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华北地区
河北故城地热井施工技术和成井工艺
来源:地大热能 2020-05-11

  1.地理位置概况
 
  故城县地处黑龙港流域,河北省东南部,隔京杭大运河与山东德州市百里相连 。南邻清河县、南宫市,北接景县,西与枣强县以清凉江为界,东与山东省德城区及武城县隔京杭运河相望。全县总面积941平方公里。县域总面积937平方公里。县政府所在地郑口镇,座落于闻名遐迩的京杭大运河西畔,以商业发达、经济繁荣而享誉周边,素有“小天津卫”之美称。区位交通优势明显。故城县属环渤海大经济圈,处冀东南与鲁西北经济圈之融合带,独具承接东部产业、西部资源相互转移的区位优势,是南资北上的途经宝地。东临京福高速、京沪铁路,西依京九铁路,北枕石德铁路。省级公路邢(台)德(州)线贯穿全境;郑(口)枣(强)线直通衡水,县域内路网纵横交织,通达便捷。
 
图1  A为河北故城地理位置
  
        2. 地质地层概况
 
  故城县处在临清坳陷东部的武城凸起北部,新生代第三纪以后才接受沉积。下伏中生界、古生界地层与华北其它地区类似,基底为太古界地层。盖层厚度2000m左右,简介如下。第四系平原组:为灰黄色、黄色粘土层及砂层。厚度在本区大约 200m。上第三系明化镇组:为一套河流相沉积,主要为棕红、棕、浅灰色泥岩夹少量砂岩,厚约1000m。上第三系馆陶组:上部为红色砂质泥岩夹少量砂岩,下部为灰色、棕红色砂、泥岩互层,底部常发育一套底砾岩或含砾砂层,厚约300m。下第三系东营组,一般水平产状,与下伏地层呈明显角度不整合,直接覆盖在中生界地层之上,厚度大约500m。
 
  
       3.钻井设计与设备
 
  选用TSJ-2000E型转盘钻机,并配备24.5角钢四角钻塔和TWB-1200/70(1000/80)泥浆泵。使用 (2-7/8 "石油钻杆可钻进 2000m深地热井。该钻机主要特是:重心低,传动平稳,提升能力强(单绳 80KN),密封性好,坚固耐用,操作简便。因钻机配备有水刹车装置,可降低卷筒、闸带的损耗,下钻时既平稳又安全。总之,这种设备占地面积小,搬迁安装工作量亦不大市区施工较为有利。开孔孔径 600mm,钻至一定深度,下入φ525×9mm螺旋管护壁。然后用17-1/2" (φ444.5mm) 三牙轮钻头开井,钻深 250m,下入φ273×9mm无缝钢管,该段为下泵段。最 后 用12-1/4"(φ311.1mm)、9-5/8"(φ244.5mm)、8-1/2"(215.9mm)钻头分级钻至终孔,下入φ177.8×8mm石油套管及滤水管。
 
  4.钻井成果与意义
 
  本区在施工后 2个月,进行钻孔验证。施工中除覆盖区内钻进时,冲洗液少量漏失外,下部地层钻进消耗量属正常消耗。所取岩心可见,裂隙已被水泥浆充填,局部空洞可见已凝固的水泥团块,采空区钻孔注浆工程质量合乎设计要求。