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扎西德勒雪山脚下地热井 ——中煤水文地质局香格里拉地热温泉井

  扎西德勒,雪山脚下地热井 ——中煤水文地质局香格里拉地热温泉井项目施工纪实

  【本网讯】2021年第二届中国国际地热产业发展高峰论坛9月25日在天津召开,论坛以双碳目标背景下 产业发展新机遇为主题,汇聚了众多地热行业的精英、高端科研单位和产业优秀企业的代表,在研讨加快地热与温泉产业相关单位突破发展瓶颈、共同绘制地热产业发展新蓝图的同时,中国煤炭地质总局水文地质局(以下简称中煤水文局)主题演讲报告《极复杂地质条件地热井钻探工艺技术应用——以香格里拉地热勘探井DR-1井为例》引发大会热议,中煤水文局以科技创新促进地热产业发展的成果,也再次引起业内专家高度关注。

  迪庆,藏语意为吉祥如意的地方,香格里拉一直是理想国、人间净土、世外桃源、伊甸园的代名词,也成为现代人追求返朴归真、净化心灵、和谐安宁的一种最高境界。因此,保护绿水青山、保护绿草雪山,加快实现能源替代成为香格里拉省级经济开发区亟待落实解决的问题,开发利用地热资源也是当地百姓多年的祈盼。2021年2月3日,幸运之神再次眷顾这里,中煤水文局创造了奇迹,打出了香格里拉经济开发区第一口地热井。

  地热井出水量31m3/h、出水温度61℃,且为国内罕见的含砷医疗热矿水,可用于供暖、医疗洗浴、温室种植养殖等。专家组对地热井项目进行现场实测后纷纷竖起了大拇指。这眼地热井,为香格里拉经济发展注入新的活力,也圆了藏族百姓多年的地热梦。

  中煤水文局在迪庆香格里拉勘探并钻探出的地热温泉不仅水温高、水量大且水质优,更因水质特殊珍惜且适宜康养的特色被称为国内罕见,震惊了西南大地,改写了香格里拉地区地热温泉的历史和藏区自然资源的历史。专家组对这眼地热井的成功钻探给予了高度评价。

  扎西德勒!——欢迎尊贵客人到来!3月22日,中煤水文局党委书记、局长蒋向明再次来到地热项目钻机现场慰问一线职工,受到了香格里拉干部群众的欢迎,经济开发区管委会主任孙红军献上了洁白的哈达,赠送了锦旗,上面赫然两排金黄大字:敢为人先,探获香格里拉市第一温泉;勇于创新,彰显水文地质局一流技术。

  中煤水文局凭借专业技术实力及先进施工能力,在香格里拉打破了该区域10年未能打出地热井的状况,为香格里拉经济开发区发展提供了新的思路。孙红军高度赞誉,并向中国煤炭地质总局对经济开发区的大力关心支持表示诚挚感谢。

  在迪庆藏族自治州,泡温泉深受藏族同袍的喜爱,认为温泉是自然形成的,不仅可以活血通经脉保健康,还是重要的清洁方式,能净化身心,寓意洗去一年的风尘,祈求新的一年事事顺利,以沐浴的方式庆祝新年。然而,一直以来在香格里拉区域内却没有一个真正的地热温泉,人们泡一次温泉都要驱车到300公里之外。能在自己家门前泡温泉,一度成为当地百姓难以实现的苦苦等待。

  2018年10月17日,这一天给香格里拉地热井带来了新的希望。中国煤炭地质总局党委书记、局长赵平在拉萨拜会西藏自治区人民政府主席、党委副书记齐扎拉,双方就进一步开展政企合作,推动西藏自治区生态文明建设等事宜进行了深入广泛地交流。齐扎拉曾在迪庆任职多年,他在与赵平局长的交谈中深信自己家乡迪庆州有地热资源,同时表达了希望能帮助完成他的愿望。之后,中国煤炭地质总局迅速作出部署。

  2019年4月15日,总局副局长王海宁在北京与迪庆藏族自治州人民政府副州长程鹏进行会谈,程鹏副州长希望与总局在矿产资源绿色勘探与开发、生态环境监测与修复、地热资源及其他清洁能源开发与利用、特色产业园区建设,以及文旅产业等方面开展深入合作。

  这事交给我们天下第一水文局吧,他们可是全国最专业的水文地质专业局,他们一定能给迪庆人民办成这件大事。王海宁副局长指着在场的蒋向明局长说,简短的语言,高度的肯定,既是总局对中煤水文局的认可,也是对蒋局长这名技术专家型企业领导的高度信任。

