1、錯那縣城地熱供暖工程ZKWTY01井成井報告 目 錄前 言1第一章 鉆井工程施工概況5第一節 施工隊伍狀況與設備配置5第二節 鉆井液選用6第三節 工程進度6第二章 地質錄井9第一節 鉆時(速)錄井9第二節 巖屑錄井10第三節 簡易水文地質觀測10第三章 物探測井12第一節 測井目的、方法、內容12第二節 井溫測量12第三節 井斜測量13第四節 測井資料綜合解釋14第五節 測井成果與以往物探成果分析對比16第四章 地熱地質條件18第一節 區域地質18第二節 地質構造簡述19第三節 地熱田水文地質特征20第四節 本次揭露地層巖性特征21第五節 巖性與電性特征21第六節 熱儲特征及其埋藏條件22第七
2、節 開采段的確定23第五章 成井工藝24第一節 成井結構24第二節 止水位置與方法26第三節 洗井26第六章 抽水試驗27第一節 抽水試驗情況27第二節 涌水量計算28第三節 地熱井可采量計算與保護范圍評價29第七章 地下熱水水化學特征與水質評價31第一節 水化學特征及物理性質31第二節 水質評價31第三節 地熱水排放對環境影響評價35第八章 成井質量簡評37第九章 結論與建議39第一節 結論與成果39第二節 建議40附表:1錯那ZKWTY01井表層井管安裝記錄表2錯那ZKWTY01井生產井管安裝記錄表3錯那ZKWTY01井抽水試驗記錄表4錯那ZKWTY01井抽水試驗成果表附件:1錯那縣城地熱
3、供暖工程ZKWTYO1號地熱井水質檢驗報告2管材質量證明書3固井水泥合格證4. 合同復印件附圖:1抽水試驗QSt歷時過程曲線 1份2Q=f(S)曲線圖 1份3q =f(S)曲線圖 1份4. 錯那縣城ZKWTY01號地熱井綜合成果圖(比例尺1:500) 1份57前 言錯那縣人民政府為了為解決縣城供暖問題,依據國防科技大學的物探資料,決定在縣城開發利用地熱資源,為縣城供暖提供基礎熱源。2014年9月29日,山南地區發展和改革委員會對錯那縣發改委關于錯那縣地熱建設項目的立項報告進行了批復(見批文)。2014年11月10日,錯那縣人民政府在山南地區建設工程交易中心進行了(邀請)招標,并確立了陜西省煤田
4、地質局水文隊為中標單位(見中標通知書)。2014年11月15日,錯那縣人民政府與陜西省煤田地質局水文隊簽訂了地熱井施工合同。簽訂合同后,我隊積極組織技術人員,按照國防大學物探成果確定的鉆孔位置展開工作,該孔為物探驗證孔。我隊依據當地相關的地質及水文地質資料及國防科技大學的物探資料成果編制了錯那縣地熱供暖工程ZKWTY01井地質設計與鉆井工程設計,并通過了有關部門的評審。施工由陜西省煤田地質局水文隊西藏辦事處所屬的ZJ20鉆機承擔。為了保證高標準、高質量和快速完成該地熱井工程的施工任務,井隊全體職工戰嚴寒、抗缺氧,日夜堅守生產一線,鉆井施工于2014年12月29日順利竣工。在鉆鑿過程中,我單位通
5、過進行巖屑錄井,地球物理測井,抽水試驗以及水質化驗等技術手段,基本掌握本地區的地層巖性特征,熱儲層特征,水質特征,地熱井可開采量及合理運用該區地熱資源的依據,達到了勘探開發的目的。該物探驗證井位于西藏自治區山南地區錯那縣西北,坐標如下X: 3099100 Y: 16396600 H:4401.63m錯那縣屬西藏自治區山南地區管轄,為一邊境縣,有國防公路從拉薩經澤當與縣城相連,從拉薩驅車七個小時即可到達。交通較為便利。(見交通位置圖1)2014年9月,錯那縣人民政府決定由陜西省煤田地質局水文隊承擔該地熱井施工任務,并簽訂了地熱井施工合同。簽訂合同后,我隊依據國家有關規范和我隊多年施工經驗編制了錯
6、那縣城地熱供暖ZKWTY01井地質與鉆井工程施工設計,并組織有關專家對設計進行了評審。本次地熱勘探施工由陜西省煤田地質局水文隊來承擔,為了保證高標準高質量完成該地熱井工程的施工任務,在充分利用前人資料的基礎上,精心編制了該地熱井的施工組織設計。在施工中,堅持全面質量管理。接受任務后,井隊全體職工日夜兼程,奮戰在生產一線,認真及時解決生產中存在的問題,保證了工程的順利施工,在鉆機全體員工的努力下,該地熱井在2014年12月29日順利竣工。該地熱井于2014年11月22日13時開鉆,于2014年12月29日20時,鉆至井深1228.06m完鉆,鉆井周期38天零7時,完鉆井深1228.06m。于20
7、15年4月2日11時,經過現場驗收,全部施工任務完成。最大井斜(完鉆電測),井深1215.00m時,井斜為2.82;含水層段起止深度為:403.90907.45m,含水層厚度132.60m, 經抽水試驗,該井正常涌水量為928.97 m3/d,井口出水溫度48,最大涌水量為1288.22m3/d,水溫48。該地熱井主要指標完成情況詳見指標完成情況對照表(表1)。2015年4月2日錯那縣人民政府組織有關地質專家、鉆井技術人員、監理單位及相關領導親臨現場,對該鉆孔進行了驗收,各項鉆孔指標按照國家規范定為合格。ZKWTY01物探驗證孔在施工期間,得到了錯那縣人民政府有關領導和西藏自治區地熱專家的指導
8、和大力支持,在此表示誠摯謝意。表1 指標完成情況對照表技術項目設計指標完成指標井 深(m)1000.001228.06(加深)井 徑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)表層套管339.7mm150m9.65mm國產無縫鋼管,鋼級J55339.7mm160.55m9.65mm國產無縫鋼管,鋼級J55生產套管177.8mm(1501000m)9.19國產無縫鋼管,鋼級J55244.5(15
9、0.05401.80m) 8.94國產無縫鋼管,鋼級J55泵室有效長度(m)150.00m150.05m井底沉砂不超過10m無沉砂出水量(m3/h)12053.68井口水溫()8015048含 砂 量20萬分之一20萬分之一完鉆地層三迭系涅如組三迭系涅如組第一章 鉆井工程施工概況第一節 施工隊伍狀況與設備配置此次地熱勘探, 我隊參加人數達30余人,其中鉆井工程師3人,現場技術員2人,機械師1人,地質及水文地質工程師3人,高級技術工人10人,技術人員都具有較好的技術素質和較強的工作能力。參加此次地熱鉆井的主要設備(見表1-1)。表1-1 鉆井主要設備一覽表序號名 稱型 號1井架JJ135/31-
