日夜坚守生产一线,钻井施工于2014年12月29日顺利竣工。在钻凿过程中,我单位通
5、过进行岩屑录井,地球物理测井,抽水试验以及水质化验等技术手段,基本掌握本地区的地层岩性特征,热储层特征,水质特征,地热井可开采量及合理运用该区地热资源的依据,达到了勘探开发的目的。该物探验证井位于西藏自治区山南地区错那县西北,坐标如下X: 3099100 Y: 16396600 H:4401.63m错那县属西藏自治区山南地区管辖,为一边境县,有国防公路从拉萨经泽当与县城相连,从拉萨驱车七个小时即可到达。交通较为便利。(见交通位置图1)2014年9月,错那县人民政府决定由陕西省煤田地质局水文队承担该地热井施工任务,并签订了地热井施工合同。签订合同后,我队依据国家有关规范和我队多年施工经验编制了错
6、那县城地热供暖ZKWTY01井地质与钻井工程施工设计,并组织有关专家对设计进行了评审。本次地热勘探施工由陕西省煤田地质局水文队来承担,为了保证高标准高质量完成该地热井工程的施工任务,在充分利用前人资料的基础上,精心编制了该地热井的施工组织设计。在施工中,坚持全面质量管理。接受任务后,井队全体职工日夜兼程,奋战在生产一线,认真及时解决生产中存在的问题,保证了工程的顺利施工,在钻机全体员工的努力下,该地热井在2014年12月29日顺利竣工。该地热井于2014年11月22日13时开钻,于2014年12月29日20时,钻至井深1228.06m完钻,钻井周期38天零7时,完钻井深1228.06m。于20
7、15年4月2日11时,经过现场验收,全部施工任务完成。最大井斜(完钻电测),井深1215.00m时,井斜为2.82;含水层段起止深度为:403.90907.45m,含水层厚度132.60m, 经抽水试验,该井正常涌水量为928.97 m3/d,井口出水温度48,最大涌水量为1288.22m3/d,水温48。该地热井主要指标完成情况详见指标完成情况对照表(表1)。2015年4月2日错那县人民政府组织有关地质专家、钻井技术人员、监理单位及相关领导亲临现场,对该钻孔进行了验收,各项钻孔指标按照国家规范定为合格。ZKWTY01物探验证孔在施工期间,得到了错那县人民政府有关领导和西藏自治区地热专家的指导
8、和大力支持,在此表示诚挚谢意。表1 指标完成情况对照表技术项目设计指标完成指标井 深(m)1000.001228.06(加深)井 径444.5mm150.00m+241.3mm(150.001000.00m)444.5mm160.55 m +311mm(160.55401.80m)+244.5mm(401.801025.50m)+215.9mm(1025.501228.06m)表层套管339.7mm150m9.65mm国产无缝钢管,钢级J55339.7mm160.55m9.65mm国产无缝钢管,钢级J55生产套管177.8mm(1501000m)9.19国产无缝钢管,钢级J55244.5(15
9、0.05401.80m) 8.94国产无缝钢管,钢级J55泵室有效长度(m)150.00m150.05m井底沉砂不超过10m无沉砂出水量(m3/h)12053.68井口水温()8015048含 砂 量20万分之一20万分之一完钻地层三迭系涅如组三迭系涅如组第一章 钻井工程施工概况第一节 施工队伍状况与设备配置此次地热勘探, 我队参加人数达30余人,其中钻井工程师3人,现场技术员2人,机械师1人,地质及水文地质工程师3人,高级技术工人10人,技术人员都具有较好的技术素质和较强的工作能力。参加此次地热钻井的主要设备(见表1-1)。表1-1 钻井主要设备一览表序号名 称型 号1井架JJ135/31-
10、K2天车TC1353游动滑车YC1354大钩YC1355水龙头SL1356转盘ZP1757绞车JC208泥浆泵N3NB-10009柴油机1PZ12V190-B212V/135AZLD10压风机自动VF-6.5/12.5电动VF-3/811发电机组1KHI100-14100KW2TZH-L14150KW12防喷器F35-35第二节 钻井液选用1、本次钻探施工钻井液以清水为主,主要添加剂有高效降失剂、防塌润滑剂等。在钻井施工过程中,依据设计要求与钻井实际情况控制钻井液性能,保证平衡地层压力和携砂、润滑效率,并做好实时监测,一旦地层发生变化及时调整,对钻井液中的无用惰性固相做到彻底清除。钻进中坚持使
11、用振动筛、旋流除砂器,勤捞沉砂,严格控制钻井液中的固相含量。做到钻井液密度、粘度均匀稳定。2、为了保护热储层不受钻井液损害,对热储层具有堵塞作用的添加剂坚决不能入井。目的层段钻井液主要技术指标为:密度1.001.10g/cm3,粘度1530S,API失水小于8ml/30min,pH值7-8,含砂量小于0.5%。井内液柱与地层压力差控制在不大于1Mpa的范围内,达到平衡钻进和稳定井壁的目的。二开到完钻,未发现卡钻和井涌、井漏现象,该套钻井液体系具有抗高温性能,有效降低了对热储层污染。本井采用的钻井液类型以及保护热储层措施,经实践证明是行之有效的。第三节 工程进度4.1搬迁、安装按合同要求,201
12、4年11月16日开始搬迁、安装,于11月22日安装就绪,并进行了试运转,经施工前的设备验收,达到了施工要求。整个设备吊运和安装工作质量高,安全可靠,为钻井施工的安全、顺利完工提供了可靠保证。井史见表1-2。表1-2 错那县ZKWTY01地热井井史资料起始日期终止日期工序内 容2014-11-162014-11-22搬 迁安 装11月16日开始搬迁、安装。11月22日检查设备,试运行。2014-11-222014-12-1一 开本井于11月22日13:00时,采用311mm三牙轮钻头一开钻进至160.55m,再用444.5mm进行扩孔至160.55m。钻井液类型:水基 一开井深160.55m。地
