2009-07三门峡温泉疗养院地热勘探井竣工报告

水利部三门峡温泉疗养院地热勘探井工程 2009年7月第一章 工程概况水利部三门峡温泉疗养院为满足生产生活需要，委托河南省地质工程公司施工地热勘探井一眼。根据双方签订的地热勘探井合同要求：井深预计400m，0-150m为2737mm螺旋钢管，150-400m为裸眼，水量20t/h，水温30，水质达到国家饮用水或医疗矿泉水标准。该井施工使用红星400型水源钻机及配套设备。于2009年5月5开钻，6月17日测井，6月18日成井，6月19日完成抽水及水样采取。因为实际地层较物探资料上移，最终钻进至310m确定终孔，成井深度310m。实测水量30t/h，水温53，水质经由河南省地质环境监测院实验测试中心测定，其中锶和偏硅酸两项达到了饮用天然矿泉水国家标准；偏硅酸和偏硼酸两项达到了有医疗价值热矿水的浓度要求，具有较高的使用价值。第二章 自然地理概况第一节 自然地理及交通1、地理位置与交通陕县位于河南省西部，北隔黄河与山西省平陆县相望，南靠崤山与洛宁县为邻，东接渑池县，西连灵宝县，行政区划属三门峡市管辖。井位地处陕县大营镇温塘村温塘地热矿泉水区边缘，东距三门峡市13公里，西到三门峡西站2公里，陇海铁路及310国道穿区而过，交通便利。井场位置则山高坡陡，给设备调运带来了较大困难。2、自然地理陕县南之崤山山脉，由西南向东北绵延贯穿，海拔800米左右，西北部为黄土苔塬，海拔400-700米，其他均属丘陵和冲积平原。黄河流经陕县境内长约50公里，此外陕县境内较大的河流还有苍龙涧河与青龙涧河，境内长各约40公里。陕县处于灵宝三门峡盆地的东部南侧，该盆地呈近东西向条带状分布，界于崤山与黄河之间。盆地自南北由高到低，形成阶地状地貌景观。南部基岩山地分水岭，海拔标高1800米左右。向北逐渐倾低，至黄河河床，标高仅有308米左右。黄河发育有多级内叠阶地，阶面平整，微向黄河倾斜，坡度0.012-0.025。二三级阶地后缘与黄土塬多以陡坎相接。陡坎由黄土类土组成，唯温塘附近为基岩，形成凹陷中有隆起的有利地热构造。第二节 气象、水文本区属于大陆性半湿润季风气候，四季分明，气候适宜。据三门峡市气象观测资料统计，年最高气温为43，最低气温为-16.5，年平均气温为13.8。多年平均降水量569.9毫米，多集中在七、八、九月份。年蒸发量2237.7毫米。平均相对湿度61%，平均绝对湿度11.3毫巴。冰冻期为12月至次年元月中旬，约40天时间。全年主导风向为东北和西北风，最大风速17米/秒。第三章 区域地质特征第一节 地层岩性根据实际钻探资料，该井钻遇地层岩性如下：0-50m，为砂砾石、亚砂土、亚粘土和黄土类土组成的松散堆积地层；50-310m，为砂岩、泥岩、石灰岩组成的地层，钻探深度范围内未揭穿该层。第二节 地质构造水利部三门峡温泉疗养院处于西山裂谷南端部位，基底构造相当复杂，但大致发育有三组断裂，即北东向、北西向和近东西向三组主断裂，其中以北东向和北西向两组断裂尤为发育(见图)。地质构造图区内呈北东走向的灵宝三门峡深大断裂是本区主干断裂，走向为北东42-45，断面倾向北西35，倾角55-65。断裂破碎带明显，有些地段可见断层角砾岩，影响带宽50-70米，此断层为一正断层，北西盘下降，南东盘上升，断距在三千米以上。区内温水沟断裂是与灵宝三门峡深大断裂相交的次一级断裂，该断裂主要分布在震旦系与寒武系地层中，西北部被东西向的李家凹断裂错开，总体走向北西60左右，倾向南西，倾角50-70，为平推断裂，此断裂有一系列北东向次一级断裂与之配套。李家凹断裂，走向北东76-85，断裂向南南东倾斜，倾角55-70，挤压破碎带宽40-60米，其间夹有断层泥和破碎岩块，岩块长轴方向与断层面平行，为一南盘向北逆冲的逆断层。与此配套的次一级断裂，还有北西向，近南北向和北东向的断裂，其中北东向断裂还将李家凹断裂错开60多米。第四章 工程设计方案依据物探勘查报告，井位设计在几个大的成热断裂带上。