标准规范下载简介
NB／T 10696-2021 *热井井身结构设计方法.pdfICS27.010 CCS F15
Designmethodofboreholestructureofgeothermalwell
北园路立交桥施工组织设计NB/T106962021
前言 范围 2规范性引用文件 3术语和定义 4基本规定· 5设计依据. 6自下而上设计步骤 附录A（规范性） 套管与钻头尺寸选择图
NB/T 106962021
本文件按照GB/T1.1一2020《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*热能专业标准化技术委员会归口。 本文件起草单位：中国*质大学（武汉）、长江三峡勘测研究院有限公司（武汉）、中国电建集团华 东勘测设计研究院有限公司、河北省煤田*质局第二*质队、北京天和众邦勘探技术股份有限公司、中 煤科工集团西安研究院有限公司、西南石油大学、中科院武汉岩土力学研究所、中国石化集团新星石油 有限责任公司、河南省*质矿产勘查开发局第二*质环境调查院、河南省深部探矿工程技术研究中心。 本文件主要起草人：窦斌、郑君、田红、吴天予、胡郁乐、崔国栋、周光辉、罗文行、张国斌、李 建华、房艳国、程万强、刘现川、张海雄、杨迎新、刘贺娟、赵丰年、李天舒、王吉亮、孙冠军、肖鹏、 陈金龙、陈莹、卢玮。 本文件于2021年首次发布。
本文件按照GB/T1.1一2020《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*热能专业标准化技术委员会归口。 本文件起草单位：中国*质大学（武汉）、长江三峡勘测研究院有限公司（武汉）、中国电建集团华 东勘测设计研究院有限公司、河北省煤田*质局第二*质队、北京天和众邦勘探技术股份有限公司、中 煤科工集团西安研究院有限公司、西南石油大学、中科院武汉岩土力学研究所、中国石化集团新星石油 有限责任公司、河南省*质矿产勘查开发局第二*质环境调查院、河南省深部探矿工程技术研究中心。 本文件主要起草人：窦斌、郑君、田红、吴天予、胡郁乐、崔国栋、周光辉、罗文行、张国斌、李 建华、房艳国、程万强、刘现川、张海雄、杨迎新、刘贺娟、赵丰年、李天舒、王吉亮、孙冠军、肖鹏、 陈金龙、陈莹、卢玮。 本文件于2021年首次发布。
NB/T106962021
*热井井身结构设计方法
本文件规定了*热井井身结构设计中的术语和定义、*热井井身结构的基本要求、设计依据以及设 计步骤。 本文件适用于水热型*热勘探井、 探米结台开 开米开与回淞开
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/T11615*热资源*质勘查规范 GB50027供水水文*质勘查规范 GB50296供水管井技术规范 DZ/T0148水文水井*质钻探规程 DZ/T0260*热钻探技术规程 NB/T10097*热能术语 SY/T5313钻井工程术语 SY/T5341井身结构设计方法 SY/T5724套管柱结构与强度设计
下列术语和定义适用于本文件。
4.1.1符合安全、环保、经济、高效的施工要求。 4.1.2采取自下而上的设计方法；从目的层开采段设计开始，逐级向上对各级技术套管和表层套管进 行设计。 4.1.3勘探井设计时，宜适当增大开采段（终孔）孔径，为下入下一级套管提供尺寸余量。 4.1.4应充分考虑*热水的水温、水量及储层初见水位，使整体设计能有效保护目的层。 4.1.5应避免产生井漏、井塌、卡钻等井下复杂情况和事故。 4.1.6有利于控制异常*层压力，保证井控作业顺利进行。
4.1.1符合安全、环保、经济、高效的施工要求。 4.1.2采取自下而上的设计方法；从目的层开采段设计开始，逐级向上对各级技术套管和表层套管进 行设计。 4.1.3勘探井设计时，宜适当增大开采段（终孔）孔径，为下入下一级套管提供尺寸余量。 4.1.4应充分考虑*热水的水温、水量及储层初见水位，使整体设计能有效保护目的层。 4.1.5应避免产生井漏、井塌、卡钻等井下复杂情况和事故。 4.1.6有利于控制异常*层压力，保证井控作业顺利进行。
*热井井眼直径和钻头尺寸可参考附录A选择。
5.1.1*层孔隙压力、*层破裂压力。
NB/T 106962021
5.3 2 钻井装备及工艺技术水平，完井方式和过滤管尺寸要求。 5.4 井位附近水源分布情况，邻近河流河床底部深度，*下水水温、水量及初见水位。 5.5钻井技术规范。
5.6设计参数及取值范围
5.6.1 根据当*统计数据分析确定。 5.6.2 抽汲压力当量密度S,和激动压力当量密度Sg一般取0.015g/cm²～0.040g/cm”。 5.6.3*层破裂压力当量密度安全允许值S一般取0.03g/cm”。 5.6.4正常压力*层压差卡钻临界值△pn一般取12MPa～15MPa，异常压力*层压差卡钻临界值△pa 一般取15MPa~20MPa。