13、面到补芯高度5.50m2014-12-22014-12-2下表套12月2日8:0012月2日14:00下表层套管,共下入套管15根,钢级J55,外径339.7mm,内径320.4mm,壁厚9.65mm,总长161.05m,下入井深160.55m,露出地面0.5m。地面到补芯高度5.50m2014-12-22014-12-5固 井12月2日16:0018:00固井,注入G级油井水泥40吨,水泥浆平均密度1.85 g/cm3,水泥浆返出地面。候凝52小时,于12月5日开始试压,加压7.5Mpa,经30min,压力降到7.1Mpa,立管压差0.4Mpa,试压合格。2014-12-52014-12-1
14、5二 开12月5日12:00采用241.3mm三牙轮钻头第二次开钻,钻至401.80m。12月11开始用311mm钻头扩孔至401.80m钻井液类型:水基, 地面到补芯高度5.50m2014-12-152014-12-29完 钻12月15日12:00采用215.9mm三牙轮钻头第三次开钻,12月19 日钻至井深1228.06m完钻。完钻层位三迭系上统涅如组。2015-1-42015-1-4电测井电测数据:井温-自然伽玛 1:200,3.201216.40m;电测 1:200,32.851217.00;AMN梯度电阻率 1:200,43.901216.30。最大井斜2.82,方位180.6,井深
15、1215.00m;井底温度81.10。2015-1-202015-1-20下套管生产套管数据:共下入套管24根,钢级J55,套管外径244.5mm,内径226.62mm,壁厚8.94mm,总长251.75m,下入井深150.05401.80m, 2015-3-292015-3-31洗 井127mm钻杆下入井底,利用高压水泵喷射高压水流反复冲洗孔壁,直到井口出水澄清无沉淀,后起钻至钻孔中部,利用空压机气举洗井,持续20小时,直到水清砂净。 2015-3-312015-4-2抽 水2015年3月31日8:00开始抽水试验,三个落程抽水试验,总用时47小时,稳定时间30小时。第一落程降深28.30m
16、,井口出水量53.68m3/h;第二落程降深16.80m,井口出水量41.76m3/h;第三落程降深6.10m,井口出水量20.69 m3/h,水温48。 2015-4-22015-4-2验 收2015年4月2日,井场验收通过。4.2钻井时间及完孔深度(1)总进尺:1228.06m。(2)全部竣工建井周期(包括下泵室管及固井、测水头、抽(放)水试验等)130天22时。(3)纯钻进时间:45天5小时。第二章 地质录井依据GB116152010地热资源地质勘查规范及错那县城地热供暖工程ZKWTY01井地质与钻井工程设计的要求,本井地质录井主要进行了钻时(速)录井、岩屑录井、钻井液性能及进出口钻井液
17、温度等项目的综合录井。在录井过程中按设计要求取全、取准各项录井资料,全井无漏样、无漏点,获取的地质资料真实、齐全、准确,圆满完成该井的地质录井任务。详见地质录井工作量统计表2-1。表2-1 地质录井工作量统计表项目井段取样(测量)间距取样(测量)数量累计数量(次、个)钻时录井0.00-1228.06m1m/个12281228钻井液温度0.00-1228.06m50m/个2525钻井液录井0.00-1228.06m8h/次7272岩屑录井0.00-1228.06m5m/包246246第一节 钻时(速)录井全井段利用KST2000自动综合钻时录井仪,自井深0.001228.06m全井段录井,共录取
18、钻时1228个点。随着钻井深度的加深,跟踪观察并记录每米钻进时间,随时绘制钻时曲线。通过全井段钻时观测与所编制曲线图得知,由于地层倾角大、岩性较致密、钻进采用大泵量,高转速钻井工艺,相同钻进方式每米钻时速度变化比较明显,一般钻进为183min/m。砂岩钻进速度在1083min/m, 页岩钻进速度一般为113min/m,板岩钻进速度一般为3042min/m, 砂泥岩钻进速度一般为620min/m以上所提供地质信息为现场进行地层岩性划分提供了重要依据。第二节 岩屑录井依照地质设计技术要求,全井段进行岩屑录井,每5m捞取岩屑一包,全井共捞取岩屑样246包。捞取岩屑后及时冲洗干净、逐个填写标签,并注明
19、取样编号、取样深度等。对所捞取岩屑及时描述、整理,编制随钻录井岩性剖面,与邻近地热水井地层进行对比,对该井进行地层划分,为以后地热储层分析提供充分的实物依据。第三节 简易水文地质观测简易水文地质观测,主要是针对近似稳定水位、温度变化与钻井液消耗量的变化情况观测。1、钻井液温度测量本次钻探对钻井液温度观测,每50m观测一次液温。并做详细记录,全井段共观测记录25个点。钻井液温度随着井深增加呈逐渐升高趋势,与物探测井温度比较,温度偏低,其原因是钻井过程中钻井液低温快速循环所致见。详细数据见2-2.表2-2 钻井液温度数据表序号井 深(m)钻井液温度()序号井 深(m)钻井液温度()1501.001
20、365026.0021002.001470032.0031503.001575037.0042005.001680041.0052506.001785042.0063007.001890043.0073508.001995044.00840010.0020100045.00945012.0021105046.001050014.0022110047.001155017.0023115047.001260021.0024120048.002、钻井液消耗量观测按施工设计和规范要求,全井段注意随时观测钻井液消耗情况,要求每50m观测一次,并认真记录,字迹工整、清晰。从观察记录的数据来看,除钻遇大段泥