10、K2天車TC1353游動滑車YC1354大鉤YC1355水龍頭SL1356轉盤ZP1757絞車JC208泥漿泵N3NB-10009柴油機1PZ12V190-B212V/135AZLD10壓風機自動VF-6.5/12.5電動VF-3/811發電機組1KHI100-14100KW2TZH-L14150KW12防噴器F35-35第二節 鉆井液選用1、本次鉆探施工鉆井液以清水為主,主要添加劑有高效降失劑、防塌潤滑劑等。在鉆井施工過程中,依據設計要求與鉆井實際情況控制鉆井液性能,保證平衡地層壓力和攜砂、潤滑效率,并做好實時監測,一旦地層發生變化及時調整,對鉆井液中的無用惰性固相做到徹底清除。鉆進中堅持使
11、用振動篩、旋流除砂器,勤撈沉砂,嚴格控制鉆井液中的固相含量。做到鉆井液密度、粘度均勻穩定。2、為了保護熱儲層不受鉆井液損害,對熱儲層具有堵塞作用的添加劑堅決不能入井。目的層段鉆井液主要技術指標為: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%。井內液柱與地層壓力差控制在不大于1Mpa的范圍內,達到平衡鉆進和穩定井壁的目的。二開到完鉆,未發現卡鉆和井涌、井漏現象,該套鉆井液體系具有抗高溫性能,有效降低了對熱儲層污染。本井采用的鉆井液類型以及保護熱儲層措施,經實踐證明是行之有效的。第三節 工程進度4.1搬遷、安裝按合同要求,201
12、4年11月16日開始搬遷、安裝,于11月22日安裝就緒,并進行了試運轉,經施工前的設備驗收,達到了施工要求。整個設備吊運和安裝工作質量高,安全可靠,為鉆井施工的安全、順利完工提供了可靠保證。井史見表1-2。表1-2 錯那縣ZKWTY01地熱井井史資料起始日期終止日期工序內 容2014-11-162014-11-22搬 遷安 裝11月16日開始搬遷、安裝。11月22日檢查設備,試運行。2014-11-222014-12-1一 開本井于11月22日13:00時,采用311mm三牙輪鉆頭一開鉆進至160.55m,再用444.5mm進行擴孔至160.55m。鉆井液類型:水基 一開井深160.55m。地
13、面到補芯高度5.50m2014-12-22014-12-2下表套12月2日8:0012月2日14:00下表層套管,共下入套管15根,鋼級J55,外徑339.7mm,內徑320.4mm,壁厚9.65mm,總長161.05m,下入井深160.55m,露出地面0.5m。地面到補芯高度5.50m2014-12-22014-12-5固 井12月2日16:0018:00固井,注入G級油井水泥40噸,水泥漿平均密度1.85 g/cm3,水泥漿返出地面。候凝52小時,于12月5日開始試壓,加壓7.5Mpa,經30min,壓力降到7.1Mpa,立管壓差0.4Mpa,試壓合格。2014-12-52014-12-1
14、5二 開12月5日12:00采用241.3mm三牙輪鉆頭第二次開鉆,鉆至401.80m。12月11開始用311mm鉆頭擴孔至401.80m鉆井液類型:水基, 地面到補芯高度5.50m2014-12-152014-12-29完 鉆12月15日12:00采用215.9mm三牙輪鉆頭第三次開鉆,12月19 日鉆至井深1228.06m完鉆。完鉆層位三迭系上統涅如組。2015-1-42015-1-4電測井電測數據:井溫-自然伽瑪 1:200,3.201216.40m;電測 1:200,32.851217.00;AMN梯度電阻率 1:200,43.901216.30。最大井斜2.82,方位180.6,井深
15、1215.00m;井底溫度81.10。2015-1-202015-1-20下套管生產套管數據:共下入套管24根,鋼級J55,套管外徑244.5mm,內徑226.62mm,壁厚8.94mm,總長251.75m,下入井深150.05401.80m, 2015-3-292015-3-31洗 井127mm鉆桿下入井底,利用高壓水泵噴射高壓水流反復沖洗孔壁,直到井口出水澄清無沉淀,后起鉆至鉆孔中部,利用空壓機氣舉洗井,持續20小時,直到水清砂凈。 2015-3-312015-4-2抽 水2015年3月31日8:00開始抽水試驗,三個落程抽水試驗,總用時47小時,穩定時間30小時。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,水溫48。 2015-4-22015-4-2驗 收2015年4月2日,井場驗收通過。4.2鉆井時間及完孔深度(1)總進尺:1228.06m。(2)全部竣工建井周期(包括下泵室管及固井、測水頭、抽(放)水試驗等)130天22時。(3)純鉆進時間:45天5小時。第二章 地質錄井依據GB116152010地熱資源地質勘查規范及錯那縣城地熱供暖工程ZKWTY01井地質與鉆井工程設計的要求,本井地質錄井主要進行了鉆時(速)錄井、巖屑錄井、鉆井液性能及進出口鉆井液
17、溫度等項目的綜合錄井。在錄井過程中按設計要求取全、取準各項錄井資料,全井無漏樣、無漏點,獲取的地質資料真實、齊全、準確,圓滿完成該井的地質錄井任務。詳見地質錄井工作量統計表2-1。表2-1 地質錄井工作量統計表項目井段取樣(測量)間距取樣(測量)數量累計數量(次、個)鉆時錄井0.00-1228.06m1m/個12281228鉆井液溫度0.00-1228.06m50m/個2525鉆井液錄井0.00-1228.06m8h/次7272巖屑錄井0.00-1228.06m5m/包246246第一節 鉆時(速)錄井全井段利用KST2000自動綜合鉆時錄井儀,自井深0.001228.06m全井段錄井,共錄取
18、鉆時1228個點。隨著鉆井深度的加深,跟蹤觀察并記錄每米鉆進時間,隨時繪制鉆時曲線。通過全井段鉆時觀測與所編制曲線圖得知,由于地層傾角大、巖性較致密、鉆進采用大泵量,高轉速鉆井工藝,相同鉆進方式每米鉆時速度變化比較明顯,一般鉆進為183min/m。砂巖鉆進速度在1083min/m, 頁巖鉆進速度一般為113min/m,板巖鉆進速度一般為3042min/m, 砂泥巖鉆進速度一般為620min/m以上所提供地質信息為現場進行地層巖性劃分提供了重要依據。第二節 巖屑錄井依照地質設計技術要求,全井段進行巖屑錄井,每5m撈取巖屑一包,全井共撈取巖屑樣246包。撈取巖屑后及時沖洗干凈、逐個填寫標簽,并注明
