地熱井施工風險控制探討

陶宇龍

（陜西省煤層氣開發利用有限公司澄合分公司，陜西 渭南 715200）

1 引言

在人們節能環保意識不斷增強的背景下，做好新能源開發與利用已成為社會主要發展趨勢。在眾多新能源類型中，地熱資源屬于常見資源類型，具備無污染、儲藏量大等優勢。在地熱源開發活動中，地熱井屬于重要開發載體，其施工質量也將直接影響地熱源的開發質量。從實際應用情況來看，地熱井在施工活動中會面臨多類風險，若不能對其進行高效控制，也將增加安全事故發生概率，帶來較大的經濟損失。由此可見，加強地熱井施工風險控制對于加快施工進度，提高資源利用率有重要意義。

2 地熱井施工風險類型及原因

2.1 常見類型

地熱井施工風險貫穿于施工全過程，幾乎每個施工環節都存在風險，其風險類型包括施工合同風險、施工組織設計風險、鉆進風險、地質錄井風險、加深風險、測井風險、下管風險、固井風險、洗井和產能風險。這些風險的存在給施工帶來嚴重的不利影響，因而必須采取有效措施對其進行控制。復雜的地質環境也會增加施工風險，影響風險控制工作順利進行。另外，在地熱井施工活動中，人員操作風險也是施工期間面臨的重要問題，是施工期間需要重點關注的內容。

2.2 風險原因

基于實際應用情況可以得知，導致地熱井施工風險出現的原因可歸類為以下方面：

1）地質因素，若施工井所在區域地質穩定性較差，存在裂縫、斷層、松軟土層等問題，也將增加施工風險問題的發生概率。

2）地熱水或土壤因素，由于地熱水溫度較高，溶解了大量礦物質，尤其是氯離子和溶解氧，對金屬的腐蝕性較強。而且在特定環境下，金屬井管外的土壤環境存在腐蝕性微生物，也會引起金屬腐蝕，形成腐蝕電池，對金屬井造成腐蝕，影響結構穩固性。

3）人員因素，在地熱井施工過程中，由于施工人員綜合能力有待提高，在施工過程中容易出現人為失誤，如單次鉆進深度過大、進尺快劃眼不及時、井眼光滑度差等，從而影響地熱井施工結果的可靠性。

4）鉆進工藝因素，在鉆進活動中隨著鉆進深度的增加，使鉆渣總量不斷增多，如果不能及時將多余鉆渣輸送到外界，那么因鉆渣沉淀而致重復碾磨，加上鉆進參數未進行合理控制，有可能導致井壁坍塌埋鉆、卡鉆問題。

3 地熱井施工風險控制難點

3.1 勘察過程比較困難

從實際應用情況來看，在地熱井施工風險控制過程中存在勘察過程比較困難的特點。該內容體現在以下方面：

1）地熱井施工時，需要對區域地質情況進行全面梳理，所整理的資料完善度越高，施工井作業過程的安全性也越強。但施工井施工深度較大，地層復雜度較大，即使有綜合物探技術、地震波勘探技術等技術的輔助，采集到的資料的完善度依然存在較多不足，使施工活動面臨較多的風險。

2）在勘察活動中，企業的預投入資金量較少，在資金因素的限制下，所使用的技術手段較為落后，且聘請的專業隊伍能力不足，給勘察工作的推進帶來諸多不便，這樣也直接影響了采集數據的使用價值，影響后續施工活動的有序進行。

3.2 風險評估難度較大

在地熱井施工風險控制過程中，還面臨著風險評估難度較大的管理難點。為確保施工活動有序進行，提高地熱井的施工質量，在施工前需要做好施工風險評估，這樣才可以對施工風險進行全面控制，擬定更加可靠的風險控制方案，營造更加安全的施工環境，以免施工安全事故發生。但從實際作業情況來看，一些項目由于前期地質勘察資料的完整性較差，使得所擬定的評估方案中指標的可靠性較差，這樣得到的評估結果質量較差，無法為風險控制活動的推進提供有效參考。而且在風險評估活動中，若采用的技術不夠先進，會使地熱井施工風險評估結果的可靠性較低，給施工風險控制帶來較為嚴重的負面影響。

3.3 風險控制難度較大

根據2.1 的內容可知，地熱井施工過程中，其風險貫穿了整個施工過程，如果其中某個環節存在問題，那么很容易引起連鎖反應，造成施工風險問題。但地熱井的作業內容繁多，并且所處環境位于地下，相較于地面上施工，地下施工控制難度更高，而且監督過程的時效性也存在一定延遲，這樣會給工程施工風險控制活動的推進帶來不利影響，進而影響施工環境的安全性。

4 地熱井施工風險控制要點

4.1 做好地層預測工作

通過做好地層預測工作，可以加快施工鉆進速度，降低地層帶來的負面影響。在地熱井施工中，地質情況的復雜度較高，因此，在地層預測工作中應注意以下內容：

1）搭建完善的地層勘測體系，其內容涉及勘測技術、勘測時間間隔、勘測內容等，其間需要提高資金投入以及勘察技術的先進性，從而獲取更加全面、有效的勘測資料，為后續預測活動的推進奠定基礎。