21、岩有正常消耗外,其余井段均未发现涌水、井漏现象。根据钻井过程中遇到的复杂情况,及时处理,达到了平衡钻井状态的目的。第三章 物探测井第一节 测井目的、方法、内容本次测井的目的是正确划分地层界限,了解地层的岩性特征、电性特征和物性特征,为更好区分含水岩层与非含水岩层界限埋深,以便确定合理的取、止水井段提供可靠依据。本井使用北京中地英捷物探仪器厂生产的PSJ-2型数字测井仪。测井项目有:自然伽玛、2.5m及0.5m电阻率、自然电位、井温、井斜、底部梯度电阻率等项目的综合测量,具体项目见表3-1。表3-1 地球物理测井项目统计表测井项目比例尺井段m测井自然伽玛、2.5m及0.5m电阻率、自然电位、井温
22、、井斜、底部梯度电阻率1:50048.001228.06本次物探测井,符合规范要求,数据真实可靠。根据测井资料显示,解释结论中的各种地球物理参数可靠,结合地质录井资料综合分析,可以清楚地反映该井的地层界限与岩性特征,含水层位置与热储层特征,也为确定取水层段、止水位置提供了可靠的地质依据。第二节 井温测量从井温实测结果可以看出以下特点:1、井温随深度增加而增加,井底(电测井深1218.00m)温度为81.10,全井平均地温梯度为5.72/100m。见地温特征值一览表3-2。2、地温梯度随地层及热储层的变化而变化。3、井温增温率在01200m范围内其变化区间为-0.115.00。表3-2 地温特征
23、值一览表 井 深(m)地 温 特 征 值电测地层温度( )地温增温值(/100m)地温梯度(/100m)10015.9020020.304.404.4030035.3015.0015.0040043.007.707.7050048.305.305.3060052.304.004.0070057.505.205.2080061.203.703.7090065.904.704.70100065.80-0.1-0.1110072.006.206.20120078.906.906.90平均值5.72第三节 井斜测量该井在01215.00m井段进行测斜,本井测斜使用北京中地英捷物探仪器厂生产的PSJ-2
24、型数字测井仪井斜测量,采用测量间距为1点/50m,共测量26个点。最大井斜在井深1215.00m,井斜2.82,方位175.5。本井井斜符合相关规范和施工设计技术要求。(详见测斜成果表3-3) 表3-3 ZKWTY01井测斜成果表深度(m)顶角()方位()深度(m)顶角()方位()006501.81173.9500.227001.97179.31000.287502.02183.31500.608002.57165.02000.59159.88502.63173.82500.87171.89002.58168.33000.98179.99502.73178.23501.19178.510002
25、.81180.64001.38170.610502.75175.44501.27173.111002.79172.35001.26168.911502.52177.65501.36172.012002.80176.26001.23182.712152.82175.5第四节 测井资料综合解释该井自160.151218.00m之间进行地球物理测井岩性解释,解释段总厚度1057.86m。地球物理测井岩性解释共计62层,单层最小厚度1.55m,单层最大厚度205.70m;含水层解释11层。平均单层厚度6.47m,单层最大厚度21.45m,单层最小厚度2.20m。砂岩电阻率为12.32370.13m;声
26、波时差为201.83659.26us/m;孔隙度4.9124.24%;渗透率0.203643.51毫达西。(详见测井岩性、含水层解释成果表3-4、3-5。)表3-4 岩性解释成果表序号层 底深度(m)层厚(m)岩石名称序号层 底深度(m)层厚(m)岩石名称1160.1532647.3028.60粉砂岩2174.5514.40细粒砂岩33658.4011.10页岩3185.8011.25石英砂岩34677.0018.60粉砂岩4194.458.65中粒砂岩35681.404.40中粒砂岩5199.605.15石英砂岩36689.157.75粉砂岩6214.4014.80细粒砂岩37699.751
27、0.60石英砂岩7228.3013.90石英砂岩38706.606.85粉砂岩8242.8014.50细粒砂岩39708.902.30石英砂岩9251.909.10石英砂岩40726.9518.05页岩10279.2027.30细粒砂岩41731.354.40粗粒砂岩11289.7510.55石英砂岩42757.5526.20页岩12325.6035.85细粒砂岩43762.504.95石英砂岩13357.0531.45板岩44768.305.80页岩14400.9543.90细粒砂岩45773.004.70石英砂岩15403.902.95板岩46782.809.80页岩16407.003.1
28、0细粒砂岩47785.252.45石英砂岩17410.003.00石英砂岩48793.258.00页岩18416.306.30粉砂岩49796.253.00石英砂岩19424.207.90石英砂岩50849.8553.60砂泥岩互层20446.6522.45粉砂岩51855.255.40石英砂岩21457.8011.15细粒砂岩52870.6515.40砂泥岩互层22467.609.80石英砂岩53875.354.70粗粒砂岩23483.8016.20粉砂岩54878.553.20粉砂岩24541.6557.85板岩55880.101.55粗粒砂岩25555.4013.75细粒砂岩56895.