根据供水管井技术规范（GB50296-99）、供水水文地质勘察规范（GBJ27-88）以及施工合同书，该井主要工程技术指标设计如下：1、井深：400m；2、钻孔结构：0-150m，450mm；150-400m，216mm；3、单井涌水量：20t/h；4、温度：30；5、管井结构：0-150m，2737mm螺旋钢管； 150-400m，裸孔。第五章 施工工艺第一节 钻井工艺1、设备选择按照工程设计深度并结合我公司施工经验，选用红星400型水源钻机施工。施工设备安装中做到了以下几点：（1）钻机安装在平稳地基上，木地梁安放周正、稳定，保护管下放垂直；（2）钻塔顶部安装避雷针，并支稳副塔腿；（3）根据现场实际情况，布置了运输装卸，钻具、管材的摆放，泥浆坑、泥浆泵、泥浆循环槽等，作到互不影响；（4）电器安放在防风、防雨、防潮的地方,保证安全用电；（5）钻机就位后，转盘与保护管对正同心，机身平稳，转盘水平，保持天车、滑车、孔口中心“三点一线”。2、钻进方法根据地层情况和钻孔结构，该井采用钻铤孔底加压、三牙轮钻头全面钻进的施工方法。开孔选用311mm三牙轮钻头喷射钻进，钻至90m时，经捞心确认该处已经是完整基岩，随即下入273套管护壁，考虑到日后起下潜水泵之便利，90m以下孔径由设计的216mm扩大为245mm，用245mm三牙轮钻头顶漏钻进至310m后终孔。由于地层漏失严重，该段采用边钻进边捞渣的方法来完成钻探施工，进度较慢。3、施工安全措施(1)遵守钻探安全操作规程；(2)安全防护设施齐全、可靠；(3)严格执行岗位操作规程；(4)严格要求；自觉遵守甲方的有关规章制度。4、钻井中注意的问题(1)开孔时转速宜慢，加压要均匀，保证井身垂直；(2)严格控制钻压,孔底压力不得超过钻铤重量的80；(3)时刻注意泵压，泵量、泵音是否正常。(4)严格执行施工技术设计，满眼钻具上下钻无遇阻现象；(5)精心操作送钻均匀；注意钻速及钻头运转情况， 发现扭距增大，跳钻严重；进尺缓慢等应采取措施及时处理；(6)井身圆整，无螺旋状及过大的超径缩径；(7)井身垂直；方位角及顶角无突变现象。第二节 成井工艺1、成井工艺流程采用311mm钻进至90m下入2737mm螺旋钢管止水、固井采用245mm孔径钻至310m物探测井洗井抽水试验测井确认孔深、孔斜确认井壁管端部岩性。2、下入2737mm螺旋钢管当采用311mm三牙轮钻头钻进至90m时，经捞心确认该处已经是完整基岩，岩性为砂岩。因为上部较破碎且漏浆严重，为下部钻进需要，下入2737mm螺旋钢管以保护孔壁，并在钻孔结束后作为整个井的导水通道。3、物探测井2009年6月17日进行了物探测井，测试项目有电阻率、自然电位、井温等数据。7月7日应业主要求，又进行了孔斜、孔深的补测，具体数据详见水利部三门峡温泉疗养院地热勘探井综合测井图。4、洗井洗井是成井过程中必不可少的工序之一。根据钻井实际情况，该项目采用潜水泵大降深振荡法洗井以疏通含水层，直到取得真实的水文地质数据。5、抽水试验洗井达到要求后，做抽水试验，以取得完整可靠的水文地质资料。抽水试验采用潜水泵，经24h抽水测试，该井静水位埋深121.91m，降深20m，单井涌水量为30m3/h ，单位涌水量1.5 m3/hm，水温53。6、确认孔深响应业主的要求，7月7日采用测井设备对该井的井深进行测定，经过测定的孔深为310m。7、确认井壁管端部岩性从该井长期使用的角度出发，7月28日又采用SJ-2井下电视系统对273mm螺旋钢管底部围岩进行实测，经测定管端接触岩石为稳定的砂岩，能够满足长期开采需要。第六章 水质评价第一节 水化学特征在抽水试验过程中采取水样作饮用天然矿泉水水质分析。检测单位为河南省地质环境监测院实验测试中心MA(2004)量认（豫）字（F0561）号，井水检测结果为：水中阳离子以钠为主，含量为158.35 mg/L；其次是钙、镁离子，含量分别为70.70mg/L、30.15mg/L；阴离子以为碳酸氢根离子主，含量为278.25 mg/L；其次是硫酸根和氯离子，含量分别为261.76mg/L和111.67mg/L。