19、取樣編號、取樣深度等。對所撈取巖屑及時描述、整理,編制隨鉆錄井巖性剖面,與鄰近地熱水井地層進行對比,對該井進行地層劃分,為以后地熱儲層分析提供充分的實物依據。第三節 簡易水文地質觀測簡易水文地質觀測,主要是針對近似穩定水位、溫度變化與鉆井液消耗量的變化情況觀測。1、鉆井液溫度測量本次鉆探對鉆井液溫度觀測,每50m觀測一次液溫。并做詳細記錄,全井段共觀測記錄25個點。鉆井液溫度隨著井深增加呈逐漸升高趨勢,與物探測井溫度比較,溫度偏低,其原因是鉆井過程中鉆井液低溫快速循環所致見。詳細數據見2-2.表2-2 鉆井液溫度數據表序號井 深(m)鉆井液溫度()序號井 深(m)鉆井液溫度()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、鉆井液消耗量觀測按施工設計和規范要求,全井段注意隨時觀測鉆井液消耗情況,要求每50m觀測一次,并認真記錄,字跡工整、清晰。從觀察記錄的數據來看,除鉆遇大段泥
21、巖有正常消耗外,其余井段均未發現涌水、井漏現象。根據鉆井過程中遇到的復雜情況,及時處理,達到了平衡鉆井狀態的目的。第三章 物探測井第一節 測井目的、方法、內容本次測井的目的是正確劃分地層界限,了解地層的巖性特征、電性特征和物性特征,為更好區分含水巖層與非含水巖層界限埋深,以便確定合理的取、止水井段提供可靠依據。本井使用北京中地英捷物探儀器廠生產的PSJ-2型數字測井儀。測井項目有:自然伽瑪、2.5m及0.5m電阻率、自然電位、井溫、井斜、底部梯度電阻率等項目的綜合測量,具體項目見表3-1。表3-1 地球物理測井項目統計表測井項目比例尺井段m測井自然伽瑪、2.5m及0.5m電阻率、自然電位、井溫
22、、井斜、底部梯度電阻率1:50048.001228.06本次物探測井,符合規范要求,數據真實可靠。根據測井資料顯示,解釋結論中的各種地球物理參數可靠,結合地質錄井資料綜合分析,可以清楚地反映該井的地層界限與巖性特征,含水層位置與熱儲層特征,也為確定取水層段、止水位置提供了可靠的地質依據。第二節 井溫測量從井溫實測結果可以看出以下特點:1、井溫隨深度增加而增加,井底(電測井深1218.00m)溫度為81.10,全井平均地溫梯度為5.72/100m。見地溫特征值一覽表3-2。2、地溫梯度隨地層及熱儲層的變化而變化。3、井溫增溫率在01200m范圍內其變化區間為-0.115.00。表3-2 地溫特征
23、值一覽表 井 深(m)地 溫 特 征 值電測地層溫度( )地溫增溫值(/100m)地溫梯度(/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第三節 井斜測量該井在01215.00m井段進行測斜,本井測斜使用北京中地英捷物探儀器廠生產的PSJ-2
24、型數字測井儀井斜測量,采用測量間距為1點/50m,共測量26個點。最大井斜在井深1215.00m,井斜2.82,方位175.5。本井井斜符合相關規范和施工設計技術要求。(詳見測斜成果表3-3) 表3-3 ZKWTY01井測斜成果表深度(m)頂角()方位()深度(m)頂角()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第四節 測井資料綜合解釋該井自160.151218.00m之間進行地球物理測井巖性解釋,解釋段總厚度1057.86m。地球物理測井巖性解釋共計62層,單層最小厚度1.55m,單層最大厚度205.70m;含水層解釋11層。平均單層厚度6.47m,單層最大厚度21.45m,單層最小厚度2.20m。砂巖電阻率為12.32370.13m;聲
26、波時差為201.83659.26us/m;孔隙度4.9124.24%;滲透率0.203643.51毫達西。(詳見測井巖性、含水層解釋成果表3-4、3-5。)表3-4 巖性解釋成果表序號層 底深度(m)層厚(m)巖石名稱序號層 底深度(m)層厚(m)巖石名稱1160.1532647.3028.60粉砂巖2174.5514.40細粒砂巖33658.4011.10頁巖3185.8011.25石英砂巖34677.0018.60粉砂巖4194.458.65中粒砂巖35681.404.40中粒砂巖5199.605.15石英砂巖36689.157.75粉砂巖6214.4014.80細粒砂巖37699.751
27、0.60石英砂巖7228.3013.90石英砂巖38706.606.85粉砂巖8242.8014.50細粒砂巖39708.902.30石英砂巖9251.909.10石英砂巖40726.9518.05頁巖10279.2027.30細粒砂巖41731.354.40粗粒砂巖11289.7510.55石英砂巖42757.5526.20頁巖12325.6035.85細粒砂巖43762.504.95石英砂巖13357.0531.45板巖44768.305.80頁巖14400.9543.90細粒砂巖45773.004.70石英砂巖15403.902.95板巖46782.809.80頁巖16407.003.1
28、0細粒砂巖47785.252.45石英砂巖17410.003.00石英砂巖48793.258.00頁巖18416.306.30粉砂巖49796.253.00石英砂巖19424.207.90石英砂巖50849.8553.60砂泥巖互層20446.6522.45粉砂巖51855.255.40石英砂巖21457.8011.15細粒砂巖52870.6515.40砂泥巖互層22467.609.80石英砂巖53875.354.70粗粒砂巖23483.8016.20粉砂巖54878.553.20粉砂巖24541.6557.85板巖55880.101.55粗粒砂巖25555.4013.75細粒砂巖56895.