29、6515.55砂泥岩互层26572.3016.90板岩57897.852.20粗粒砂岩27580.207.90细粒砂岩58907.459.60石英砂岩28592.6012.40粉砂岩59927.4019.95砂泥岩互层29600.958.35石英砂岩60943.3015.90粉砂岩30611.3010.35粉砂岩611012.3069.00砂泥岩互层31618.707.40细粒砂岩621218.00205.70板岩序号含水层顶底板深度(m)厚度(m)备注1289.95-311.4021.45本层段岩性为细粒砂岩,透水性较好;增温明显2356.75-360.603.85本层段岩性为细粒砂岩,富水
30、性较好,透水性较好 3375.65-385.259.60本层段岩性为细粒砂岩,富水性较好,透水性较好 4452.90-457.804.90本层段岩性为细粒砂岩,富水性较好,透水性较好5478.20-484.055.85本层段岩性为粉砂岩,富水性较好,透水性较弱6614.25-618.704.45本层段岩性为细粒砂岩,富水性较好,透水性较好7699.75-703.053.30本层段岩性为粉砂岩,富水性较好,透水性较弱8726.95-731.354.40本层段岩性为粗粒砂岩,富水性较好,透水性较好9873.00-876.903.90本层段岩性上部为粗粒砂岩,富水性较好,透水性较好;下部为粉砂质泥岩
31、,透水性较弱10895.65-897.852.20本层段岩性为粗粒砂岩,富水性较好,透水性较好(或为裂隙出水)11927.40-934.657.25本层段岩性为粉砂岩,富水性较好,透水性较弱表3-5 含水层解释成果表第五节 测井成果与以往物探成果分析对比 根据国防科技大学信息系统与管理学院2013年12月提交的2013年度西藏自治区地热地球物理勘查成果报告(错那地热田部分)资料,错那地热田在勘探区范围内没有发现明显的热源,区域性逆冲断裂是该地区的深部导热通道。本区断裂分南北向和东西向两组。二者交汇部位是热储发育的有利部位。推测错那地热田1000m埋深热储温度100150,2000m埋深最高温度
32、可达200。勘查覆盖区内二级有利区总面积10km2,其中深部地热区(1000m)面积约7km2。浅部气水当量折合成产水量按3000吨每天计算,深部气水当量折合成产水量2000吨每天推算,浅部水热资源量为16MW,深部水热资源量为14MW。二者的总和为30MW。并认为错那地热田具备地热供暖条件。 根据本次施工验证ZKWTY01孔地质及测井资料,ZKWTY01孔未揭露F1断层,该孔地温梯度5.72/100m。可以看出,本次验证区属于地热异常区。错那县城地热显示区的浅层地热受到断裂构造的控制,浅部热储埋藏深度4060m;深层地热未揭露,需要做进一步的验证工作。 第四章 地热地质条件第一节 区域地质区
33、内主要出露地层有前震旦系、三迭系、侏罗系、白垩系和第四系。1、前震旦系聂拉木群(AnZny)在区内沿高喜马拉雅主脊呈NWWSEE方向呈弧形展布。可分为上部结晶岩和下部结晶岩。上部结晶岩下段为蓝晶黑云片岩、黑云石英片岩夹石榴黑云斜长变粒岩、石榴角闪斜长变粒岩、二云石英片岩等,以存在富铝硅酸盐矿物蓝晶石为特征;中段主要为含榴二云石英片岩夹石英岩,黑云斜长变粒岩、含榴矽线黑云斜长片麻岩、含二云变粒岩夹二云石英片岩、石榴角闪变粒岩等,矽线黑云片麻岩,偶夹石榴透辉大理岩;上段混合岩作用较发育。上部结晶岩下段以黑云变粒岩为主,夹黑云混合岩和少量黑云片麻岩;上段主要为黑云变粒岩、夹黑云石英片岩和角闪石英片岩
34、。2、三迭系(T)涅如组(T3n)根据岩性可划分上、下两部。下部以深灰色页岩为主,含砂质结核;上部为钙质砂岩、细砂岩、长石石英砂岩和深灰色板岩。3、侏罗系(J)日当组(J1r)岩性为一套灰黑色深灰色页岩、钙质页岩为主夹泥岩灰岩,含硅质结核,并见有灰绿玢岩侵位于页岩中。遮拉组(J2z)岩性为一套含中、基性火山岩的深海浅海菊石细碎屑岩,以深灰、灰色砂岩、页岩为主夹玄武岩及安山岩等。维美组(J3z)岩性为深灰色砂页岩为主夹泥灰岩、硅质岩、凝灰岩等,含丰富的浮游型箭石、菊石等。4、第四系(Q)区内第四系较发育,分布广泛,有残积、坡积、冲积、冰川沉积、沼泽沉积、湖泊沉积。第二节 地质构造简述该井处于错那
35、县城西北,受断裂构造和褶皱构造的控制,主要断裂构造为F1、F2断层。1、断裂构造F1为一条南北向的构造破碎带,地表表现为逆断层,走向355,构造破碎带宽50m,破碎带总体倾向向西,倾角近80,据收集的物探资料显示断面在深部基本接近直立。断层带内岩石破碎,裂隙发育,有钙质填充。该断层为周围泉眼的补给提供了通道,为一条导水构造。F2断裂,为一条隐伏断层。被区内第四系那曲河盆地掩盖,断层走向近EW向,为正断层,倾向向南。南北两侧地层及产状不连续。2、 褶皱构造 错那县城位于一个背斜构造轴部,该褶皱受后期构造影响,已经破坏。根据县城北部和南部的岩石地层产状推断,背斜轴线大致沿近东西方向展布,走向80左