2）基于計算機技術輔助數據處理，如采用BIM 技術可以建立該地區的數字模型，直觀地呈現該地區的地質情況，這樣在地熱井施工過程中，可以對鉆進參數進行合理控制，從而更好地避免停鉆問題，確保地熱井施工活動的有序進行。

3）做好歷史數據的整理和存儲，為同類型項目施工活動的進行提供有效參考。

4.2 提高施工設計水平

提高施工設計水平，可以對鉆進施工提供有效指導，確保施工推進過程的有序性?；谝酝┕そ涷灴芍?，地熱井施工期間很容易出現鉆井漏失的問題，而且對其封堵時的整體難度較高，對設計工作水平要求較高。在實際設計中，需要對以往四開井身結構進行調整，如先利用一開套管進行施工，再下到頂面位置并且順利鉆穿之后，再進行二開套管的施工，最后進行固井操作。此類設計方案在應用中，相比以往的施工模式，可以更加高效地防止鉆井液漏失現象，同時可以對存在的滲漏問題進行及時封堵，以確保施工活動的有序進行。為不斷提升地熱資源的利用效率，需要做好綜合布局工作，如利用兩采一罐設計模式進行布局，提升地熱資源利用效率。

4.3 加強鉆進參數控制

通過加強鉆進參數控制，能夠提升鉆進結果的可靠性，減少鉆進問題帶來的施工風險。在具體實踐中，應注意以下內容：

1）在鉆具安裝活動中，需嚴格遵循相應的規范，依次進行鉆具組裝、中心點偏移量校核、水平性校核等，從而提高鉆具安裝結果的可靠性，為后續鉆進活動的推進奠定基礎。

2）在鉆進過程中也需要做好參數控制，內容包括鉆進速度、泥漿比例、鉆進壓力等，整個鉆進過程的參數也需要做好動態調整，以此確保鉆進過程的持續性。

3）如果在鉆進活動中遇到鉆進故障，需要及時做好檢查與分析工作，從而加快故障排查速度，以此確保鉆進施工活動的有序進行，提高地熱井鉆進結果的可靠性[1]。

4.4 做好材料質量控制

做好材料質量控制，可以從根源上減少地熱井施工問題，以提高施工結果的可靠性。在地熱井施工活動中，用到的施工材料及工具包括鉆頭、鉆井液材料、水泥、套管等，這些材料與工具的應用質量也將直接影響地熱井施工質量。在具體實踐中，應注意以下幾點：

1）做好地質材料整理，根據地質材料整理結果選擇契合該地區的施工材料，擬定材料采購計劃，在計劃中細化相應的參數，嚴格按要求進行材料采購，確保采購材料的質量。

2）在施工材料進入施工現場前，也需要做好材料質量的校核工作，等待其質量滿足要求后再按要求進行存儲，以此來提高施工材料應用過程的統一性，滿足相應的施工要求[2]。

4.5 提高人員綜合素養

通過提高人員綜合素養，能夠減少人為因素帶來的負面影響?；诮y計數據顯示，超過70%的施工風險都和人員操作能力有關，做好人員綜合素養控制對于提高施工有序性有積極的意義。在具體實踐中，應注意以下幾點：

1）做好施工隊伍的選擇工作，參與地熱井施工的團隊，需具備完善的管理體系、具備一定的施工經驗、人員平均能力水平較高等特點，這也是減少施工問題的重要保障。

2）在工程施工前需要做好技術交底工作，在地熱井施工活動開始前，技術人員需要做好施工培訓工作，幫助施工人員梳理地熱井施工過程中的相關工序，明確各工序的施工要點和管理要點，而且技術人員也會全程參與到工程當中，從而提高施工過程的有序性，降低施工風險問題發生的概率[3]。

4.6 做好過程監督工作

通過做好過程監督工作，可以及時處理存在的風險隱患和施工問題，以確保施工活動開展過程的有序性。在具體實踐中，也需要注意以下內容：

1）建立完善的過程監督體系，在地熱井施工區域周圍布設監測點，對鉆井過程的沉降、形變等情況進行監測，對于存在的問題進行及時處理，以維持穩定的鉆井作業環境。

2）在鉆井施工過程中，需要對鉆進過程的巖屑進行及時檢查，也需要對鉆機工作狀態進行監督，從而更好地完成地層跟蹤判斷工作，以確保施工過程的有序進行，更好地預防施工鉆進風險。

3）擬定應急處理體系，基于上述資料可知，在地熱井施工過程中面臨著許多施工風險，這些風險具備突發性、危害性大等特點，因此，需要在風險突發后，及時采取措施進行處理，從而減少施工問題發生后帶來的負面影響，提高施工結果的可靠性[4]。

5 結語

綜上所述，做好地層預測工作可以加快施工鉆進速度，提高施工設計水平，可以對鉆進施工提供有效指導；加強鉆進參數控制，能夠提升鉆進結果的可靠性；做好材料質量控制，可以從根源上減少地熱井施工問題；提高人員綜合素養，能夠減少人為因素帶來的負面影響；做好過程監督工作，可以及時處理存在的風險隱患、施工問題。通過采取以上措施來提高工程施工風險管控水平，對于加快地熱井施工進度，提高工程作業質量有積極的意義。