标准规范下载简介
NB／T 10696-2021 地热井井身结构设计方法.pdf简介：
NB/T 10696-2021 是中国国家标准《地热井井身结构设计方法》的编号，该标准主要规定了地热井井身结构设计的基本原则、设计内容、设计方法和要求。地热井是用于开采地热资源的井，其井身结构设计对于地热能源的开发效率和安全性至关重要。
以下是该标准简介的一些关键点：
1. 原则：设计应遵循经济、安全、环保和高效的原则，考虑地质条件、井深、开采技术、井口设备等因素。
2. 内容：井身结构设计主要包括井筒材料的选择（如钢套管、混凝土管等）、井壁加固方式、井下管柱的配置（如生产管、注水管、支撑管等）、井口设施设计（如井口装置、防喷设备等）。
3. 方法：设计时会进行地质分析，预测地热流体性质，确定井温、压力等参数，选择合适的钻井和完井技术。同时，还要考虑施工过程中的风险和应对措施。
4. 要求：井身结构要满足耐高温、耐腐蚀、抗压等条件，保证井下设备的正常运行和人员安全。设计结果需要经过严格的审查和验证，并符合国家和地方的相关法规。
总的来说，NB/T 10696-2021 是指导地热井井身结构设计的专业技术标准，对于合理开发和利用地热资源具有重要的指导意义。
NB／T 10696-2021 地热井井身结构设计方法.pdf部分内容预览：
本文件规定了地热井井身结构设计中的术语和定义、地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地热勘探井、 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地热资源地质勘查规范 GB50027供水水文地质勘查规范 GB50296供水管井技术规范 DZ/T0148水文水井地质钻探规程 DZ/T0260地热钻探技术规程 NB/T10097地热能术语 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YB／T 4386-2013标准下载，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应充分考虑地热水的水温、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有利于控制异常地层压力，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应充分考虑地热水的水温、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有利于控制异常地层压力，保证井控作业顺利进行。
地热井井眼直径和钻头尺寸可参考附录A选择。
5.1.1地层孔隙压力、地层破裂压力。
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，地下水水温、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 根据当地统计数据分析确定。 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地层破裂压力当量密度安全允许值S一般取0.03g/cm”。 5.6.4正常压力地层压差卡钻临界值△pn一般取12MPa～15MPa，异常压力地层压差卡钻临界值△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地层孔隙压力当量密度，且 地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 一裸眼井段最大地层孔隙压力当量密度，g/cm” Pf 一地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地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地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地层孔隙压力当量密度，g/cm3； D 一 最深正常地层孔隙压力当量密度或最深最小地层孔隙压力当量密度对应井身，m;
NB/T10696—2021
Pn 正常压力地层压差卡钻临界值，MPa; △D ——异常压力地层压差卡钻临界值，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地层； b） 塑性泥岩层、泥页岩层及页岩层等易坍塌地层； c） 断层破碎带、不整合交界面等漏失性地层； 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、附近饮用水源的地下水底部深度； g）附近矿井采掘坑道、城区附近地下管线及地下交通网的分布、深度和走向。
依据目的层含水层厚度及地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、过滤管直径及地层情况确定
6.2.2.1下入过滤管成井
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Q 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
填砾厚度宜根据地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地层情况、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目的层上覆地层主要为稳定的第四纪地层或基岩层，且无大的漏失、破碎带等不稳定地层时 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目的层上覆地层主要为易出现漏、塌、缩等不稳定地层时，宜下技术套管封隔复杂地层；在 同一井段有两个以上压力梯度不同的地层（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。一口地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；根据地层压力梯度判断地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。
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6.4.1表层套管直径设计
表层套管直径应充分考虑地质条件、地热水水量及钻机卷扬能力，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、地下热水静水位和动水位，宜设计为300m～500m；地热水动 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，管外水泥应上返至地表
宜采用全封固井GB 51400-2020 看守所建筑设计标准(附条文说明).pdf，管外水泥应上返至地表
根据井下具体情况设计套管重叠段，一般不少于30m，宜设计为30m～50m。
6.6套管螺纹扣型设计
6.7套管与孔壁间隙设计
套管与孔壁的间隙应确保水泥注浆时不存在压裂地层或水泥过早脱落形成水泥桥的可能，间隙 设不小于19mm。 套管与孔壁（钻头尺寸）间隙可参考附录A选择
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GB 51302-2018标准下载附录A （规范性） 套管与钻头尺寸选择图
1套管与钻头尺寸选择
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