36、右,两翼地层为页岩和砂岩互层,北侧倾角25,倾向向北,南侧倾角55,倾向南。背斜轴部已被后期构造活动所破坏,经侵蚀等作用形成河流,成为现代沼泽和冲积物的堆积场所。第三节 地热田水文地质特征1、地表水 地表水主要为错那曲。其水质类型为HCO3Ca型水,阳离子以Ca2+、Na+为主,其次为Mg2+和K+,阴离子以HCO3-为主,其次为SO42-、CO32-、CL-,但下游各离子成份含量均高于上游,矿化度0.045g/L。表明地热水混入后对地表水离子含量的变化具有明显的影响。2、 地下水 地下水类型有第四系松散岩类孔隙潜水、基岩裂隙水。 基岩裂隙水分布于错那县城南北两侧的基岩中,地下潜水的化学类型为
37、HCO3SO4NaCa型,阳离子以Na+、Ca2+为主,其次为Mg2+和K+,阴离子以HCO3-、SO42-为主,其次为CL-和F-。其中的K+、Na+、NH4+、Ca2+、CL-、SO42-、HCO3-、F-等离子和矿化度的含量都远远高于地表水,水化学组分已明显偏向热水。地下水的径流方向在县城北侧由北西向南东,在县城南部则由北径流,在基岩与第四系接触带,以泉的形式出露排泄。3、 热水 基岩裂隙热水主要分布在错那县城内,面积1.5km2,地表水热显示类型主要为热泉和放热冒汽地面。热储层为三叠系曲龙贡巴组砂岩。 地热水化学分析资料表明,本区热水具有矿化度低、偏碱性的特点,水质类型为HCO3CO3
38、SO4Na、SO4HCO3Na型。热水PH值为8.499.6,矿化度在0.280.37g/L,热水中主要组份为Na+、K+、Ca2+、SO42-、HCO3-、CO32-、CL-、F-、SiO2,微量组份为Li+、Cu2+、NO32+等,热水中缺少Mg2+。与冷水相比,热水中的Li+、SO42-、CO32-、HCO3-、F-、SiO2等的含量相对较高,这与其它地区热水的主要区别,也是本区地热流体的重要特征。地热气体中的主要成份为N2+,气体中未检测CO2和NH3组份,H2S含量约16ppm,He含量比较高。可以判定地热气体是壳源组份和大气组份的混合物。一般来说,板岩、泥岩中富含放射性元素铀和钍,
39、应当是气体中氦组份的母源。 第四节 本次揭露地层岩性特征根据岩屑录井、钻时录井与综合测井资料,结合区域地质资料分析对比,本次钻探揭露地层为:(见表4-1)三迭系上统涅如组T3n界系统组井深层厚岩性综述中生界三迭系上统涅如组1228.061228.06上部以深灰色灰色细粒砂岩、长石石英砂岩和板岩为主,板岩含有砂质结核及黄铁矿结核泥质胶结,较疏松。下部以深灰色灰黄色页岩,砂泥岩互层为主。岩石破碎,较疏松,裂隙发育。表4-1 错那县ZKWTY01号地热井钻遇地层简表第五节 岩性与电性特征1、三迭系涅如组(T3n)该井揭露三迭系涅如组地层厚度为1228.06m,未揭穿该地层。岩性:上部以深灰色灰色细粒
40、砂岩、长石石英砂岩和板岩为主,板岩含有砂质结核及黄铁矿结核。下部以深灰色灰黄色页岩,砂泥岩互层为主。砂岩成份以长石为主,石英次之,岩石破碎,质纯、性软,较疏松,泥质胶结,裂隙发育。该地层中据测井解释成果反映, 160.15m1218.00m井段有46层砂岩,砂岩总厚度737.25m,砂厚比为60.53%,单层厚度最大为43.90m,最薄为1.55m,平均单层厚度16.03m。电 性: 2.5m视电阻率呈齿状,中间夹尖峰状中低阻,自然电位曲线呈小型“U”或“V”字型,低幅度负异常。自然伽马曲线呈小漏斗型低幅度异常,多为负异常。第六节 热储特征及其埋藏条件 根据西藏自治区地质矿产勘查开发局地热地质
41、大队2012年10月提交的西藏自治区错那县城地热资源勘查报告可知,错那县城地热显示区的热储为基岩热储,以裂隙型为主,分布在县城西部。 基岩热储以上为第四系松散层构成。主要发育在县城南侧错那河一带,由亚砂土、砾石、泥砾、黏土等多种类型的松散岩层组成,其中部分亚砂土和黏土石层含水性差,构成隔水层,覆盖在基岩上,但厚度不大,据钻孔揭露,第四系厚度埋深在15m以上。 错那县城的基岩热储层发育在三叠系上统曲龙贡巴组砂岩中,埋深厚度4060m。由于断层发生的位置、裂隙发育的程度不一致,储层内水蚀变的程度也有很大的差异,在靠近断层发育的地段,水热蚀变较强,而远离断层和裂隙发育的地段,表现的较弱。根据ZK2孔
42、终孔后48小时测得的井温曲线,040m井温从55增加到62,4060m井温为68,其上部为对流型,下部为传导型。上部温度低,与热水在上升过程中受到潜水混入有关。 该孔主要验证深层地热的埋藏情况、F1断层的导热情况、断层破碎带裂隙热水运动和储存的空间。根据测井资料,本孔未揭露F1断层,但属于地热异常区,地温梯度5.72/100m。综合以上分析表明,错那县城地热显示区的浅层地热受到断裂构造的控制,浅部热储埋藏深度4060m;深层地热未揭露,需要做进一步的验证工作。第七节 开采段的确定经错那县人民政府和有关单位技术人员共同协商,考虑对水温和水量要求,经对测井资料的综合分析,确定开采部分为三迭系上统涅