29、6515.55砂泥巖互層26572.3016.90板巖57897.852.20粗粒砂巖27580.207.90細粒砂巖58907.459.60石英砂巖28592.6012.40粉砂巖59927.4019.95砂泥巖互層29600.958.35石英砂巖60943.3015.90粉砂巖30611.3010.35粉砂巖611012.3069.00砂泥巖互層31618.707.40細粒砂巖621218.00205.70板巖序號含水層頂底板深度(m)厚度(m)備注1289.95-311.4021.45本層段巖性為細粒砂巖,透水性較好;增溫明顯2356.75-360.603.85本層段巖性為細粒砂巖,富水
30、性較好,透水性較好 3375.65-385.259.60本層段巖性為細粒砂巖,富水性較好,透水性較好 4452.90-457.804.90本層段巖性為細粒砂巖,富水性較好,透水性較好5478.20-484.055.85本層段巖性為粉砂巖,富水性較好,透水性較弱6614.25-618.704.45本層段巖性為細粒砂巖,富水性較好,透水性較好7699.75-703.053.30本層段巖性為粉砂巖,富水性較好,透水性較弱8726.95-731.354.40本層段巖性為粗粒砂巖,富水性較好,透水性較好9873.00-876.903.90本層段巖性上部為粗粒砂巖,富水性較好,透水性較好;下部為粉砂質泥巖
31、,透水性較弱10895.65-897.852.20本層段巖性為粗粒砂巖,富水性較好,透水性較好(或為裂隙出水)11927.40-934.657.25本層段巖性為粉砂巖,富水性較好,透水性較弱表3-5 含水層解釋成果表第五節 測井成果與以往物探成果分析對比 根據國防科技大學信息系統與管理學院2013年12月提交的2013年度西藏自治區地熱地球物理勘查成果報告(錯那地熱田部分)資料,錯那地熱田在勘探區范圍內沒有發現明顯的熱源,區域性逆沖斷裂是該地區的深部導熱通道。本區斷裂分南北向和東西向兩組。二者交匯部位是熱儲發育的有利部位。推測錯那地熱田1000m埋深熱儲溫度100150,2000m埋深最高溫度
32、可達200。勘查覆蓋區內二級有利區總面積10km2,其中深部地熱區(1000m)面積約7km2。淺部氣水當量折合成產水量按3000噸每天計算,深部氣水當量折合成產水量2000噸每天推算,淺部水熱資源量為16MW,深部水熱資源量為14MW。二者的總和為30MW。并認為錯那地熱田具備地熱供暖條件。 根據本次施工驗證ZKWTY01孔地質及測井資料,ZKWTY01孔未揭露F1斷層,該孔地溫梯度5.72/100m。可以看出,本次驗證區屬于地熱異常區。錯那縣城地熱顯示區的淺層地熱受到斷裂構造的控制,淺部熱儲埋藏深度4060m;深層地熱未揭露,需要做進一步的驗證工作。 第四章 地熱地質條件第一節 區域地質區
33、內主要出露地層有前震旦系、三迭系、侏羅系、白堊系和第四系。1、前震旦系聶拉木群(AnZny)在區內沿高喜馬拉雅主脊呈NWWSEE方向呈弧形展布。可分為上部結晶巖和下部結晶巖。上部結晶巖下段為藍晶黑云片巖、黑云石英片巖夾石榴黑云斜長變粒巖、石榴角閃斜長變粒巖、二云石英片巖等,以存在富鋁硅酸鹽礦物藍晶石為特征;中段主要為含榴二云石英片巖夾石英巖,黑云斜長變粒巖、含榴矽線黑云斜長片麻巖、含二云變粒巖夾二云石英片巖、石榴角閃變粒巖等,矽線黑云片麻巖,偶夾石榴透輝大理巖;上段混合巖作用較發育。上部結晶巖下段以黑云變粒巖為主,夾黑云混合巖和少量黑云片麻巖;上段主要為黑云變粒巖、夾黑云石英片巖和角閃石英片巖
34、。2、三迭系(T)涅如組(T3n)根據巖性可劃分上、下兩部。下部以深灰色頁巖為主,含砂質結核;上部為鈣質砂巖、細砂巖、長石石英砂巖和深灰色板巖。3、侏羅系(J)日當組(J1r)巖性為一套灰黑色深灰色頁巖、鈣質頁巖為主夾泥巖灰巖,含硅質結核,并見有灰綠玢巖侵位于頁巖中。遮拉組(J2z)巖性為一套含中、基性火山巖的深海淺海菊石細碎屑巖,以深灰、灰色砂巖、頁巖為主夾玄武巖及安山巖等。維美組(J3z)巖性為深灰色砂頁巖為主夾泥灰巖、硅質巖、凝灰巖等,含豐富的浮游型箭石、菊石等。4、第四系(Q)區內第四系較發育,分布廣泛,有殘積、坡積、沖積、冰川沉積、沼澤沉積、湖泊沉積。第二節 地質構造簡述該井處于錯那
35、縣城西北,受斷裂構造和褶皺構造的控制,主要斷裂構造為F1、F2斷層。1、斷裂構造F1為一條南北向的構造破碎帶,地表表現為逆斷層,走向355,構造破碎帶寬50m,破碎帶總體傾向向西,傾角近80,據收集的物探資料顯示斷面在深部基本接近直立。斷層帶內巖石破碎,裂隙發育,有鈣質填充。該斷層為周圍泉眼的補給提供了通道,為一條導水構造。F2斷裂,為一條隱伏斷層。被區內第四系那曲河盆地掩蓋,斷層走向近EW向,為正斷層,傾向向南。南北兩側地層及產狀不連續。2、 褶皺構造 錯那縣城位于一個背斜構造軸部,該褶皺受后期構造影響,已經破壞。根據縣城北部和南部的巖石地層產狀推斷,背斜軸線大致沿近東西方向展布,走向80左
