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摘要：地热是指能够经济的被人类所利用的地球内部的地热能、地热流体及其有用组分。我国地热资源丰富，地热利用历史悠久，而地热井钻井技术的革新对于地热开发是非常重要的。在本文中，将就石油钻井技术在地热开发方面的应用进行一定的研究。
关键词：石油钻井技术；地热开发；应用；
1引言
近年来，随着国民经济的发展，人民生活水平的提高，煤炭、石油等常规能源日益紧张，并且引发了一系列的环境污染问题，促使人类开始进行新能源的开发利用。地热作为一种清洁的绿色能源，受到越来越高的重视，地热能产业也随之发展。在地热开发当中，钻井技术的革新十分关键，其中，石油钻井技术在石油开发当中已经应用的非常成熟，可以把石油钻井技术应用到地热开发当中。
2地热井的特征与难点
目前能够成熟开发利用的地热资源主要是水热型的地热资源，其广泛用于供暖、洗浴、娱乐疗养、种植等领域，在水热型地热资源开发中，钻井是非常重要的环节。地热井主要的特点有：第一，地热井井口位置限制条件多。地热井的服务对象主要是人口集中土地紧张的城市。在城市中，为了与城市及小区规划相统一，地热井井口位置不在地热采矿权中心，或井口位置地下没有地热资源，或周围已有地热井，造成井口位置与目的层位置不一致。第二，在地热井施工过程中对热储层的损害。在地热井钻开热储层时，在正压差的作用下，钻井液的固相进入储层造成孔喉堵塞，其液相进入储层与储层岩石和流体作用，破坏热储层原有的平衡，从而诱发热储层潜在损害因素，造成渗透率下降。第三，地热井在完井后水温水量达不到要求。在地热井施工和完井过程中由于各种原因导致地热井出水温度和水量到不到设计要求，或回灌量达不到要求回灌不畅等。
3石油钻井技术在地热开发方面应用
在地热井钻井施工中，井口合理布置、保护热储层、解堵增产是工作中的难点，克服这些难点就可以实现地热资源更好更快的开发和利用。而在石油开发中石油钻井技术能够成熟的解决这些问题，所以也能较好的应用在地热开发工作当中。具体来说，目前能够应用在地热开发方面的石油钻井技术有：
3.1定向钻井技术
定向钻井技术是指靠使用定向仪器、工具、钻具和技术，使井眼沿着预定的斜度和方位钻达目的层。我国第一口定向井是1955年在玉门油田钻成，井号为C2-15井。在我国第七个五年计划期间，定向井技术获得突破性进展，大踏步进入生产实用阶段。定向钻井与普通钻井的主要区别在于对井眼轨迹的设计和控制。定向井的井眼轨迹是空间的一条曲线，通过以下几个基本要素参数可以控制确定该曲线。定向井基本要素是：井深、井斜角、方位角、井斜变化率、方位变化率、垂深、水平位移。在地热井施工时，通过应用定向井技术，地热井井口可以不必选择在地热产层正上方，较好解决了地热井在城市施工时的井口限制条件多的难题。
3.2欠平衡钻井技术
欠平衡钻井是在钻井过程中井筒流体有效压力低于地层压力，允许地层流体进入井筒，有控制的循环至地面装置的钻井技术。欠平衡钻井具有以下优势和特点：a、防止热储层污染，提高出水量。欠平衡钻井中消除了驱使固相和液相进入热储层的正压差，因而减少了固相和液相侵入热储层近井地带造成的储层伤害。b、提高钻速，增加钻头寿命。欠平衡钻井欠压差值更能使被钻岩易破碎，也有助于消除压持作用，从而大幅提高钻速延长钻头使用寿命。c、有利于防止和减少压差粘附卡钻，有利于成功钻穿漏失地层和低压地层。井底欠压差值的获取是欠平衡钻井实现的关键，实现井筒欠压值一般是通过改变循环介质，根据介质的种类，欠平衡钻井包括气体钻井、泡沫钻井和充气钻井等，目前适用于地热井施工且比较经济的是充气钻井。充气钻井是把气相和液相在地面混合，两相流体由钻柱经钻头而进入环空获得欠平衡钻井欠压差。充气钻井在环空流动的是气液混相流动，这样不但能有效防止液相和固相进入热储层，还能极大地提高机械钻速，实践表明充气钻井比用常规钻井液钻井提高机械钻速3-4倍，还具有较高的携岩能力，约为水的5-6倍，一般钻井液的2-3倍。应用欠平衡钻井技术可以防止污染热储层，提高钻速缩短工期，尤其是充气钻井技术，可以避免因井漏而造成的沉砂卡钻事故。
3.3屏蔽暂堵保护热储层技术
屏蔽暂堵保护热储层技术是一项新技术，此项技术主要用来解决裸眼井段多压力层系地层保护储层技术难题。即利用钻进储层过程中对储层发生损害的两个不利因素（压差和钻井液中固相颗粒），将其转变为保护储层的有利因素，达到减少钻井液、水泥浆、压差和浸泡时间对储层损害的目的。根据储层孔喉尺寸及其分布规律，在钻通产层前20-50m将钻井液中的固相颗粒调整到与之相匹配，既加入高纯度、超细目、多级配的刚性架桥、充填粒子和变形粒子等固相颗粒，有意识地在很短时间内在储层距井壁很小的距离内产生严重的暂时堵塞，使渗透率急剧下降接近于零的屏蔽暂堵带，从而有效地阻止钻井液、水泥浆中的固相和滤液继续侵入储层，但其厚度必须大大小于射孔弹射入深度，以便在完井投产时，通过射孔解堵。
3.4压裂酸化技术
压裂酸化又简称酸压，指的是当井底施工压力高于地层岩石破裂压力时，把酸液作为压裂液，不加入任何支撑剂注入地层，地层将会形成裂缝。酸液在裂缝中流动并与裂缝壁面发生反应，将裂缝表面溶蚀成凹凸不平的形态。酸蚀裂缝表面特征很大程度上依赖于酸化环境，包括压裂液类型和强度、酸蚀速度、酸液滤失速率及岩石类型等，当停泵泄压时，裂缝壁面不能完全闭合，从而在地层中形成具有一定导流能力和渗透性的裂缝。压裂酸化技术只限于碳酸盐岩热储-灰岩和白云岩，将其应用在碳酸盐岩热储地热井上，可以有效解决以下两个问题：a、溶解随井漏进入产层通道的岩屑，解除地层堵塞伤害；b、增大裂缝的有效长度和裂缝的尺寸，改造未受伤害热储层增加产能。
4结束语
在上文中，我们对石油钻井技术在地热开发方面的应用进行了一定的研究。在实际工作开展中，需要能够对石油钻井技术的特点及适用条件进行把握，更好的将其应用在地热开发当中。
参考文献
[1]刘希圣主编.钻井工艺原理（中册）钻进技术.北京：石油工业出版社，1988
[2]吴光林编著.定向钻井工艺原理.成都：成都科技大学出版社，1991
[3]高德利等著.井眼轨迹控制.东营：石油大学出版社，1994
[4]周开吉译，郝俊芳校.用常规钻柱欠平衡钻井的复杂问题.国外钻井技术，1988.4
[5]张绍槐、罗平亚等编著.保护储集层技术.北京：石油工业出版社，1993
[6]王鸿勋、张琪等编著.采油技术手册.北京：石油工业出版社，1999
[7]陈光智、李月丽、卢渊等编著.酸蚀裂缝表面特征：酸化对裂缝导流能力的意义.国外油田工程，2009