KT178 型取心钻具在共和干热岩钻井中的应用
2021-02-02张恒春王稳石王跃伟曹龙龙
张恒春,王稳石,李 宽,王跃伟,闫 家,曹龙龙,胡 晨,2
(1.中国地质科学院勘探技术研究所,河北廊坊065000;2.中国地质科学院,北京100037)
1 地层情况
共和盆地位于西秦岭造山带西端、青海省东中部,隶属于青海省海南藏族自治州,南北宽90 km、东西长 210 km,总面积 21186 km2,海拔 3000 m 左右[1-2]。共和盆地地处多个造山带(西秦岭、东昆仑、祁连)和块体(柴达木和欧龙布鲁克)交接转换的重要结点地区,经历了早古生代-晚古生代的裂谷坳陷与中生代以来的陆内构造演化2 个阶段,是我国干热岩资源分布的重要区域之一[3-4]。共和盆地干热岩勘查工作始于2011 年,测算本地区地温梯度为5.42~5.81 ℃/100 m,明显高于全球平均地温梯度。2014 年,共和 DR3 井在井深 2927 m 钻获 181 ℃干热岩;2017 年,GR1 井在井深 3705 m,钻获 236 ℃干热岩;2019 年,GH-01 井在井深 4002 m,钻获 212.3 ℃干热岩,均证明该地区具有良好的干热岩勘探开发前景[5-7]。根据共和盆地近年钻探资料,其地层分布如表 1 所示[8-9]。

表1 共和盆地岩性特征Table 1 Lithology at Gonghe Basin
干热岩的最新定义为内部不存在或仅存在少量流体,温度高于180 ℃的异常高温岩体。共和盆地干热岩埋藏深度基本稳定,温度达180 ℃的干热岩埋深基本在3000~3200 m,岩性以花岗岩、黑云母二长花岗岩为主。区域内花岗岩地层裂隙较发育,研磨性强,硬度高,岩石单轴抗压强度在180~275 MPa 之间,可钻性差[10-13]。区域内干热岩勘探井以点取心为主,取心井径大多设计为152 mm,即使在完钻井径为216 mm 井眼,也大多采用“小径取心,大径扩眼”的方式完成取心工作,大直径同径取心技术应用较少[14-15]。
2 钻具设计
页岩气、地热等非常规能源勘探大多以大口径(完钻井眼直径215.9 mm)钻井为主,取心设计通常为每间隔100~200 m 取一次岩心。……