36、右,兩翼地層為頁巖和砂巖互層,北側傾角25,傾向向北,南側傾角55,傾向南。背斜軸部已被后期構造活動所破壞,經侵蝕等作用形成河流,成為現代沼澤和沖積物的堆積場所。第三節 地熱田水文地質特征1、地表水 地表水主要為錯那曲。其水質類型為HCO3Ca型水,陽離子以Ca2+、Na+為主,其次為Mg2+和K+,陰離子以HCO3-為主,其次為SO42-、CO32-、CL-,但下游各離子成份含量均高于上游,礦化度0.045g/L。表明地熱水混入后對地表水離子含量的變化具有明顯的影響。2、 地下水 地下水類型有第四系松散巖類孔隙潛水、基巖裂隙水。 基巖裂隙水分布于錯那縣城南北兩側的基巖中,地下潛水的化學類型為
37、HCO3SO4NaCa型,陽離子以Na+、Ca2+為主,其次為Mg2+和K+,陰離子以HCO3-、SO42-為主,其次為CL-和F-。其中的K+、Na+、NH4+、Ca2+、CL-、SO42-、HCO3-、F-等離子和礦化度的含量都遠遠高于地表水,水化學組分已明顯偏向熱水。地下水的徑流方向在縣城北側由北西向南東,在縣城南部則由北徑流,在基巖與第四系接觸帶,以泉的形式出露排泄。3、 熱水 基巖裂隙熱水主要分布在錯那縣城內,面積1.5km2,地表水熱顯示類型主要為熱泉和放熱冒汽地面。熱儲層為三疊系曲龍貢巴組砂巖。 地熱水化學分析資料表明,本區熱水具有礦化度低、偏堿性的特點,水質類型為HCO3CO3
38、SO4Na、SO4HCO3Na型。熱水PH值為8.499.6,礦化度在0.280.37g/L,熱水中主要組份為Na+、K+、Ca2+、SO42-、HCO3-、CO32-、CL-、F-、SiO2,微量組份為Li+、Cu2+、NO32+等,熱水中缺少Mg2+。與冷水相比,熱水中的Li+、SO42-、CO32-、HCO3-、F-、SiO2等的含量相對較高,這與其它地區熱水的主要區別,也是本區地熱流體的重要特征。地熱氣體中的主要成份為N2+,氣體中未檢測CO2和NH3組份,H2S含量約16ppm,He含量比較高。可以判定地熱氣體是殼源組份和大氣組份的混合物。一般來說,板巖、泥巖中富含放射性元素鈾和釷,
39、應當是氣體中氦組份的母源。 第四節 本次揭露地層巖性特征根據巖屑錄井、鉆時錄井與綜合測井資料,結合區域地質資料分析對比,本次鉆探揭露地層為:(見表4-1)三迭系上統涅如組T3n界系統組井深層厚巖性綜述中生界三迭系上統涅如組1228.061228.06上部以深灰色灰色細粒砂巖、長石石英砂巖和板巖為主,板巖含有砂質結核及黃鐵礦結核泥質膠結,較疏松。下部以深灰色灰黃色頁巖,砂泥巖互層為主。巖石破碎,較疏松,裂隙發育。表4-1 錯那縣ZKWTY01號地熱井鉆遇地層簡表第五節 巖性與電性特征1、三迭系涅如組(T3n)該井揭露三迭系涅如組地層厚度為1228.06m,未揭穿該地層。巖性:上部以深灰色灰色細粒
40、砂巖、長石石英砂巖和板巖為主,板巖含有砂質結核及黃鐵礦結核。下部以深灰色灰黃色頁巖,砂泥巖互層為主。砂巖成份以長石為主,石英次之,巖石破碎,質純、性軟,較疏松,泥質膠結,裂隙發育。該地層中據測井解釋成果反映, 160.15m1218.00m井段有46層砂巖,砂巖總厚度737.25m,砂厚比為60.53%,單層厚度最大為43.90m,最薄為1.55m,平均單層厚度16.03m。電 性: 2.5m視電阻率呈齒狀,中間夾尖峰狀中低阻,自然電位曲線呈小型“U”或“V”字型,低幅度負異常。自然伽馬曲線呈小漏斗型低幅度異常,多為負異常。第六節 熱儲特征及其埋藏條件 根據西藏自治區地質礦產勘查開發局地熱地質
41、大隊2012年10月提交的西藏自治區錯那縣城地熱資源勘查報告可知,錯那縣城地熱顯示區的熱儲為基巖熱儲,以裂隙型為主,分布在縣城西部。 基巖熱儲以上為第四系松散層構成。主要發育在縣城南側錯那河一帶,由亞砂土、礫石、泥礫、黏土等多種類型的松散巖層組成,其中部分亞砂土和黏土石層含水性差,構成隔水層,覆蓋在基巖上,但厚度不大,據鉆孔揭露,第四系厚度埋深在15m以上。 錯那縣城的基巖熱儲層發育在三疊系上統曲龍貢巴組砂巖中,埋深厚度4060m。由于斷層發生的位置、裂隙發育的程度不一致,儲層內水蝕變的程度也有很大的差異,在靠近斷層發育的地段,水熱蝕變較強,而遠離斷層和裂隙發育的地段,表現的較弱。根據ZK2孔
42、終孔后48小時測得的井溫曲線,040m井溫從55增加到62,4060m井溫為68,其上部為對流型,下部為傳導型。上部溫度低,與熱水在上升過程中受到潛水混入有關。 該孔主要驗證深層地熱的埋藏情況、F1斷層的導熱情況、斷層破碎帶裂隙熱水運動和儲存的空間。根據測井資料,本孔未揭露F1斷層,但屬于地熱異常區,地溫梯度5.72/100m。綜合以上分析表明,錯那縣城地熱顯示區的淺層地熱受到斷裂構造的控制,淺部熱儲埋藏深度4060m;深層地熱未揭露,需要做進一步的驗證工作。第七節 開采段的確定經錯那縣人民政府和有關單位技術人員共同協商,考慮對水溫和水量要求,經對測井資料的綜合分析,確定開采部分為三迭系上統涅