按照舒卡列夫分类法，此井水水化学类型为HCO3-Na、Ca型。溶解性总固体975.89mg/L，PH值为7.35；总硬度300.5mg/L (以CaCO3计)；总碱度(以CaCO3计)228.0mg/L；总酸度(以CaCO3计)15.3 mg/L；无臭和味；无肉眼可见物，采用容积比重法测定该井水含砂量，测定结果为含砂量小于1/10万。第二节 饮用矿泉水评价根据饮用天然矿泉水水质分析检测结果，并按现行国家标准饮用天然矿泉水GB8537-1995进行评价，见表1。饮用天然矿泉水水质评价表 表1化学组分含量（mg/L）国家标准评价锶1.180.20合格偏硅酸42.9025.0合格各种微量元素对人体的生理功能是十分明显的：锶：是人体必需的微量元素，但含量甚少，它是人体骨骼及牙齿的正常组成成分。锶与心血管的功能及构造有关，锶在人体内有强壮骨骼、防治心血管疾病之功效，锶的聚集成度可以作为观察骨质愈合情况。人体缺乏锶，将会阻碍新陈代谢、产生牙齿和骨骼发育不正常等症状。硅酸：硅酸对人体主动脉硬化具有软化作用，对心脏病、高血压、动脉硬化、神经功能紊乱、胃病及胃溃疡等均有一定医疗保健作用。可强壮骨骼、促进生长发育，对消化道系统，心血管系统疾病、关节炎和神经系统紊乱等可起到防治作用，并具有防癌抗衰老的功能。人体缺乏硅酸时，将导致心血管疾病的发生。钙：钙是组成人体骨骼的必须元素，对青少年的生长发育起着主要控制作用。钙的含量影响水的硬度，硬度与心血管发病率呈现相关，常饮含钙水可增强心肌活力。镁：镁是人体营养的必须物质，是一种催化剂，促使人体中各种酶的形成，具有强心镇静的作用。据国内外一些文献报导，缺镁可导致食道癌的发生。钠：钠是人体中不可缺少的成分，血液中主要的缓冲剂是碳酸氢钠。而钠离子是其中的主要组成部分：同时又是一种兴奋剂，当人体过度疲劳和流汗过量时，补充适量的钠会很快调节细胞平衡。第三节 医疗热矿水评价根据水质检测报告，依据地热资源地质勘查规范GB/11615-89附录C医疗矿泉水水质标准进行评价，结果如下：地热井水中化学成份丰富，含有多种对人体有益的微量元素，在特殊化学组份检查项目中温度、偏硅酸和偏硼酸达到了有医疗价值浓度的标准要求，见表2。医疗热矿水水质评价 表2成分含量标准矿水名称有医疗价值浓度命名矿水浓度温 度5334，矿化度1000热矿水偏硅酸42.902550偏硼酸1.211.250该水质医疗价值主要有以下几方面：硅酸泉：硅酸盐是人体正常生长和骨骼钙化不可缺少的，也是生命不可缺少的元素。浴用时，对皮肤及黏膜有洁净洗涤消退作用。饮用时能缓解动脉应化维持动脉弹性，起保护动脉内膜使脂质不能侵入的作用。硅酸泉疗法的适应症如下：浴用疗法适应症：湿疹、牛皮癣、荨麻疹、瘙痒症、阴道炎、附件炎等妇女生殖器官黏膜疾病。饮用疗法适应症：动脉硬化、心血管病。硫酸钠泉：饮用时在临床上是与泻剂同样有效。由于泻下作用能使食物迅速从肠道管通过，减少食物营养吸收及利用率，成为一种脱脂作用，或称饥饿作用，可协同运动疗法、食饵疗法等治疗肥胖病。浴用疗法适应症基本与弱氯化钠泉同:饮用疗法适应习惯性便秘、肥胖症、慢性胆囊炎、糖尿病、胆石症等。硫酸钙泉：浴用时，钙的致密作用和硫酸根的加强代谢作用，能该改善嘌呤代谢和尿酸的排出，有利于泌尿系统炎症、磷酸盐结石及肾功能改善。饮用时，也有泻下作用，并有明显的利尿作用。它的适应症有：肾及膀胱结石、泌尿系炎症、糖尿病、痛风、慢性肠胃炎、创伤、牛皮癣、慢性湿疹、荨麻疹、瘙痒症、痤疮等。第七章 质量评述1、单井涌水量、出水温度：单井涌水量30t/h,水温53。满足合同要求。2、水质：水化学类型为HCO3、SO2-Na型，其中锶、偏硅酸两项达到饮用天然矿泉水标准；水温、偏硅酸、偏硼酸三项指标达到了有医疗价值的浓度，属复合型矿泉水。含砂量小于1/100000。