CN114016991A - 一种基于地温场分布特征确定对接井井身结构的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于地热井技术领域,具体公开了一种基于地温场分布特征确定对接井井身结构的方法,包括确定水平井和直井之间的间距,分别将水平井和直井成型至二开完钻,沿水平井和直井分别下入温度采集探头,在水平井和直井内多个同一构造单元分别采集水平井的多个第一测井温度和直井的多个第二测井温度,依据多个第一测井温度和多个第二测井温度分别确定水平井地温梯度模拟曲线和直井地温梯度模拟曲线,依据水平井地温梯度模拟曲线的增温率确定对接井造斜点范围,当水平井地温梯度模拟曲线与直井地温梯度模拟曲线具有多个相交点且变化趋势稳定时,确定水平井靶点垂深和直井垂深,依据造斜点的位置范围、水平井靶点垂深、直井垂深确定对接井井身结构。

Description

一种基于地温场分布特征确定对接井井身结构的方法
技术领域
本发明提供了地热井技术领域,尤其是本发明提供了基于地温场分布特征确定对接井井身结构的方法。
背景技术
地温场一般主要受控于基底起伏、断裂构造展布情况,同时还受地层岩性变化影响,在垂直方向上有明显的递增和突变性,水平方向上有明显的方向性和成带性,工作区总体属以传导传热为主的大地热流作用机制下形成的地热资源,其地温场无论垂向和水平方向都具有多变性,变化特征如下;(见图1)
地热异常是指地温梯度异常,是地层不受大气温度影响、温度随深度增加的增长率。关中盆地地温梯度在平面变化比较复杂,可以利用井口温度估算的地温梯度来反映水平变化规律;如图2,地温、增温率和平均地温梯度随深度变化值的大小是衡量一个地区地温场条件的重要热物理参数,因此,在开发阶段,通过地温、增温率和平均地温梯度随深度变化值来判断对地热井建设具有非常重要的意义。
发明内容
有鉴于此,本发明提供了一种基于地温场分布特征确定对接井井身结构的方法。
本发明采用的技术方案为:
基于地温场分布特征确定对接井井身结构的方法,包括
确定水平井和直井之间的间距,分别将水平井和直井成型至二开完钻,沿水平井和直井分别下入温度采集探头,并随井深深度在水平井和直井内的多个同一构造单元的相似位置分别采集水平井的多个第一测井温度和直井的多个第二测井温度,依据多个第一测井温度和多个第二测井温度分别确定水平井地温梯度模拟曲线和直井地温梯度模拟曲线,依据水平井地温梯度模拟曲线的增温率确定对接井造斜点的位置范围,当水平井地温梯度模拟曲线与直井地温梯度模拟曲线具有多个相交点且变化趋势趋于相同并稳定时,来确定水平井靶点垂深和直井垂深,依据造斜点的位置范围、水平井靶点垂深、直井垂深确定对接井井身结构。
优选的,造斜点的位置范围确定方法为:
当增温率区域恒定状态时,在恒定状态下增温率对应水平井井深的范围来确定对接井造斜点的位置范围。
优选的,依据对接井造斜点的位置范围及地温设定的下限值确定三开阶段对接井的造斜点的位置;
优选的,依据造斜点的位置、水平井靶点垂深获取对接井由垂直段向水平段的斜率,具体如下
α=Lcosα/L,
造斜点的位置L,α为水平井井与竖直方向成的夹角,Lcosα为垂深;
优选的,依据直井垂深获取直井靶点井深;
本发明中,所述“一开”表示在地表进行开钻挖孔阶段,通常一开采用Φ444.5mm钻头,套管下入深度450m,去掉重合段10m,实际悬挂位置在440m;
所述“二开”表示在一开的基础上,采用不同规格钻头进行进一步下挖阶段,通常二开采用Φ311.15mm钻头,下入二开套管深度至2000m;
所述“三开”表示在二开的基础上继续钻井阶段,通常三开采用Φ215.9mm钻头,下入三开桥式筛管至深度2500m;
本发明的有益效果为:
通过对地温、增温率和平均地温梯度随深度的变化值可以精确的获取对接井的造斜点位置、水平井靶点垂深和直井垂深,依据造斜点位置、水平井靶点垂深和直井垂深确定对接井井身结构,如此,可以保障开采范围内地温场的恒定,有利于稳定热源的输出。
说明书附图
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为关中盆地大地热流值图;
图2为渭河盆地地温异常区分布图;
图3为地热井地温随地层深度变化曲线图;
图4为地温梯度随地层深度变化曲线图;
图5为建设的水平井和直井示意图;
图中:11-造斜点,12-A靶点,13-B靶点。
具体实施例
下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本发明,在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明,但并不作为对本发明的限定。
本发明提供了一种基于地温场分布特征确定对接井井身结构的方法,包括确定水平井和直井之间的间距,分别将水平井和直井成型至二开完钻,沿水平井和直井分别下入温度采集探头,并随井深深度在水平井和直井内的多个同一构造单元的相似位置分别采集水平井的多个第一测井温度和直井的多个第二测井温度,依据多个第一测井温度和多个第二测井温度分别确定水平井地温梯度模拟曲线和直井地温梯度模拟曲线,依据水平井地温梯度模拟曲线的增温率确定对接井造斜点的位置范围,当水平井地温梯度模拟曲线与直井地温梯度模拟曲线具有多个相交点且变化趋势趋于相同并稳定时,来确定水平井靶点垂深和直井垂深,依据造斜点的位置范围、水平井靶点垂深、直井垂深确定对接井井身结构;
需要说明的是,水平井和直井之间的间距为2000米,分别将水平井和直井成型至二开完钻,一开采用Φ444.5mm钻头,套管下入深度450m,去掉重合段10m,实际悬挂位置在440m;二开采用Φ311.15mm钻头,下入二开套管深度至2000m;
造斜点的位置范围确定方法为:
当增温率区域恒定状态时,在恒定状态下增温率对应水平井井深的范围来确定对接井造斜点的位置范围;
依据对接井造斜点的位置范围及地温设定的下限值确定三开阶段对接井的造斜点的位置;
需要说明的是,三开采用Φ215.9mm钻头,下入三开桥式筛管至深度2500m;
依据造斜点的位置、水平井靶点垂深获取对接井由垂直段向水平段的斜率,具体如下:
α=Lcosα/L,
造斜点的位置L,α为水平井井与竖直方向成的夹角,Lcosα为水平井靶点垂深。
依据所述直井垂深获取直井靶点井深;
地温、增温率和平均地温梯度随深度变化值的大小是衡量一个地区地温场条件的重要热物理参数。勘察规划区范围内均处在同一构造单元的相似部位,因此该地热水井地温垂向上的变化特征基本代表了本次勘查规划区地温垂向上的变化特征。
对地热增温率、平均地温梯度进行了计算,来分析论证区地温场的垂向变化特征。地温(测井温度)随深度的增加地温升高。随深度的增加,地温大体呈斜直线。平均地温梯度随深度的增大,其变化规律与地温曲线变化规律正好相反,呈逐渐衰减趋势,且浅部衰减快,中后部衰减较慢。地热增温率随深度的增加一般均在2.0-3.0℃/100m之间变化,越往深部,地温增温率维持在2.55℃/100m;勘察规划区位于地温梯度3.5-4.0℃/100m区域内,如图2;
参照下表探测的数据:
表1为在规划区范围内地热水井测温资料表。
Figure BDA0003266506040000041
依据上述历史数据,以直井和水平井间距2000米,开钻挖井,并检测不同深度范围下的温度变化过程,得到地热井地温随地层深度变化曲线和温度梯度曲线,如图3、图4所示。
从图3和图4中可以看出,水平井地温梯度模拟曲线与直井地温梯度模拟曲线随深度增加具有多个相交点且变化趋势趋于相同并稳定,其中在底层垂深为2000-3000米之间,具有多个相交点且变化趋势趋于相同并稳定。根据水平井地温梯度模拟曲线中,恒定状态下的增温率,对应的水平井井深的范围为1600-3500米,因此确定造斜点范围为1600-3500米。
为了依据对接井造斜点的位置范围及地温设定的下限值确定三开阶段对接井的造斜点的位置原因,本发明设定低温下限值为96.31℃,此温度对应的垂深为2500米,因此在确定造斜点为2000米。
参照图5,图5建设的水平井和直井示意图;
参照表3,表3为利用上述方法测定水平井和直井的水平井轨道参数。依据上述方法测定得到造斜点的位置,水平井A靶点位置,直井B靶点位置,以及通过造斜点的位置,水平井A靶点位置,直井B靶点位置确定的井深、井斜、方位、垂深等参数。由表3的参数即可完成图5中水平井和直井之间及其之间对接井的建设。
表3轨道参数
Figure BDA0003266506040000051
以上对本发明实施例所公开的技术方案进行了详细介绍,本文中应用了具体实施例对本发明实施例的原理以及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只适用于帮助理解本发明实施例的原理;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明实施例,在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (5)