43、如组,涅如组为主要目的储热层,确定取水段为401.801228.06m,止水层段深度为401.80m。第五章 成井工艺第一节 成井结构该地热井完钻深度1228.06m,本井为三级成井结构(详见表5-1井身结构示意图及图5-1)。本次套管下深位置深度由甲方及相关设计单位提供,根据不同井径下入两种规格国产石油无缝钢管。在井深0.00160.55m,井径为444.5mm,下入直径339.7mm石油无缝钢管作为泵室段套管,长度161.05m,下入井深160.55m,露出地面0.5m。在339.7mm的泵室段套管外环状间隙内,采用G级油井水泥全井段封固。井深160.55401.80m,井径为311mm;
44、从150.05401.80m下入直径244.50mm国产石油无缝钢管长度251.75m,在244.5mm套管外环状间隙内,采用G级油井水泥全井段封固。339.7mm与244.5mm套管重合段长度10.5m。在339.7mm管内与244.5mm管外环状间隙内用穿袖式水泥封闭止水。在井深401.801228.06m,井径241.3mm,完井方式裸眼。表5-1 井身结构示意图名 称钻头尺寸/钻进深度(mm/m)井管规格/井管下深(mm/m)备 注泵室井管444.5/160.55339.7/160.55 339.7mm井管与244.5mm井管采用悬挂器连接,其重合段10.5m 生产井管311/401.
45、80244.5/401.80生产井管241.3/1228.06裸眼 图5-1 井身结构示意图第二节 止水位置与方法止水位置自上而下分别设在泵室段160.55m,采用水泥全段封闭固井,第二次设在150.05401.80m处,采用水泥全段封闭固井。在泵室管339.7m与244.5mm之间的环状间隙内,采用穿袖式封闭止水。第三节 洗井洗井工作于2015年3月29日0:00时开始,至3月31日8:00结束。下入127mm钻杆至孔底,进入洗井阶段。利用高压水泵喷射高压水流反复冲洗孔壁,直到井口出水澄清无沉淀,证明洗井质量可靠。后起钻进至钻孔中部,利用空压机气举洗井,洗井持续20小时,直到水清砂净。经水质
46、分析,含砂量符合规范要求。说明本次洗井工作可靠。第六章 抽水试验第一节 抽水试验情况洗井结束后,开始测定近似稳定静水位,从地面算起,初始水头高45.20m。根据地质技术设计要求和规范规定,该井进行了三个落程抽水试验。抽水试验于2015年3月31日8时00分开始,至2015年4月2日7时30分结束。各落程抽水试验结果详见表6-1与附图抽水试验QSt历时过程曲线图及Q=f(S)曲线图、q=f(S)曲线图。表6-1 抽水试验成果表含水层段(m)403.90907.45含水层厚度(m)132.60初始水头高度(m)45.20恢复水位(m)45.20抽水落程大落程中落程小落程延续时间(时分)24时00分
47、11时30分12时00分稳定时间(时分) 12时30分8时30分 9时00分降深(m)283016.806.10涌水量(Q)L/s14.91011.5995.747m3/h53.67641.75620.689m3/d1288.2241002.154496.541单位涌水量q(L/sm)0.5270.6900.942水温()484848抽水试验日期3月31日8时00分4月2日7时00分第二节 涌水量计算 根据西藏地勘局地热地质大队在前期论证阶段已施工的2口浅井,结合本孔资料显示,该地区第四系地下水丰富,深层地下水较丰富。本次施工的错那县城地热供暖工程ZKWTY01井抽水实验成果见下表6-2。表6
48、-2 抽水实验计算成果表抽水顺次降深值(米)涌水量(升/秒)单位涌水量(升/秒)渗透系数(米/日)影响半径(米)128.3014.9100.5270.3983178.61216.8011.5990.6900.4923117.8736.105.7470.9420.581046.50平均17.0710.7520.7200.4910114.33计算公式如下:K=lg R=10S式中:K含水层渗透系数(m/d) Q涌水量(m3/d)S水位降深(m)M含水层厚度(m)R影响半径(m)r钻孔半径(m)通过上式计算,本次施工的错那县城地热供暖工程ZKWTY01井最大涌水量为1288.24(m3/d),正常出
49、水量928.97(m3/d)。第三节 地热井可采量计算与保护范围评价依据地热资源地质勘查规范GB/T 116152010和全国矿产储量委员会储办发199651号审批地热单井地质报告的几点要求文件中提出的评价模式及程序为准,对该井可开采量与保护范围作如下评价。1、单井可开采量评价地热井每天可开采出的热量可用下式计算:Wt=4.1868Q(t-t0)=2187.8 KW公式中:Wt热水井排放的总热量(KW)Q热水井可开采量,取平均涌水量10.752(L/S)t地热井口水温度,取48t0地层常温带温度,取-0.64.1868单位换算系数地热井年开采累计可利用的热能量可用下式估算:Wt=86.4DWt
