ICS 27.010 F 15 NB 中华人民共和国能源行业标准 NB/T 10266—2019 地热井钻井工程设计规范 Specification for geothermal well drilling engineering design 2019-11-04发布 2020-05-01实施 国家能源局 发布 NB/T10266—2019 目 次 前言 -II 1 范围 规范性引用文件 3设计原则 4设计内容 5设计格式要求 附录A（规范性附录） 地热井钻井工程设计格式 9 附录B（规范性附录） 地热钻井设计表 27 NB/T10266—2019 言 前 本标准按照GB/T1.1一2009《标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写》给出的规定起草。 本标准能源行业地热能专业标准化技术委员会提出并归口。 本标准起草单位：中国石化集团新星石油有限责任公司、北京市地质勘察技术院、天津地热勘查开 发设计院。 本标准主要起草人：彭新明、张海雄、赵丰年、国殿斌、王培义、许振华、杨忠彦、杨全台、斯容、 袁明叶、张海涛、朱咸涛、孙彭光、郭永岩、李天舒、贾艳雨。 本标准于2019年首次发布。 II NB/T10266—2019 地热井钻井工程设计规范 1范围 本规范规定了地热井钻井工程设计的原则、基本内容和格式要求。 本规范适用于水热型地热井钻井工程设计。 2规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文 件。凡是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 地热资源地质勘查规范 NB/T10099 地热回灌技术要求 DZ/T0260 地热钻探技术规程 DZ/T0148 水文水井地质钻探规程 DZ/T0064.2 地下水质检验方法 水样的采集和保存 SY/T5172 直井井眼轨迹控制技术 SY/T5347 钻井取心作业规程 SY/T5435 定向井轨道设计与轨迹计算 SY/T5593 钻井取心质量指标 SY/T5619 定向井下部钻具组合设计方法 SY/T6592 固井质量评价方法 3设计原则 3.1符合质量、安全、环境与健康体系要求。 3.2有利于降低地热井施工难度和提高钻井速度。 3.3有利于避免钻井过程中出现塌、卡、涌等复杂情况。 3.4目的层段设计应有利于发现和保护热储层；非目的层段应满足钻井施工及生产需求。 3.5 推广应用技术成熟的钻探新设备、新方法、新工艺，提高经济效益。 4设计内容 4.1地质概况 地质概况内容包括而不限于基础资料（项目井网部署方案、井号、井别、井型、井口坐标、靶点数 据、地面海拔、构造位置、地理位置、钻探目的、设计井深/垂深、取水/回灌层位及深度、完钻层位、 完钻原则、成井方式等）、地理环境资料、地质特征、水温水量预测、地层压力预测、地温梯度、邻井 资料、风险分析。 1 NB/T10266—2019 4.2 设计依据 依据国家法律法规、行业标准、钻井地质设计及邻井资料。 4.3质量要求 4.3.1 井身质量要求 4.3.1.1 井身质量要求井斜、方位、垂深、全角变化率、靶心半径指标应达到设计要求。 4.3.1.2 井径扩大率要求：针对套管固井射孔成井的地热井目的层井段平均井径扩大率宜小于15%。 4.3.1.3 直井井斜、全角变化率及井底水平位移考核指标宜参考并执行表1。 表1直井井斜、全角变化率及井底水平位移要求表 探井 生产井 井深（m） 全角变换率 井底水平位移 全角变化率 井底水平位移 井斜角（°） 井斜角（°） (°/30m) (m) (°/30m) (u) 0~300 ≤1 ≤1 ≤2.00 ≤5 ≤5 （泵室段） ≤30 ≤2.50 ≤3 ≤2.50 300~1000 ≤7 00 OS> 9> 00 0S> 1000~2000 2000~3000 6> ≤4.00 08≥ ≤8 ≤4.00 ≤75 ≤4.50 3000~4000 ≤11 ≤4.50 ≤120 ≤10 06> 4000~5000 ≤13 ≤5.00 ≤160 ≤12 ≤5.00 ≤120 注：泵室段井斜角≤1°。 4.3.1.4定向井的最大全角变化率以钻杆防疲劳破坏的全角变化率限定值和套管柱抗弯曲强度的全角 变化率限定值中的最小值为准。 4.3.1.5 常规定向井的最大全角变化率宜不超过5°/30m，如果连续三个测点的全角变化率超过5°/30m 为全角变化率超标，常规定向井的靶区半径按设计目标点的不同垂直深度确定，宜符合表2要求。 