1.基于地温场分布特征确定对接井井身结构的方法,其特征在于,包括:
确定水平井和直井之间的间距,分别将水平井和直井成型至二开完钻,沿水平井和直井分别下入温度采集探头,并随井深深度在水平井和直井内的多个同一构造单元的相似位置分别采集水平井的多个第一测井温度和直井的多个第二测井温度,依据多个第一测井温度和多个第二测井温度分别确定水平井地温梯度模拟曲线和直井地温梯度模拟曲线,依据水平井地温梯度模拟曲线的增温率确定对接井造斜点的位置范围;
当水平井地温梯度模拟曲线与直井地温梯度模拟曲线具有多个相交点且变化趋势趋于相同并稳定时,来确定水平井靶点垂深和直井垂深,依据对接井造斜点的位置范围、水平井靶点垂深、直井垂深确定对接井井身结构。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述对接井造斜点的位置范围确定方法为:
当增温率区域恒定状态时,在恒定状态下增温率对应水平井井深的范围来确定所述对接井造斜点的位置范围。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,依据所述对接井造斜点的位置范围及地温设定的下限值确定三开阶段对接井造斜点的位置。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,依据所述三开阶段对接井造斜点的位置和水平井靶点垂深获取对接井由垂直段向水平段的斜率,具体如下:
α=Lcosα/L,
造斜点的位置L,α为水平井与竖直方向成的夹角,Lcosα为水平井靶点垂深。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,依据所述直井垂深获取直井靶点井深。
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