NB-T11154-2023干热岩钻井技术规范.docx

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1、ICS01.040.27CCSF15NB中华人民共和国能源行业标准NB/T111542023干热岩钻井技术规范TechnicalspecificationforHDRwelldrilling2023-02-06发布2023-08-06实施国家能源局发布目次前言I1范围12规范性引用文件13术语和定义24总则35干热岩钻井工程设计46钻井设备选择与安装67钻井工艺78钻井液179测井2010井控2011固井2112完井2313井下复杂情况的预防与处理2414干热岩钻井工程质量2715工程技术报告与资料归档2916健康、安全与环保30附录A（资料性）钻井设计用表35附录B（资料性）水基钻井液抗温性

2、评价方法37附录C（资料性）发泡液基液发泡性能，抗盐、抗钙（镁）与抗油污染性能试验评价方法.38附录D（规范性）干热岩钻井工程技术报告编写提纲39附录E（资料性）抗高温钻井液处理剂42参考文献43-i-A-刖百本文件按照GB/T1.12020标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则的规定起草。本文件由中国石油化工集团有限公司提出。本文件由能源行业地热能专业标准化技术委员会归口。本文件起草单位：山东省鲁南地质工程勘察院（山东省地质矿产勘查开发局第二地质大队）、中国石油集团长城钻探工程有限公司工程技术研究院、山东省地勘局第二水文地质工程地质大队（山东省鲁北地质工程勘察院）、中国地质科学院

3、水文地质环境地质研究所、中国地质科学院勘探技术研究所、河北省煤田地质局第二地质队（河北省干热岩研究中心）、中国石化集团新星石油有限责任公司、山东省地质矿产勘查开发局、中国地质大学（武汉）、中国石油大学（北京）、吉林大学、中国科学院武汉岩士力学研究所、北京泰利新能源科技发展有限公司、中国地质科学院探矿工艺研究所、河南省地质矿产勘查开发局第二地质环境调查院。本文件主要起草人：谭现锋、高清春、赵长亮、王贵玲、李宽、刘现川、康凤新、段隆臣、王景广、黄中伟、赵丰年、胡大伟、马春红、战启帅、郭明义、叶弘宇、周策、王天放、孙立伟、张召峰、夏泊泄、王勇军、范存章、张云、陈莹、卢玮、罗光强。本文件为2023年首

4、次发布。干热岩钻井技术规范1范围本文件规定了干热岩钻井工程的钻井工程设计、钻井设备选择与安装、钻进方法、钻井液、测井、井控、固井、完井、井下复杂情况的预防与处理、钻井工程质量、工程技术报告与资料归档、健康安全与环保等相关技术要求。本文件适用于为勘探开发干热岩资源而进行的钻井工程设计、施工和过程管理。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T5005钻井液材料规范GB6067起重机械安全规程GB6722爆破安全规程GB/T11615

5、地热资源地质勘查规范GB/T39800.1个体防护装备规范第1部分：总则GB/T16950地质岩心钻探钻具GB50194建筑工程施工现场供电安全规范Q2004-2005地质勘探安全规程AQ/T9006企业安全生产标准化基本规范DZ/T0227地质岩心钻探规程DZ/T0260地热钻探技术规程NB/T10097地热能术语NB/T10704地热井钻前工程和设备安装技术规范SY/T5216石油天然气工业钻井和采油设备钻井取心工具SY/T5217金刚石钻头SY/T5374.1固井作业规程第1部分：常规固井SY/T5412下套管作业规程SY/T5466钻井工程及井场布置技术要求SY/T5480固井设计规范

6、SY/T5483常规地层测试技术规程SY/T5547螺杆钻具使用、维护和管理SY5724套管柱结构与强度设计SY/T5964钻井井控装置组合配套、安装调试与使用规范SY/T6415油气井录井资料质量评定规范SY/T6592固井质量评价方法SY/T6692随钻测井作业技术规范SY6952.1基本应变设计的热采井套管柱第1部分：设计方法T/CMASOOOl绿色勘查指南3术语和定义下列名词和定义适用于本文件。3.1干热岩（HDR）hotdryrock不含或仅含少量流体，温度高于180C,其热能在当前技术经济条件下可以利用的岩体。来源：NB/T10097,2.1,43.2干热岩型地热资源HDRthe1

7、1nalresources在当前技术经济条件下，可从干热岩岩体中开采利用的热能。3.3干热岩钻井HDRdrilling以勘探或开发干热岩型地热资源为目的而实施的钻井工程。3.4干热岩井HDRwell为勘探或开发干热岩型地热资源，按照一定的施工方式在地层中钻成的井眼。3.5开采井productionwell用于将在干热岩岩体内经过换热后的换热工质从干热岩岩体内开采至地面的井。来源：DZ/T0260,4.2.1,有修改3.6注入井（回灌井）reinjectionwell用于将换热工质注入（回灌）至干热岩岩体的井。来源：DZ/T0260,4.2.1,有修改3.7干热岩井井身结构HDRwellbore

8、structure干热岩钻井井径、下入井内套管直径、水泥固井随井深变化的层次。井身结构要素包括各井段直径与深度，以及下入套管的规格与深度、水泥封固的长度等。3.8干热岩复合钻井HDRCompounddrilling干热岩钻进过程中通过地表转盘或顶驱驱动钻杆柱和井底动力钻具给钻头提供扭矩或冲击功来实现高效碎岩的钻井工艺。3.9干热岩高温钻井液HDRhigh-temperaturedrillingfluid在干热岩钻井过程中，钻井液耐温能力应不低于井底静止温度，以其多种工况来满足钻井工作孔壁稳定需要，在高温和循环条件下具有良好和稳定的流变性、滤失性、抑制性、润滑性、悬浮携渣性能的循环流体的总称，包