  这是有利于地方经济发展,有利于当地老百姓,有利于保护生态环境,是件功德无量的事,我们责无旁贷。蒋向明局长作为技术专家亲自指挥、亲自部署,多次主持召开技术研讨会,制定工作时间表、科学论证技术方法、确定优化施工方案。面对香格里拉地热井项目社会关注度高,挑战也很大,接受这个任务时没有顾虑吗?等众多的顾虑和疑问,他强调:要有科学的态度,坚定的勇气,无畏的精神,谨慎论证、大胆勘查,以云南迪庆州香格里拉地热温泉开发为契机,发挥水文局专业技术优势,打造高科技地勘单位品牌。

  千难万难,也要想方设法把深埋在玉龙雪山脚下、金沙江旁天赐的沉睡多年的地热温泉找出来。经过三个多月的科学论证和技术研讨,专家团队表示更加坚定了信心。通过查资料、找线索、定计划、破难题,最终确定的了钻探地热井的方案。全体技术人员迎难而上,推动勘探工作一步步展开,一笔笔分解,一件件落实,一项项见效,利用丰富的找水经验和多种技术手段,最终确定了地热井钻探的钻孔位置。

  2019年8月下旬,地热井开钻进入倒计时,而此时确定 靶点也成为地热井成功与否的关住焦点。此时,总局王海宁副局长再次来迪庆考察调研,就地热能勘探与开发利用、开发区空间规划等与州、开发区领导进行沟通交流。更重要的是在现场见证了以蒋向明局长、首席专家组组长沈智慧为首的专家团队确定的地热井靶点。

  开工伊始,因该区域地层特殊,又无可借鉴的地质资料,施工难度极大。在678米以上井段,受构造影响,大部分地层岩石松软、岩溶孔洞发育丰富,遇到了涌水涌砂量大,多井段坍塌、掉块、缩径等复杂地质困难。最大涌水量可达380m/h,涌砂总量也达100m以上澳门六免费资料论坛49706。涌水返出岩块最大直径20毫米左右。技术人员采用电子摄影仪器井下录像,发现井内存在多个岩溶坍塌扩径段,给施工造成极大困难。这时,蒋向明局长率主管钻探的副局长王永全亲临现场,组织技术专家研究讨论并提出解决办法。

  用常规水泥浆封堵涌水,注浆时常被井下径流水稀释冲散。调整注浆工艺,通过添加促凝材料降低浆液流动性,成功解决了注浆难题,使水泥基本充填了岩溶孔洞,为井底沉砂顺利上返创造了有利条件。在后续钻探进尺过程中多次出现揭露新含水层的现象,经过13次用新方法反复注浆,较大程度的降低了井内塌孔、掉块、涌水、涌砂情况。但因地质条件复杂,涌水还是无法全部封死。技术人员多次现场对地层分析研究、论证,最终提出了泥浆平衡法方案。现场通过调整设备,大胆探索,创新施工技术,在多次调整泥浆比重,平衡井内涌水压力后,成功解决了井内涌水施工技术难题。

  然而,在极复杂地质条件下,地热井钻探仍然面临许多技术难题,在井深1140米换层进入千枚岩类变质岩地层后,受地层倾角大、岩石松软等地质情况影响,使用常规钻探工艺施工极易造成井斜过大。在本次地热井施工过程中就出现井斜增大现象,期间通过调整钻具组合、钻压、转速等参数来控制井斜问题没有达到预期效果。

  当钻探深度到达设计井深2400米时,进行了地球物理测井,在测棒仪器下放至1800米时受阻,发现井斜数值已超施工设计要求,井孔出现工程质量问题。怎么办?重新开孔则前功尽弃,职工士气会受到打击。经过技术研究,决定从1360m开始定向施工,通过随钻测斜仪实时监控井斜变化,及时螺杆定向纠斜,相对常规钻探施工钻效明显提高。经过75天的艰难钻进,再次钻到设计井深,但该段地层主要为裂隙充水,富水性较差,不能满足设计要求。根据实钻地层及区域水文地质情况,技术专家提出将钻井深度延伸至2600米。

  如果停止钻进,那就是失败,如果继续钻进很可能超出钻机能力发生事故,打出温泉水的可能性越来越渺茫。时任水文二队队长王晓民心急如焚,及时向局里汇报。此时,阴雨连绵的天气已经持续了一段时间,现场施工人员焦急的心情被阴霾笼罩着,能不能找出温泉,不仅关乎单位的口碑实力,也关乎着香格里拉地热开发利用的前景。