43、如組,涅如組為主要目的儲熱層,確定取水段為401.801228.06m,止水層段深度為401.80m。第五章 成井工藝第一節 成井結構該地熱井完鉆深度1228.06m,本井為三級成井結構(詳見表5-1井身結構示意圖及圖5-1)。本次套管下深位置深度由甲方及相關設計單位提供,根據不同井徑下入兩種規格國產石油無縫鋼管。在井深0.00160.55m,井徑為444.5mm,下入直徑339.7mm石油無縫鋼管作為泵室段套管,長度161.05m,下入井深160.55m,露出地面0.5m。在339.7mm的泵室段套管外環狀間隙內,采用G級油井水泥全井段封固。井深160.55401.80m,井徑為311mm;
44、從150.05401.80m下入直徑244.50mm國產石油無縫鋼管長度251.75m,在244.5mm套管外環狀間隙內,采用G級油井水泥全井段封固。339.7mm與244.5mm套管重合段長度10.5m。在339.7mm管內與244.5mm管外環狀間隙內用穿袖式水泥封閉止水。在井深401.801228.06m,井徑241.3mm,完井方式裸眼。表5-1 井身結構示意圖名 稱鉆頭尺寸/鉆進深度(mm/m)井管規格/井管下深(mm/m)備 注泵室井管444.5/160.55339.7/160.55 339.7mm井管與244.5mm井管采用懸掛器連接,其重合段10.5m 生產井管311/401.
45、80244.5/401.80生產井管241.3/1228.06裸眼 圖5-1 井身結構示意圖第二節 止水位置與方法止水位置自上而下分別設在泵室段160.55m,采用水泥全段封閉固井,第二次設在150.05401.80m處,采用水泥全段封閉固井。在泵室管339.7m與244.5mm之間的環狀間隙內,采用穿袖式封閉止水。第三節 洗井洗井工作于2015年3月29日0:00時開始,至3月31日8:00結束。下入127mm鉆桿至孔底,進入洗井階段。利用高壓水泵噴射高壓水流反復沖洗孔壁,直到井口出水澄清無沉淀,證明洗井質量可靠。后起鉆進至鉆孔中部,利用空壓機氣舉洗井,洗井持續20小時,直到水清砂凈。經水質
46、分析,含砂量符合規范要求。說明本次洗井工作可靠。第六章 抽水試驗第一節 抽水試驗情況洗井結束后,開始測定近似穩定靜水位,從地面算起,初始水頭高45.20m。根據地質技術設計要求和規范規定,該井進行了三個落程抽水試驗。抽水試驗于2015年3月31日8時00分開始,至2015年4月2日7時30分結束。各落程抽水試驗結果詳見表6-1與附圖抽水試驗QSt歷時過程曲線圖及Q=f(S)曲線圖、q=f(S)曲線圖。表6-1 抽水試驗成果表含水層段(m)403.90907.45含水層厚度(m)132.60初始水頭高度(m)45.20恢復水位(m)45.20抽水落程大落程中落程小落程延續時間(時分)24時00分
47、11時30分12時00分穩定時間(時分) 12時30分8時30分 9時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單位涌水量q(L/sm)0.5270.6900.942水溫()484848抽水試驗日期3月31日8時00分4月2日7時00分第二節 涌水量計算 根據西藏地勘局地熱地質大隊在前期論證階段已施工的2口淺井,結合本孔資料顯示,該地區第四系地下水豐富,深層地下水較豐富。本次施工的錯那縣城地熱供暖工程ZKWTY01井抽水實驗成果見下表6-2。表6
48、-2 抽水實驗計算成果表抽水順次降深值(米)涌水量(升/秒)單位涌水量(升/秒)滲透系數(米/日)影響半徑(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計算公式如下:K=lg R=10S式中:K含水層滲透系數(m/d) Q涌水量(m3/d)S水位降深(m)M含水層厚度(m)R影響半徑(m)r鉆孔半徑(m)通過上式計算,本次施工的錯那縣城地熱供暖工程ZKWTY01井最大涌水量為1288.24(m3/d),正常出
49、水量928.97(m3/d)。第三節 地熱井可采量計算與保護范圍評價依據地熱資源地質勘查規范GB/T 116152010和全國礦產儲量委員會儲辦發199651號審批地熱單井地質報告的幾點要求文件中提出的評價模式及程序為準,對該井可開采量與保護范圍作如下評價。1、單井可開采量評價地熱井每天可開采出的熱量可用下式計算:Wt=4.1868Q(t-t0)=2187.8 KW公式中:Wt熱水井排放的總熱量(KW)Q熱水井可開采量,取平均涌水量10.752(L/S)t地熱井口水溫度,取48t0地層常溫帶溫度,取-0.64.1868單位換算系數地熱井年開采累計可利用的熱能量可用下式估算:Wt=86.4DWt
