雪山脚下创奇迹

   2021-11-25 中煤地质报社244
核心提示:9月25日,第二届中国国际地热产业发展高峰论坛在天津召开。水文地质局的主题演讲报告《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》引发热议,该局以科技创新促进地热产业发展的成果,再次引起业内专家的高度关注。 地热梦圆,水文人创造奇迹 迪庆,藏语意为“吉祥如意的地方”;“香格里拉”一直是&ldquo

9月25日,第二届中国国际地热产业发展高峰论坛在天津召开。水文地质局的主题演讲报告《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》引发热议,该局以科技创新促进地热产业发展的成果,再次引起业内专家的高度关注。

地热梦圆,水文人创造奇迹

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”的代名词,也成为现代人追求和谐安宁的一种境界。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,水文局在这里创造了奇迹,打出了香格里拉经济开发区第一口地热井。随着春节的临近,这里的人们提前进入了节日的欢乐喜庆气氛之中,大家奔走相告:“咱们自己也有地热井啦!”

这是香格里拉经济开发区目前唯一成功的地热井,打破了该区域无地热井的历史,同时进一步印证了香格里拉经济开发区地域存在可供开采利用的地热资源,填补了该地区地热资源勘查的空白。

“地热井出水量31立方米/时、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、温室供能等。”专家组对地热井项目进行现场实测后纷纷竖起了大拇指。

“扎西德勒!——欢迎尊贵的客人到来!”3月22日,水文局党委书记、局长蒋向明再次来到地热项目钻机现场,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,上面赫然两排金黄色的大字: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。

“水文局凭借着专业技术实力及先进的施工能力,结束了香格里拉未能打出地热井的历史,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表示诚挚感谢。

敢闯“禁区”,彰显央企责任担当

这眼地热井来之不易。十多年来,多个勘探队曾在这里勘探地热、钻探地热井,但都没有成功。香格里拉被业内许多人称为“不可轻易涉足的禁区”。

在迪庆藏族自治州,泡温泉深受藏族同胞的喜爱,他们认为温泉不仅可以活血通经脉、保健康,还能净化身心,寓意洗去一年的风尘,祈求新的一年事事顺利。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,人们要驱车到300公里之外才能泡上温泉。在自己家门前泡温泉,一度成为当地百姓难以实现、苦苦等待的梦想。

2018年10月17日,这一天给香格里拉地热井带来了新的希望。总局党委书记、局长赵平在拉萨拜会时任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交流。齐扎拉曾在迪庆任职多年,深信自己的家乡迪庆州有地热资源,他在与赵平的交谈中希望总局能够帮助他和当地人民实现愿望。之后,总局迅速作出部署。

2019年4月15日,总局副局长、党委委员王海宁在北京与迪庆州人民政府副州长程鹏进行会谈,程鹏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,他们是全国最专业的水文地质专业局,一定能给迪庆人民办成这件大事。”王海宁说道。

翠绿随风来,春雨悄然落。随着水文局对总局顶层设计的积极跟进,各项部署迅速落实到位,一场决战香格里拉地热井的战斗也悄然打响。

“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的事,我们责无旁贷。”水文局党委书记、局长蒋向明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。

“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?”项目面临着不少质疑。“千难万难,也要想方设法把深埋在玉龙雪山脚下、金沙江畔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,专家团队的信心更加坚定。

通过查资料、找线索、定计划、破难题,钻探地热井的方案最终确定。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,他们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。

勇于创新,专业实力引出地热水

2019年10月15日,地热井开工。

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。最大涌水量达380立方米/时,涌砂总量达100立方米以上,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在井下录像,发现井内存在多个岩溶坍塌扩径段,给施工造成极大困难。

若用常规水泥浆封堵涌水,注浆时常会被井下径流水稀释冲散。水文局调整注浆工艺,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,经过用新方法反复注浆13次,较大程度降低了井内塌孔、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,在极复杂的地质条件下,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、岩石松软等情况影响,使用常规钻探工艺施工极易造成井斜过大。在此次地热井施工过程中就出现了井斜增大现象,其间通过调整钻具组合、钻压、转速等参数来控制井斜问题均没有达到预期效果。

当钻探深度到达设计井深2400米时,进行了地球物理测井,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1360米开始定向施工,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。

时间一分一秒过去,钻杆一米一米推进。2600米,这是GZ-2000型水源钻机历史施工的极限深度,大家的心都揪了起来,时刻关注着扭矩表盘、泥浆等各项参数。

钻深达到2600米,根据施工设计已完成钻探任务,但通过上返岩屑及泥浆温度判断,钻遇地层仍在二叠系玄武岩组,且地温较低、水量小、水温低。 “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,打出温泉水的希望越来越渺茫。”时任水文局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,也关系到香格里拉地热开发利用的前景。”

“再延深200米,出了事,我担责。”蒋向明作为水文地质专家果断下达了命令。

“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。”水文局首席专家组组长沈智慧说,这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,造成重大经济损失。

“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,就一定能攻克技术难题。”回想起当初的情况,施工人员还是精神百倍,浑身充满了干劲。

根据技术专业分析研究,只要突破变质岩地层,进入白云岩含水层段,就有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,地下热水终于“千呼万唤始出来”。经抽水试验和采样分析,水温达61℃,水量737立方米/日。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。

这是苦干实干的回报,这是科学求证的硕果,这是技术实力的彰显。地热井项目全体人员欢呼雀跃,大家流的汗、加的班、担的责、揪的心,在这一刻都得到了回报。

展望未来,为绿色发展注入活力

经过专家鉴定,该井地质情况复杂,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,水文局通过边施工边修改方案,及时调整钻探工艺,利用专业优势,圆满解决了多个施工难题,最终完成香格里拉经济开发区地热勘探井施工任务,该井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。

香格里拉经济开发区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,北连香格里拉城,南接大理风光城,是内地陆路进入藏区的交通要地和迪庆州南大门,具有迷人的自然风光和鲜明的宜居、宜养、宜业优势特点。水文局将为香格里拉经济开发区发挥温泉资源优势,打造以温泉度假、民俗文化、健康养生为核心的综合体旅游项目,推动香格里拉经济开发区低海拔绿色产业发展加油助力。

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