  这是水文局40多年来积累的专业技术实力是坚毅前行的底气。首席专家组组长沈智慧说,这不是盲目的,是凭借多年的找水经验和坚定信心,在获得大量科学翔实的地质数据基础上作出的判断,也是建立在反复分析数据,反复思索、反复推测、反复论证基础上下达的命令。

  钻机向2800米钻进,钻机设备能力已经超过使用极限,大家都清楚,因地层不明,施工风险大,如果井内突然出现大面积坍塌、掉块,不但会造成埋钻卡钻事故,价值百万元的随钻测斜仪器也会被埋报废,造成重大经营损失。

  是专家团队的决心和信心,让我们吃了定心丸,只要大家不气馁、不盲目,相信有一流的技术、精准的施策、科学的实践,一定能攻克技术难题。回想起当初的情况,施工人员还是精神倍增,浑身充满了干劲。

  经过技术专业分析研究提出,只要突破变质岩地层,进入白云岩含水层段,就会更大可能找到符合设计要求的水量和水温。同时,项目施工人员通过细化施工中班组交底内容,加强安全生产管控以及设备的检查和维护,仔细观测重点参数的变化,确保了各项风险点可控。

  2021年2月3日,随着钻孔加深到2836.50米深,地下热水千呼万唤始出来。经抽水试验和采样分析,水温达61 ℃,水量737 m3/d。经权威水质化验机构检测,水中含有大量对人体有益的化学组分和元素,其中偏砷酸、偏硅酸、氟含量达到矿水命名标准,该井热水为弱碱性复合型热矿水,是香格里拉地区最适宜理疗康养的大型优质地热井。

  经过专家鉴定,对香格里拉地热井给予充分肯定,本井地质情况复杂,受构造影响,多种地质风险及困难并存,给施工带来极大难度,通过边施工边修改方案,及时调整钻探工艺,利用专业优势,精准施策,圆满解决了多次施工难题,最终完成香格里拉经济开发区地热勘探井施工任务,各项指标达到设计要求,并以较好的水量、水温、水质成为香格里拉经济开发区第一口地热井,成功打破区内一直无地热资源可开采的现状。

  中煤水文局打出这眼地热井,为香格里拉经济开发区推进绿色发展注入了活力。有效开发利用好香格里拉开发区地热资源,是迪庆州委州政府精心谋划并推进实施的一项创新发展举措,也是全州各族群众的共同心愿。

  香格里拉经济开发区位于世界自然遗产三江并流的腹心地带,地处万里长江第一弯景区与著名旅游景区虎跳峡之间,东邻丽江古城,北距香格里拉城,南接大理风光城,是内地陆路进入藏区的重要交通要地和迪庆藏族自治州南大门,属云南滇西北旅游黄金线路上难得的低海拔滨江河谷区域,具有迷人的自然条件和鲜明的宜居、宜养、宜业优势特点。

  开发区党委管委会希望与中煤水文地质局深化合作,按照迪庆州委八届十一次全会有关国民经济和社会发展第十四个五年规划和二〇三五年远景目标确定的把迪庆香格里拉经济开发区建设成为全州康养和生物资源开发集聚区的目标,共同在美丽富饶的金沙江畔,整合利用好周边区域极为富集的旅游资源,利用好迪庆州推进开发区生物企业集聚区建设发展机遇,推动开发区康养产业大发展,着力把开发区建设成为迪庆州境内最佳的康养休闲区和生物资源开发集聚区,推动经济社会实现高质量发展。香格里拉经济开发区党委管委会真诚地表达了与中煤水文局合作的愿望。

  为尽快实现以旅游康养为主体的产业目标,以开发和利用地下热水资源,香格里拉经济开发区与中煤水文局就区内地热资源开发项目签订了战略合作协议。前不久,香格里拉经济开发区党委管委会与中煤水文局及专家组召开地热资源开发合作项目座谈会,双方就下一步如何采用真诚合作方式,开发好该地热资源项目事宜进行了探讨交流。

  据客观论证分析,开发区地热水资源具有比较鲜明的优势特色,该地热水仅仅用来泡澡确实有些可惜,希望把此地热水所含的康养理疗功能也利用起来。首席专家组组长沈智慧说。

  不论是区位,还是环境、自然气候等,香格里拉经济开发区都具备了不可复制的独特优势。因此,开发区地热资源开发项目,确实具备了较好较大的发展空间。 蒋向明局长表示,中煤水文局愿意与开发区党委管委会进一步合作,共同推进开发区地热资源开发利用项目,将香格里拉经济开发区建设成为休闲度身苑。