50、/K=1.15108106J公式中:Wt開采一年可利用的熱能(106J) D全年開采日數(取365天) Wt上式計算得出的熱功率值(KW) K熱效比(按燃煤鍋爐的熱效率0.6計算) 86.4單位換算系數2、本井采暖面積評價F=48.46Q(t1-t0)/Qf=25210m3公式中:Qf居室采暖指標(W/m3),取50 W/m3。Q熱水井可開采量,取平均涌水量928.97m3/dt1地熱水采暖進水口溫度,取48t0地熱水采暖出水口溫度,取203、地熱井保護范圍評價 R=1199.9m公式中:Q地熱井產量(平均涌水量928.97m3/d) f水比熱/熱儲巖石比熱的比值,取4 H熱儲層厚度(200m
51、) R地熱開采100年排出熱量對熱儲的影響半徑(m)通過計算,錯那縣ZKWTY01號地熱井當水位降深17m時,涌水量為38.71m3/h,該井每年開采利用的熱量是1.151014J,為縣城可提供25210m2的供暖面積。錯那縣城ZKWTY01號開采100年對熱儲層的影響,即本井保護范圍,經計算,影響半徑為1199.9m。本方法的計算可以粗略的估計地熱的利用情況,為甲方今后地熱井科學合理利用,及整個區域地熱資源的科學開發規劃提供了參考依據,同時為地熱勘探開發中地熱資源計算的編寫提供了必要的參考數據。第七章 地下熱水水化學特征與水質評價第一節 水化學特征及物理性質該井水質化驗工作由我隊委托具有取得
52、國家承認資質的單位(陜西工程勘察研究院水土檢測中心)做水質化驗分析。根據水質化驗分析報告可知:該地熱水水化學類型為硫酸重碳酸鈉型水(SO4HCO3Na)。總礦化度為280mg/l,總硬度45.0mg/l,pH值8.49,屬弱堿性水。物理性質:色度小于5.0度,濁度小于1.0度,無臭、無味,少量肉眼可見物。細菌總數20CFU/ml,大腸菌群0MPN/100mL。詳見附表水質分析檢驗報告。第二節 水質評價1、生活飲用水評價 按照國標GB57492006生活飲用水衛生標準進行評價,該地熱水中有2項超標,不能作為生活飲用水,詳見表7-2-1。2、醫療熱礦水評價 按照國標GB/T 116152010理療
53、熱礦水水質標準進行評價,該地熱水中氟、硅達到礦水濃度。達到命名礦水濃度的有:氟水、硅水(詳見表7-2-2)。 按國家醫療熱礦水的水質標準,水中氟含量在2毫克/升以上者稱氟水。既可浴用,又可飲用,對人體具有良好的醫療、保健作用。人體攝人適量的氟,有利于鈣和磷的利用及在骨骼中沉積,可加速骨骼的形成,增加骨骼的硬度。而缺氟或攝人過量的氟,都會造成不良后果。如骨質松脆、易骨折或發生齲齒和斑釉牙、骨硬化癥等。硅水對皮膚粘膜有潔凈洗滌消退作用。如濕疹、牛皮廯、蕁麻疹、瘙癢癥等。3、一般鍋爐用水水質評價依據水文地質手冊(地質出版社,1979年)工業用水的水質標準和水質評價一節進行評價,鍋爐用水的水質評價主要
54、是鑒定水的成垢作用、起泡作用以及對鍋爐壁的腐蝕作用。計算結果及評價結果詳見(表7-2-3)。該水為水垢很多的水,具有硬沉淀物的水、起泡的水、非腐蝕性的水。評價指標按斯特布列爾公式分別計算。現將各計算公式列后;(1)水垢總量(mg/l)Ho=S+C+36rFe2+17rAl3+20rMg2+59rCa2+式中:S水中懸浮物含量(mg/l)C膠體(SiO2+Fe2O3+Al2O3)含量(mg/l)(2)硬垢系數Kh=Hh/Ho式中:Hh堅硬鍋垢的重量(mg/l) Hh=SiO2+20rMg2+68(rCl+rSO42rNa+rK+)式中:SiO2硅酸含量(mg/l)如果括號內為負值可以略去不計。(
55、3)起泡系數 F=62rNa+78rK+(4)腐蝕系數 Kk=1.008(rMg2+rHCO3)以上四式中:rFe2+、rAl3+、rMg2+、rCa2+、rNa+、rK+分別為Fe2+、Al3+、Mg2+、Ca2+、Na+、K+等離子的含量(mmol/L)表7-2-1 生活飲用水水質評價項 目標 準本地熱井化驗結果評 價感管性狀和一般化學指標色度色度不超過15度,并不得呈現其他異色5.0度渾濁度不超過3度,特殊情況不超過5度1.0度 臭和味不得有異臭味無肉眼可見物不得含有少量超標pH6.58.58.49總硬度45 mg/l45.00mg /l鐵0.3 mg/l0.08mg/l錳0.1 mg/
56、l0.05mg/l銅1.0 mg/l0.001mg/l鋅1.0 mg/l0.005mg/l揮發酚類0.002 mg/l0.001mg/l 硫酸鹽250 mg/l81.70mg/l氯化物250 mg/l10.60mg/l溶解性總固體1000 mg/l280.0mg/l毒理學指標氟化物1.0 mg/l4.46mg/l超標氰化物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鎘0.01 mg/l0.0005 mg/l mg/l鉻(六價)0.05 mg/l0.005mg/l鉛0.05 mg