9、括高温水基钻井液、油基钻井液、复合基钻井液及含气循环介质。3.10高温钻井液冷却系统High-temperaturedrillingfluidcoolingsystem为实现干热岩高温井段安全高效钻进，对井下返回的高温钻井液进行快速降温且能确保钻井液在合适的温度下保持稳定性能的钻井液冷却系统。3.11高温固井High-temperaturewellcementing在干热岩钻井的套管柱与井壁的环状空间注入耐高温的水泥浆液使之固结封闭的工艺过程。4总则4.1 基本要求4.1.1 应充分搜集利用已有资料，在区域地质调查、遥感解译、地球化学、地球物理勘查等工作基础上，按照勘探与开采相结合的原则进行钻

10、井工程设计。在规模开采的井田区宜以开采目的进行钻井工程设计。4.1.2 干热岩钻井，施工前应进行钻井工程设计，审查批准后方可进行钻井施工。4.1.3 干热岩井井口和井径应满足取样、测井、完井、压裂和监测及开发等工艺和设备要求。4.1.4 应采用安全、高效、绿色环保的钻完井技术。4.2 干热岩井类型干热岩井类型包括勘探井、勘探开采井、开采井和注入井（回灌井）及监测井。勘探井一般为直井，多用于基本地质情况不明、勘探风险很大的地区，了解勘探区有关地层结构、厚度、埋藏深度、地温梯度、裂隙发育程度以及断裂构造等情况，为干热岩型地热资源评价和开发利用奠定基础。通常采用能满足做简单抽水试验、物探综合测井、放

11、射性测试和岩石力学物理指标测试等要求的小井径取心钻进。一勘探开采井一般为直井和定向井，多用于通过对勘探区进行地球物理勘探、资料收集和综合分析后，认为具有干热岩型地热热储的形成条件的地区，但还有某些重要资料有待查明，布设的勘探与开采结合的钻井。般井径要求较大，根据所要探求的地质问题，可分段采取少量岩心。开采井一般为直井、定向井和水平井，多用于已经发现了干热岩型地热资源，并且控制了其范围，以开采干热岩型地热资源为目的的地区。在干热岩岩体分布范围内按照合理的井距、井径钻井，由于干热岩热储层的空间分布位置等都比较明确，对录井工作的要求低，一般不需要取心。一注入井（回灌井）一般为直井、定向井和水平井，多

12、用于在干热岩型地热资源开发利用过程中。为使换热工质注入地下干热岩岩体并进入热储层而实施的钻井，换热工质在运移过程中完成与干热岩岩体的热交换，通过开采井运移至地表转变为高温高压的水蒸气流驱动涡轮机产生电能或直接用于供热。一监测井可为直井、定向井或水平井，多用于干热岩型地热资源在勘探、开采及停采阶段，用于连续记录水位、温度、压力、开采量、注入（回灌）量和蒸汽比例等，并定时取样分析工质化学组分和同位素值的钻井。基于此井取得的数据来判断热储温度、压力、工质化学组分含量及资源量的动态变化，为干热岩型地热资源的可持续开发利用与管理提供科学依据。4.3井身结构4.3.1干热岩井身结构的设计宜综合考虑钻井工程

13、的顺利进行和节约成本，且应满足不同阶段对勘探、测试、压裂、开发与监测的要求。4.3.2 应根据干热岩井类型、地质条件、完钻井径及深度、钻完井工艺方法、钻井设备等综合因素确定。设计井身结构时，一般宜预留1级2级口径。4.3.3 勘探井和监测井完钻井径一般不小于122mm,勘探开采井一般不小于152.4mm,开采井和注入井（回灌井）完钻井径一般不小于215.9mm,具体完钻井径以满足地质要求和完井要求为准。4.3.4 常用干热岩钻井井身结构见表1。表1常用干热岩钻井井身结构（500OIn以浅）开次井径mm套管直径mm一开660.4(26in)508.0(20in)二开444.5(171sin)33

14、9.7(133gin)三开311.l(121in)244.5(95gin)四开215.9(8,2in)177.8(7in)或139.7(54in)五开152.4(6in)114.3(4,sin)注1：井身结构应根据钻遇地层、设计井深、完钻井径综合调整。注2:勘探井井身结构设计宜综合考虑后期的开采利用。注3:开采井最后开套管，应满足后期压裂作业和开采要求。5干热岩钻井工程设计5.1 设计要求干热岩钻井工程设计除应满足DZ/T0260地热钻探技术规程的规定外，还应满足以下要求：a） 钻进工艺选择应满足安全、高效、绿色环保的原则，并有利于保护干热岩储层、避免或减少对干热岩储层的污染：b） 钻井平台高

15、度应满足安装井控装置要求；c）钻井液性能应有利于在高温工况下保证钻井过程顺利、安全、高效，钻井液及相关措施应符合环保要求；d） 套管强度须满足高温工况下固井和压裂作业要求：e） 井控设计中井口装置.、防喷器组、地面循环系统等耐温级别和额定工作压力应不低于预测工作温度和预测的最高地层孔隙压力，钻井装置上的液气分离器处理能力应满足井控的要求；f） 应优先选用环保节能装备和材料；g）有关内容宜以图表形式表述，设计用表参见附录A;h）设计和实际情况不符时，应及时申请设计变更并报批。5.2 设计内容5.2.1 前言5.2.1.1工程概况项目来源、钻井编号、钻井类型、井口坐标、设计井深、设计目的层、钻井目的及任务；地理位置、交通位置、气象、自然灾害、周边环境、周边建筑物抗震设防等级等情况。5.2.1.2设计编写依据项目任务书/合同/地质设计、相关标准及规范等、相关技术成果及资料。5.2