表2定向井靶区半径数据表 井段（m) 探井（m） 井段（m） 探井（m） 生产井（m) 井段（m) 生产井（m) ≤20 0~1000 0~1000 0~1000 1000~2000 1000~2000 1000~2000 OS> 0S> 2000~3000 Os> 2000~3000 2000~3000 ≤70 3000~4000 ≤75 0L> 3000~4000 3000~4000 ≤75 ≤100 06> 4000~5000 ≤100 06> 4000~5000 4000~5000 丛式井井眼轨道间距不宜小于4m。 4.3.1.6 4.3.1.7 对于其他特殊要求的定向井，应在设计中明确要求。 4.3.2 固井质量要求 固井后各层套管都应进行试压，套管试压值不应小于6MPa，稳压30min，压降不大于0.5MPa。 2 NB/T10266—2019 4.3.3取心质量要求 4.3.3.1地热井取心质量应达到设计要求，可按照SY/T5593执行。 4.3.3.2常规地层取心收获率不小于75%；破碎、松散地层取心收获率不小于50%。 4.4定向井面设计 4.4.1定向井剖面设计原则 一定向井剖面设计可按SY/T5435要求执行； 一有利于实现定向地热井的地质勘探开发目的： 一有利于满足地热井采水和回灌工艺要求； 一有利于安全、优质、快速钻井。 4.4.2定向井剖面设计内容 4.4.2.1剖面设计应包括面设计基本参数、剖面设计数据、投影示意图、防碰设计及测量要求。 4.4.2.2定向并部面设计基本参数包括有磁倾角、磁场强度、磁偏角、收敛角和方位修正角，宜用表 A.4形式给出基本参数。 4.4.2.3设计剖面参数主要包括井深、井斜、方位、垂深、南北位移、东西位移、全角变化率、闭合 位移、闭合方位等，宜用表A.5形式给出剖面数据。 4.4.2.4投影示意图应包括水平投影图和垂直投影图。 4.4.2.5防碰设计扫描结果数据宜用表A.6形式给出（可绘出防碰扫描图）。 4.4.2.6应根据井深测量间隔要求选择相应测量工具。 4.5井身结构设计 4.5.1井身结构设计原则 一应根据地质岩性剖面、地层压力剖面及地热井生产需要设计： 一应满足钻井施工、成井出水及获取参数的需要； 一应满足出现漏、塌、卡、涌等复杂情况的处理作业需要； 一探井井身结构设计应留有余量， 4.5.2并身结构设计内容 4.5.2.1井身结构设计应包括井身结构设计依据、井身结构示意图、井身结构设计数据表及说明。 4.5.2.2井身结构示意图应标出钻头直径与井深、套管尺寸与下深、水泥返深、悬挂位置等数据。 4.5.2.3井身结构设计数据表应包括开钻次序、钻头尺寸、井段、管柱尺寸、管柱下入深度、水泥返 深等，宜用表A.8形式给出。 4.5.2.4各开次井管重叠段30~50m为宜。 4.5.2.5泵室管尺寸宜为Φ339.7mm，满足水泵下入、封固上部不稳定地层和保护地表水的要求。 4.5.2.6井身结构常用二开次、三开次和四开次，且最后一个开次的井眼直径不宜小于152.4mm。 4.5.3地热井成井方式 4.5.3.1砂岩地热井根据井别和地层特征情况，宜采用缠丝过滤器、桥式过滤器、贴砾过滤器或套管 固井射孔等成井方式。全井下管时，应在底部有10m～30m沉淀管。 4.5.3.2砂岩地热井（直井）必要时采用填砾成井方式。 3 NB/T10266—2019 4.5.3.3地层稳定的基岩地热井宜采用裸眼成井方式；地层不稳定的基岩地热井宜采用过滤管成井方式。 4.6钻进工艺设计 根据岩石的力学性质、可钻性、井眼尺寸、深度、施工条件、钻探目的，分别选择取心钻进、全面 钻进及扩眼钻进等相适应的钻进方法与工艺。钻进方法选择遵循DZ/T0260执行,并确定相应的钻进技术 参数。 4.7钻井设备选型 4.7.1设计内容应包括钻机选型依据和钻井主要设备。 4.7.2地热井钻井设备应综合考虑设计井深、井身结构、钻具组合、地层特点、摩擦阻力、井控需要 等因素对钻机设备及相关配套辅助设施进行选择，可选择满足施工要求的石油或水文钻机。 4.7.3钻机设备表可根据钻机选择的类型填写，包括设备名称、型号、规格、数量等，宜用表A.9形 式给出。 4.8钅 钻具组合与强度校核设计 4.8.1钻具组合设计 4.8.1.1钅 钻具组合设计可按照SY/T5172和SY/T5619规定执行。 4.8.1.2钻具选择应能有效地控制井斜、方位角和全角变化率，保证井身质量满足设计要求和成井需要 4.8.1.3采用气举反循环钻进时，双壁钻具的数量应保障沉没比不宜小于0.5。 4.8.2钻具组合设计内容 4.8.2.11 设计应包括各开次钻具组合、钻柱强度校核、钻具、工具、打捞工具配套等。 4.8.2.2 各开次钻具组合内容应包括井眼尺寸、井段、钻具组合名称，宜用表A.10形式给出。 4.8.2.34 钻柱强度校核应满足地热井施工要求，设计内容包括井眼尺寸、井段、钻井液密度、钻具名 称、钢级、外径、内径、长度、单位重量、累计重量、