57、/l0.001mg/l銀0.05 mg/l0.001 mg/l硝酸鹽20 mg/l2.511 mg/l細菌學指標細菌總數100 個/ml20個/ml總大腸菌群3 個/l0MPN/100mL放射性指標總放射性0.1BqL 0.02 BqL總放射性1 BqL0.42BqL 表7-2-2 醫療熱礦水水質評價表成 份有醫療價值濃 度(mg/l)礦水濃度(mg/l) 命名礦水濃度(mg/l)本地熱井熱礦水濃度(mg/l)命名二氧化碳25025010000.00總硫化氫1120.006氟1224.46氟水溴55250.25碘1150.10鍶1010100.91鐵1010100.08鋰1150.12鋇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 一般鍋爐用水水質評價表項 目標準值級別分類水質化驗計算成果水質評價水垢總重量Ho(毫克/升)HoHo125水垢少500Ho250水垢多Ho500水垢很多沉淀物性質 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數FF60不起泡的水4477.8起泡的水60F200起泡的水腐蝕系數KkKk0腐蝕性的水Kk=92.23Kk+0.0503Ca=-91.83非腐蝕性的水Kk0半腐蝕性的水Kk0,Kk+0.0503 Ca0非腐蝕性的水4地熱水對混凝土及鋼
59、結構的腐蝕性評價(1)對混凝土腐蝕性評價依據國標GB5002194巖土工程勘察規范進行評價(見表7-2-4)。 表7-2-4 地熱水對混凝土結構腐蝕性評價表 腐蝕等級水中的Cl含量(mg/l)本井水中Cl含量(mg/l)評 價長期浸水干溫交替10.60混凝土在干濕交替時,水對混凝土結構不具有腐蝕性弱5000100500中5005000強5000從表7-2-4中可知:該地熱井中所用水泥固井材料,在長期浸水時,水對混凝土結構不具有腐蝕性。(2)地熱水對鋼結構腐蝕性評價依據國標GB5002194巖土工程勘察規范進行評價(見表7-2-5)。表7-2-5地熱水對鋼結構腐蝕性評價表 腐蝕等級pH值和(Cl
60、+SO42)含量本井水中指標含量評 價弱pH311, (Cl+SO42)mg/l500pH=8.49Cl+ SO42= 92.3mg/l500本井地熱水屬弱腐蝕等級中pH311, (Cl+SO42)mg/l500強pH3,(Cl+SO42)mg/l任何濃度從表7-2-5中可知:該地熱水對鋼管具有弱腐蝕性。本表系指氧能自由溶入的水及地下水,對地熱來說,在地下熱水水位變動帶內及動水位以上部位,若井口不進行密閉,就會有大量的氧溶入,將會加速對此段鋼管的腐蝕,所以井口裝置一定要密閉減緩地熱水對鋼管的腐蝕速度。第三節 地熱水排放對環境影響評價依照中華人民共和國城鄉建設環境保護部頒發的CJ1886污水排入
61、城市下水道水質標準,要求排入下水道的污水水質,其最高允許濃度必須符合“污水排入城市下水道水質標準”。現將地熱水中的各項目最高含量與“污水排入城市下水道水質標準”中的各項最高允許濃度列表對照,見表7-3-1。從表7-3-1中可以看出,該地熱水溫度超標外,其它均沒有超過最高允許排放濃度。因此,該地熱水需要進行降溫處理后,無須進行其它處理,即可排入城市污水管網中,不會對環境產生污染。表7-3-1 污水排入城市下水道水質標準序號項目名稱最高允許濃度本井化驗驗結果序號項目名稱最高允許濃度本井化驗結果1pH值698.4916氟化物154.462懸 浮 物400-17汞及無機化合物0.050.000053易
62、沉固體10ml/l 15min-18鎘及無機化合物0.10.00054油 脂100-19鉛及無機化合物10.0015礦物油類20-20銅及無機化合物10.0016苯 系 物2.5-21鋅及無機化合物50.0057氰 化 物0.50.01,按規范要求盡機械能力做三次降深,經驗收,抽水試驗質量達合格標準。 含水層深度起403.90米水位標高4356.43米套管或過濾管口徑244.5毫米止907.45米孔隙率%厚度132.60米下入孔內深度401.80米抽水工具規格水泵2000J32-200穩定水位跳動誤差1%穩定流量跳動誤差10%壓風機2%20%拉桿泵3%30%抽水順次延續時間穩定時間降深值(米)
63、涌水量(升/秒)單位涌水量(升/秒)滲透系數(米/日)影響半徑(米)計算公式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錯那縣城地熱供暖工程ZKWTYO1號地熱井水質檢驗報告2管材質量證明書3固井水泥合格證4. 合同復印件1錯那縣城ZKWTYO1號地熱井水質檢驗報告附圖:1抽水試驗QSt歷時過程曲線 2Q=f(S)曲線圖 1份3q =f(S)曲線圖 1份4 . 錯那縣城ZKWTY01井綜合成果圖(比例尺1:500) 1份1 抽水試驗Qt、St歷時過程曲線2Q=f(S)曲線圖Q=f(s)關系曲線3. q=f(S)曲線圖q=f(s)關系曲線