钻井液密度即最小液柱压力当量密度大于或等于裸眼井段的最大*层孔隙压力当量密度，且 *层破裂压力当量密度安全允许值，见式（1)。
Pm—钻井液密度，g/cm²； Ppmax一 一裸眼井段最大*层孔隙压力当量密度，g/cm” Pf 一*层破裂压力当量密度安全允许值，g/cm。
5.7.2压力平衡约束条件
果眼井段内某一深度处的压力当量密度P应小于或等于裸眼井段最小安全*层破裂压力当量密度 见式（2）
5.7.3压差卡钻约束条件
Ap一一钻井液柱压力与*层孔隙压力最大压差，MPa; 裸眼井段最大钻井液密度，g/cm； Ppmin 一一 裸眼井段正常或最小*层孔隙压力当量密度，g/cm3； D 一 最深正常*层孔隙压力当量密度或最深最小*层孔隙压力当量密度对应井身，m;
NB/T10696—2021
Pn 正常压力*层压差卡钻临界值，MPa; △D ——异常压力*层压差卡钻临界值，MPa
应将下述情况作为主要考虑因素确定必封点。 a） 膏盐层、复合盐岩层等盐溶性*层； b） 塑性泥岩层、泥页岩层及页岩层等易坍塌*层； c） 断层破碎带、不整合交界面等漏失性*层； d） 水温、水质或水量不满足生产要求的含水层； e）夫 井眼轨迹控制等施工特殊要求，欠平衡钻进等工艺特殊要求； f) 附近河流河床底部深度、附近饮用水源的*下水底部深度； g）附近矿井采掘坑道、城区附近*下管线及*下交通网的分布、深度和走向。
依据目的层含水层厚度及*层稳定性确定开采段长度L，依据储层岩性确定过滤管类型，依据出 水量要求确定开采段孔径（d)。
开采段长度应根据目的层厚度，出水量要求和过滤形式确定。
a）开采段长度应保证能使过滤管安装在井内动水位以下。 b）目的层厚度在30m以下时，开采段长度可设计为储层厚度；目的层厚度超过30m，储层均质 性能较好时可设计为目的层厚度的70%～80%，储层非均质情况下可设计为目的层厚度的 33%～50%。储层透水性差时可在此基础上适当增加开采段长度。 实钻过程中，过滤管、井壁管等的排列依据测井、录井等成果确定。 c）采用填砾工艺时，填砾高度宜超过过滤管不少于20m。 d）采用沉淀管时，沉淀管宜不少于15m。 2.1.2裂隙型热储开采段长度应钻穿岩溶、断裂构造等含水层段，并进入完整层段不少于15m。
6.2.2开采段孔径（d）设计
开采段孔径根据出水量要求、过滤管直径及*层情况确定
6.2.2.1下入过滤管成井
NB/T 106962021
* Do π.Lmy
O 设计出水量，m/s； 过滤器工作部分长度，m； 过滤器表层进水面有效孔隙率（可按过滤管表层进水面孔隙率的50%考虑），%； 7 最大允许进水流速（与含水层渗透系数有关），m/s，一般v宜按式（5）计算：
K 含水层的渗透系数（m/s）。 b）采用填砾工艺时，开采段直径取值时应在过滤管外径D基础上附加填砾厚度D
填砾厚度宜根据*层稳定性及砂岩粒度确定，粗粒砂岩、砾岩宜设计为75mm～100mm，中、细、 粉粒砂岩宜设计为100mm～150mm
a） 四开及以上并身结构，开采段孔径宜不小于152.4mm； b 三开及以下井身结构，开采段孔径宜不小于215.9mm。
6.3.1技术套管结构及下深设计
技术套管的结构及下入深度设计主要根据储层上覆*层情况、压力梯度及必封点确定。 6.3.1.1依据6.1确定技术套管下入深度。 6.3.1.2目的层上覆*层主要为稳定的第四纪*层或基岩层，且无大的漏失、破碎带等不稳定*层时 钻孔结构宜采用一径成孔的形式，可不下技术套管。 6.3.1.3目的层上覆*层主要为易出现漏、塌、缩等不稳定*层时，宜下技术套管封隔复杂*层；在 同一井段有两个以上压力梯度不同的*层（即存在窄密度窗口)且钻井工艺难以保证安全钻进的情况下 应下技术套管封隔后换径下钻，换径应位于稳定岩层。一口*热井一般不宜超过两径技术套管。
技术套管直径及与钻孔孔径的常用尺寸配合见限
6.3.3水泥返高设计
宜采用全封固并，管外水泥应返至套管重叠段；根据*层压力梯度判断*层存在异常低压时可采用 部分封固的形式，管外水泥上返高度不应低于400m，并自套管重叠段再压入垂向深度不小于100m水 泥浆。 采用悬挂方式的技术套管封固时水泥应返至上层套管鞋以上不少于30m。
NB/T106962021
6.4.1表层套管直径设计
表层套管直径应充分考虑*质条件、*热水水量及钻机卷扬能力暖（冷）风机选用与安装.pdf，表层套管直径不宜小于339.7mm； 表层套管尺寸参数可参照附录A。
6.4.2泵室段长度设计
泵室段长度应考虑设备的抽汲能力、*下热水静水位和动水位，宜设计为300m～500m；*热水动 水位较浅、水量大、回灌好、补给充分的情况下泵室段长度可低于300m。 特殊情况下泵室段兼做技术套管，在抽水设备和钻机卷扬能力满足要求的情况下可设计为700m 800m。
6.4.3水泥返高设计
宜采用全封固井，管外水泥应上返至*表
宜采用全封固井狮山镇城市快速一号路辅道CFG施工方案，管外水泥应上返至*表