第2章　地热井施工和试验

2.1　概述

钻探是查明地下热流体分布和储存条件的基本手段，是地热普查勘探中的重要环节。由于钻井费用很高，如我国华北地区2000～3000m的井，一般需要1100～1300元/m，所以决定钻探和确定井位要非常慎重，应尽可能掌握一切有用的资料，经综合分析，做出正确或大致正确的推断。也就是说，钻探是在经过初步的普査工作及对各种物化探材料进行综合分析后，才选定在有希望的地区进行。

钻探的目的在于验证过去工作所定的地热范围和最有希望的地段是否正确，以便正确地确定热水源地，选择最合理的采水（蒸汽）地段并计算它的储量等。一般来说，在勘探初期，应以控制地下热流体的分布、埋藏和了解地质、水文地质条件为主要目的。

钻孔的深度，在高温地热田，一般为500～2000m，但现在有的井深已达3000m，甚至更深。中低温地热田的钻孔过去一般在2000m以内，因为地热井过深经济上不合算。然而近年在一些大中城市（如天津、西安等），由于城市供暖需要大量的热源，而煤价的上涨和环境的污染使传统的锅炉供热受到制约，于是，地热供暖成为热门，凿2000～3000m的地热井抽取70～90℃的地热水，其经济效益仍十分显著。

地热钻井有的以探为主，为的是查明地下热水埋藏条件、运动规律、水温、水量及水质等水文地质情况，这类钻孔称为勘探孔；有的钻井则以用为主，要求钻孔的出水温度高、流量大，开发后用于发电、供暖、工农业利用和人民生活，这类钻井一般称为生产井；有时为了节省投资，将勘查和生产结合起来，既达到勘査的目的，成井后又可以利用，这类井一般称为探采结合井。

地热钻井一般都要穿过第四纪的卵砾石层、砂土层、黏土层等，其特点是松散、坍塌、漏水、取心困难。一部分还要在基岩中钻进，多数是在构造断裂带。这类钻井孔径较大，井身结构复杂，钻探及成井工艺要求高，其钻探方法也多种多样。

地热钻探主要采用石油钻探设备和工艺技术。我国在20世纪50～60年代钻地热井主要沿用水文地质钻探设备和工艺技术，80年代以后，由于钻井深度增加，开始采用石油钻探设备和技术。地热钻探涉及的问题很多，设备包括钻机、钻头、钻井液、套管材料、固井水泥、井口装置等。钻探工作包括井的设计、钻井成本估算、场地准备、钻探作业、井下地质、事故分析、酸化处理、防喷、深水位人工引喷以及完井等。此外，还涉及定向钻井、钻回灌井等问题。因此，钻井需要一支专业的队伍和相应的设备来完成。

多数地热井，特别是一些中低温地热井，可以用传统的水井凿井技术和设备进行。这些井的水温一般不会超过当地水的沸点，也不自流，但有些地热井的水温较高或自流，因此钻井时的安全措施不能不加以考虑。虽然防喷设备和其他复杂的安全设施不一定要经常配备，但是在钻井前应根据井的设计和热储情况做好必要的安全准备。因为许多地热井的水温超过60℃，这时水已很烫，钻井时必须确保钻井工人和周围居民的安全。