50、/K=1.15108106J公式中:Wt开采一年可利用的热能(106J) D全年开采日数(取365天) Wt上式计算得出的热功率值(KW) K热效比(按燃煤锅炉的热效率0.6计算) 86.4单位换算系数2、本井采暖面积评价F=48.46Q(t1-t0)/Qf=25210m3公式中:Qf居室采暖指标(W/m3),取50 W/m3。Q热水井可开采量,取平均涌水量928.97m3/dt1地热水采暖进水口温度,取48t0地热水采暖出水口温度,取203、地热井保护范围评价 R=1199.9m公式中:Q地热井产量(平均涌水量928.97m3/d) f水比热/热储岩石比热的比值,取4 H热储层厚度(200m
51、) R地热开采100年排出热量对热储的影响半径(m)通过计算,错那县ZKWTY01号地热井当水位降深17m时,涌水量为38.71m3/h,该井每年开采利用的热量是1.151014J,为县城可提供25210m2的供暖面积。错那县城ZKWTY01号开采100年对热储层的影响,即本井保护范围,经计算,影响半径为1199.9m。本方法的计算可以粗略的估计地热的利用情况,为甲方今后地热井科学合理利用,及整个区域地热资源的科学开发规划提供了参考依据,同时为地热勘探开发中地热资源计算的编写提供了必要的参考数据。第七章 地下热水水化学特征与水质评价第一节 水化学特征及物理性质该井水质化验工作由我队委托具有取得
52、国家承认资质的单位(陕西工程勘察研究院水土检测中心)做水质化验分析。根据水质化验分析报告可知:该地热水水化学类型为硫酸重碳酸钠型水(SO4HCO3Na)。总矿化度为280mg/l,总硬度45.0mg/l,pH值8.49,属弱碱性水。物理性质:色度小于5.0度,浊度小于1.0度,无臭、无味,少量肉眼可见物。细菌总数20CFU/ml,大肠菌群0MPN/100mL。详见附表水质分析检验报告。第二节 水质评价1、生活饮用水评价 按照国标GB57492006生活饮用水卫生标准进行评价,该地热水中有2项超标,不能作为生活饮用水,详见表7-2-1。2、医疗热矿水评价 按照国标GB/T 116152010理疗
53、热矿水水质标准进行评价,该地热水中氟、硅达到矿水浓度。达到命名矿水浓度的有:氟水、硅水(详见表7-2-2)。 按国家医疗热矿水的水质标准,水中氟含量在2毫克/升以上者称氟水。既可浴用,又可饮用,对人体具有良好的医疗、保健作用。人体摄人适量的氟,有利于钙和磷的利用及在骨骼中沉积,可加速骨骼的形成,增加骨骼的硬度。而缺氟或摄人过量的氟,都会造成不良后果。如骨质松脆、易骨折或发生龋齿和斑釉牙、骨硬化症等。硅水对皮肤粘膜有洁净洗涤消退作用。如湿疹、牛皮廯、荨麻疹、瘙痒症等。3、一般锅炉用水水质评价依据水文地质手册(地质出版社,1979年)工业用水的水质标准和水质评价一节进行评价,锅炉用水的水质评价主要
54、是鉴定水的成垢作用、起泡作用以及对锅炉壁的腐蚀作用。计算结果及评价结果详见(表7-2-3)。该水为水垢很多的水,具有硬沉淀物的水、起泡的水、非腐蚀性的水。评价指标按斯特布列尔公式分别计算。现将各计算公式列后;(1)水垢总量(mg/l)Ho=S+C+36rFe2+17rAl3+20rMg2+59rCa2+式中:S水中悬浮物含量(mg/l)C胶体(SiO2+Fe2O3+Al2O3)含量(mg/l)(2)硬垢系数Kh=Hh/Ho式中:Hh坚硬锅垢的重量(mg/l) Hh=SiO2+20rMg2+68(rCl+rSO42rNa+rK+)式中:SiO2硅酸含量(mg/l)如果括号内为负值可以略去不计。(
55、3)起泡系数 F=62rNa+78rK+(4)腐蚀系数 Kk=1.008(rMg2+rHCO3)以上四式中:rFe2+、rAl3+、rMg2+、rCa2+、rNa+、rK+分别为Fe2+、Al3+、Mg2+、Ca2+、Na+、K+等离子的含量(mmol/L)表7-2-1 生活饮用水水质评价项 目标 准本地热井化验结果评 价感管性状和一般化学指标色度色度不超过15度,并不得呈现其他异色5.0度浑浊度不超过3度,特殊情况不超过5度1.0度 臭和味不得有异臭味无肉眼可见物不得含有少量超标pH6.58.58.49总硬度45 mg/l45.00mg /l铁0.3 mg/l0.08mg/l锰0.1 mg/
56、l0.05mg/l铜1.0 mg/l0.001mg/l锌1.0 mg/l0.005mg/l挥发酚类0.002 mg/l0.001mg/l 硫酸盐250 mg/l81.70mg/l氯化物250 mg/l10.60mg/l溶解性总固体1000 mg/l280.0mg/l毒理学指标氟化物1.0 mg/l4.46mg/l超标氰化物0.05 mg/l0.0008mg/l砷0.05 mg/l0.008mg/l 硒0.01 mg/l0.0005mg/l汞0.001 mg/l0.0005 mg/l镉0.01 mg/l0.0005 mg/l mg/l铬(六价)0.05 mg/l0.005mg/l铅0.05 mg
