老舊中深層地熱井可視化洗井通井施工工藝研究

摘要

國內大量中深層地熱井經過多年開采運行，普遍出現濾水管結垢、泥沙淤積、含水層堵塞，回灌能力衰減、產水量下降等問題。傳統通井洗井依靠經驗施工，無法直觀掌握井內真實病害情況，存在施工盲目、返工率高、修復效果難以核驗等痛點。本文引入井下成像可視化檢測技術，構建“前期成像診斷?方案制定?施工過程監控?完工成像驗收?長期復測"整套可視化通井洗井施工流程。結合地熱井高溫、高礦化度腐蝕工況，分析物理洗井、化學洗井、氣舉洗井等工藝與井下成像系統的配套要點。工程實例表明，可視化工藝可以精準定位堵塞深度、堵塞類型，減少無效作業，提升洗井修復成功率，為存量地熱井運維修復提供標準化技術路徑。

關鍵詞：老舊地熱井；井下成像；可視化洗井；通井工藝；地熱井運維；濾水管堵塞

引言

中深層地熱作為清潔供暖重要資源，國內華北、山東、陜西等地建成大量地熱開采井與回灌井。經過5?15年運行，地熱井筒內部會產生碳酸鈣、硅酸鹽結垢，地層泥沙侵入井筒，造成濾水管孔隙封堵，直接表現為出水量降低、回灌壓力升高、回灌量衰減，嚴重時地熱井直接喪失供暖能力。過去地熱井洗井通井大多依靠流量、水位、水質間接數據判斷井內狀態，技術人員無法直觀看見井壁、濾水管真實狀況，只能采用全井段統一洗井方式，部分完好井段遭受不必要沖刷，堵塞嚴重位置處理不到位，施工成本高，修復效果無法有效驗證。

隨著井下成像設備技術迭代，耐高溫、抗腐蝕井下電視逐步在地熱工程推廣，將可視化檢測嵌入修井全流程成為行業發展方向。傳統間接檢測手段只能得到宏觀數據，不能區分是濾水管外部地層堵塞，還是井筒內部結垢淤積，導致工藝選擇出現偏差。本文圍繞老舊地熱井通井洗井業務，研究井下成像系統配套施工工藝，建立標準化作業流程，解決傳統修井作業看不見、判不準、難驗收的行業難題。

1 老舊地熱井主要病害類型

老舊地熱井常見故障分為三類。第一類為井筒內部結垢，地熱地下水礦化度高，溫度壓力變化，鈣鎂鹽類析出附著套管、濾水管內壁，逐步縮小過水通道。第二類是泥沙淤積，開采過程地層細顆粒泥沙進入井筒，沉淀井底，掩埋濾水管。第三類為濾水管外部含水層堵塞，回灌過程氣體堵塞、懸浮物堵塞，造成回灌阻力急劇上升。除此之外還存在套管腐蝕、裂縫、變形、井下落物等復合故障。同一口井往往多種病害疊加，僅僅依靠水位流量數據很難區分主次病害，直接影響洗井效果。

2 可視化通井洗井總體工藝流程

整套施工分為五大階段：成像前置診斷、施工方案編制、現場通井洗井作業、完工成像驗收、后期定期復測歸檔。

第一階段，前置成像診斷。正式開展洗井之前，下入井下成像系統，從井口至井底完整掃描全井段，記錄井壁視頻圖像，精準標記結垢位置、淤積深度、濾水管堵塞區間、套管破損位置。依據影像資料區分堵塞類型，判斷故障是井筒內部問題還是地層外部問題。如果是井底泥沙淤積，優先采用撈砂工藝；濾水管內壁結垢，選用高壓水射流洗井；含水層外部堵塞，配合氣舉、化學浸泡工藝。成像診斷可以避免盲目開展大規模化學洗井，減少藥劑浪費，降低腐蝕套管風險。

第二階段，編制針對性施工方案。結合成像記錄深度、影像特征，確定洗井方式、作業井段、藥劑配比、作業時長，不再采用一刀切全井施工。

第三階段，通井洗井施工過程監控。施工過程中，分段下入成像探頭，實時觀察井內變化。高壓射流作業時，監控套管壁狀態，防止高壓沖擊造成套管開裂變形；化學藥劑浸泡之后，觀察結垢剝落情況，判斷是否需要延長浸泡時間。可視化監控可以及時終止無效作業，規避二次堵井風險。

第四階段，完工成像驗收。洗井全部結束，再次全井成像檢測，對比洗井前后圖像，直觀查看結垢清除、泥沙清理效果，留存影像資料作為項目驗收檔案，改變過去只依靠流量數據驗收的模式。

第五階段，定期復測歸檔。地熱井修復完成后，每年開展成像復測，建立井筒病害演化檔案，提前預判堵塞趨勢，開展預防性維護，避免供暖季突發故障停機。

3 設備與工藝配套關鍵要點

地熱井工況溫度普遍80?135℃，普通井下成像設備無法長期承受高溫，必須選用耐高溫防腐探頭。井內水體渾濁濁度高的時候，成像畫面模糊，需要適當舉水置換井內渾水，提升透光性，保障成像清晰度。

在工藝匹配上，高壓水射流洗井作業期間，不可以同步下入成像儀器，高速水流沖擊會損傷探頭；化學藥劑洗井階段，成像探頭需要做好防腐防護，避免強腐蝕藥劑損傷光學窗口。洗井完成后，需要充分循環置換井內殘液，再開展驗收成像。

4 工程應用案例

華北某縣域供暖地熱井，運行8年后，回灌量下降60%，前期兩次傳統洗井效果不佳。采用可視化工藝，前置成像檢測發現：井深1120?1180m濾水管段厚層碳酸鹽結垢，井底存在大量泥沙淤積。依據影像，制定分段高壓水射流洗井+撈砂方案，不對全井做化學浸泡。施工結束后再次成像，結垢大部分清除，井底淤積泥沙清理干凈，回灌能力恢復至設計值92%。對比該井前兩次無成像洗井，工期縮短三分之一，藥劑用量大幅下降，沒有出現套管損傷。

5 結論

將井下成像可視化技術融入老舊地熱井通井洗井全流程，可以實現病害精準定位，做到分段靶向施工，擺脫傳統經驗式修井模式。可視化檢測既能夠優化施工方案，降低工期與材料成本，又可以直觀核驗修復效果，形成完整影像檔案。隨著地熱資源監管趨嚴，成像診斷?施工?驗收一體化，將會成為存量地熱井修復的標準化流程。但是該技術也受井液濁度制約，現場需要配套舉水置換工藝，進一步提升成像質量。

參考文獻

[1] 宋先知.廢棄井地熱能開發技術現狀與發展建議[J].石油鉆探技術,2020.

[2] 楊義興.井下可視化成像檢測技術在水平井的應用[J].油氣井測試,2025.