3、钻孔结构：090m,孔径为311mm；90310m,孔径为245mm，满足规范要求。4、井身质量：圆正、垂直，终孔井斜小于1.5，完全符合规范及合同规定：5、管井结构：090m为2737mm螺旋钢管；90310m为裸眼。7月28日，采用SJ-2井下电视系统对273mm井管底部与孔壁接触部位进行了实际监测，确认该处为完整、稳定的砂岩，完全满足长期开采的要求。6、原始资料:资料齐全,数据可靠,该井经我公司内部质量验收,认为各项技术指标均符合规范规定，满足合同要求,我方认为已具备交井验收条件，请建设方予以验收。第八章 管井使用说明1、管井验收交井后，应尽快投入运行，这对于进一步疏通含水层是有益的。新井切忌长期闲置、不投入使用。修建泵房时，除考虑抽水设备安装，管线铺设和设备管理、维修、起下泵操作等诸多因素外，还应为日后的管井维修提供方便。2、井内严防掉入异物，井口加盖；起下泵要精心操作，严防泵体、泵管、工具、零件和其他异物掉入井内。安装水泵时，泵头、电机、泵管、电器、电缆的安装符合有关规定。3、认真做好管井的使用、维护和管理工作，建立管井运行档案。管井运行档案应包括施工方提供的有关资料、供水设备的规格型号、供水管线铺设位置、供水设备运行和维修记录、水泵下入深度、定期观测记录、管井事故及维修记录、上级主管部门下达有关文件以及有关协议、合同等。管井管理人员更换时，应做好有关资料、档案的移交工作。4、认真做好观测工作，定期观测项目有开采水量、静水位、动水位、水温和水质分析等，做好观测记录并定期向上级主管部门汇报。5、管井使用过程中发现异常或出现故障，应立即停止使用，待查明原因和排除故障后恢复使用。6、管井使用过程中，不要频繁启动水泵，每次启动中间应有一定间隔。频繁启动无论是对供水设备还是对管井寿命均有不良影响。7、供水管线应按规定铺设，井口装置齐全，闸门必须工作可靠，严防大量的水回流井内，产生巨大的水击作用，造成对管井的冲击破坏。8、安装水泵时，泵管应垂直、密封性能良好、螺栓紧固电缆卡在槽内并绑扎牢固，接线头处应按规定连接，保证密封避水。电机和泵体再用铅线绑扎在泵管上，防止脱落。水泵应定期（一年左右）进行检修。9、该井推荐开采水量30T/h，切忌超强度过量开采，以免影响管井寿命。 附件1、水利部三门峡温泉疗养院地热勘探井综合测井图2、地热勘探井成井结构柱状图3、水质分析报告4、井下电视测井光盘目 录第一章 工程概况1第二章 自然地理概况1第一节 自然地理及交通1第二节 气象、水文2第三章 区域地质特征3第一节 地层岩性3第二节 地质构造3第四章 工程设计方案5第五章 施工工艺5第一节 钻井工艺5第二节 成井工艺7第六章 水质评价8第一节 水化学特征8第二节 饮用矿泉水评价9第三节 医疗热矿水评价10第七章 质量评述11第八章 管井使用说明12附件14 水利部三门峡温泉疗养院地热勘探井工程竣 工 报 告 河南省地质工程公司二九年七月16施工单位：河南省地质工程公司水利部三门峡温泉疗养院地热勘探井质量验收表 施工 2009年 5 月 5 日起位置：水利部三门峡温泉疗养院 钻孔性质：地热勘探井 日期：2009年 6 月 19 日止 孔 深设计：400米实际：310.0米成井：310.0米孔 深 误 差 / 米孔内沉淀： / 米钻机类型红星-400抽水工具潜水泵洗井方法震荡法含 砂 量 1/100000孔 斜 1.5 度成 井 结 构(管径mm/位置米)含水层位置(自 至 米) 钻 孔 口 径(mm/自 至 米)止水方法和位置(米)静止水位(米)降 深(米)出水量(吨/时)水温(度)273mm0-90137147152165180201272290311mm0-90粘土止水，位置0-10；80-90121.91203053245mm90-310裸眼245mm90-310止水效果良 好验 收 小 组 意 见使 用 单 位 意 见施 工 单 位 意 见合格，同意验收施工单位：河南省地质工程公司 填表日期： 2009 年 8 月 11 日