57、/l0.001mg/l银0.05 mg/l0.001 mg/l硝酸盐20 mg/l2.511 mg/l细菌学指标细菌总数100 个/ml20个/ml总大肠菌群3 个/l0MPN/100mL放射性指标总放射性0.1BqL 0.02 BqL总放射性1 BqL0.42BqL 表7-2-2 医疗热矿水水质评价表成 份有医疗价值浓 度(mg/l)矿水浓度(mg/l) 命名矿水浓度(mg/l)本地热井热矿水浓度(mg/l)命名二氧化碳25025010000.00总硫化氢1120.006氟1224.46氟水溴55250.25碘1150.10锶1010100.91铁1010100.08锂1150.12钡555
58、0.020偏硼酸1.25501.50偏硅酸25255057.2硅水氡Bq/l3747.14129.528.7表7-2-3 一般锅炉用水水质评价表项 目标准值级别分类水质化验计算成果水质评价水垢总重量Ho(毫克/升)HoHo125水垢少500Ho250水垢多Ho500水垢很多沉淀物性质 HhKh= HoKn0.25具有中等沉淀物的水Kn0.5具有硬沉淀物的水起泡系数FF60不起泡的水4477.8起泡的水60F200起泡的水腐蚀系数KkKk0腐蚀性的水Kk=92.23Kk+0.0503Ca=-91.83非腐蚀性的水Kk0半腐蚀性的水Kk0,Kk+0.0503 Ca0非腐蚀性的水4地热水对混凝土及钢
59、结构的腐蚀性评价(1)对混凝土腐蚀性评价依据国标GB5002194岩土工程勘察规范进行评价(见表7-2-4)。 表7-2-4 地热水对混凝土结构腐蚀性评价表 腐蚀等级水中的Cl含量(mg/l)本井水中Cl含量(mg/l)评 价长期浸水干温交替10.60混凝土在干湿交替时,水对混凝土结构不具有腐蚀性弱5000100500中5005000强5000从表7-2-4中可知:该地热井中所用水泥固井材料,在长期浸水时,水对混凝土结构不具有腐蚀性。(2)地热水对钢结构腐蚀性评价依据国标GB5002194岩土工程勘察规范进行评价(见表7-2-5)。表7-2-5地热水对钢结构腐蚀性评价表 腐蚀等级pH值和(Cl
60、+SO42)含量本井水中指标含量评 价弱pH311, (Cl+SO42)mg/l500pH=8.49Cl+ SO42= 92.3mg/l500本井地热水属弱腐蚀等级中pH311, (Cl+SO42)mg/l500强pH3,(Cl+SO42)mg/l任何浓度从表7-2-5中可知:该地热水对钢管具有弱腐蚀性。本表系指氧能自由溶入的水及地下水,对地热来说,在地下热水水位变动带内及动水位以上部位,若井口不进行密闭,就会有大量的氧溶入,将会加速对此段钢管的腐蚀,所以井口装置一定要密闭减缓地热水对钢管的腐蚀速度。第三节 地热水排放对环境影响评价依照中华人民共和国城乡建设环境保护部颁发的CJ1886污水排入
61、城市下水道水质标准,要求排入下水道的污水水质,其最高允许浓度必须符合“污水排入城市下水道水质标准”。现将地热水中的各项目最高含量与“污水排入城市下水道水质标准”中的各项最高允许浓度列表对照,见表7-3-1。从表7-3-1中可以看出,该地热水温度超标外,其它均没有超过最高允许排放浓度。因此,该地热水需要进行降温处理后,无须进行其它处理,即可排入城市污水管网中,不会对环境产生污染。表7-3-1 污水排入城市下水道水质标准序号项目名称最高允许浓度本井化验验结果序号项目名称最高允许浓度本井化验结果1pH值698.4916氟化物154.462悬 浮 物400-17汞及无机化合物0.050.000053易
62、沉固体10ml/l 15min-18镉及无机化合物0.10.00054油 脂100-19铅及无机化合物10.0015矿物油类20-20铜及无机化合物10.0016苯 系 物2.5-21锌及无机化合物50.0057氰 化 物0.50.01,按规范要求尽机械能力做三次降深,经验收,抽水试验质量达合格标准。 含水层深度起403.90米水位标高4356.43米套管或过滤管口径244.5毫米止907.45米孔隙率%厚度132.60米下入孔内深度401.80米抽水工具规格水泵2000J32-200稳定水位跳动误差1%稳定流量跳动误差10%压风机2%20%拉杆泵3%30%抽水顺次延续时间稳定时间降深值(米)
63、涌水量(升/秒)单位涌水量(升/秒)渗透系数(米/日)影响半径(米)计算公式124:0012:3028.3014.9100.5270.3983178.61 0.366Q R K= lg MS rR=10S 211:308:3016.8011.5990.6900.4923117.87312:009:006.105.7470.9420.58146.50平均17.0710.7520.720.491114.33 2015 年 4 月 8 日 附件:1错那县城地热供暖工程ZKWTYO1号地热井水质检验报告2管材质量证明书3固井水泥合格证4. 合同复印件1错那县城ZKWTYO1号地热井水质检验报告附图:1抽水试验QSt历时过程曲线 2Q=f(S)曲线图 1份3q =f(S)曲线图 1份4 . 错那县城ZKWTY01井综合成果图(比例尺1:500) 1份1 抽水试验Qt、St历时过程曲线2Q=f(S)曲线图Q=f(s)关系曲线3. q=f(S)曲线图q=f(s)关系曲线