地热做为绿色、可再生能源，被世界各地明确为维护社会发展可持续发展的新“清洁能源”，在地热丰富多彩的我国早已获得比较好的开发设计和运用。地热网络资源可划分为2 种种类：纯天然开水网络资源和高温岩体地热资源。高温岩体地热(HDR)就是指环境温度超过200 ℃的岩体中蕴含的地热网络资源，能够通过人力采掘，从岩体中同时获取出热水蒸汽而立即用以发电量和开水运用，是再生的“清洁能源”。在我国具备丰富多彩的高温岩体地热网络资源，如西藏自治区羊八井地域、腾冲地域、海南琼北地域、中国台湾及西南沿海城市、长白山天池等地域。地热网络资源的综合利用对改进在我国能源结构，确保能源问题具备重要战略地位。

  高温岩体地热资源开发的构想最先由外国人Morton Smith 领导干部的洛斯阿拉莫斯国家级实验室的专家工作组于1970 年明确提出，理论依据为：将一个打孔钻进高温岩体，随后产生缝隙，再将另一个打孔钻进缝隙，从而从一个打孔灌水，通过裂缝加温，从另一个打孔排出来，用以发电量或开水运用。

  温髙压标准下钻井施工技术性，即深钻施工。现阶段，钻井仍是勘查与开发设计地热网络资源的唯一方式。因而，认真细致地科学研究高温高地应力下的钻井施工技术性，针对人们探索地球，开发设计地球上深层的资源与网络资源具备关键的科学与工程实际意义。

  高温岩体地热深钻施工关键技术

  高温岩体地热钻井施工与别的燃气钻井施工拥有实质的区分，其具备下列特性：

(1) 高温岩体地热井的施工目标是碎屑岩或石英砂岩，如花岗石、片麻岩等，强度比较大，可钻性偏差，单轴抗压强度一般在200 MPa 之上。高温髙压下破岩技术性有待提高。

(2) 施工岩石层的工作温度比较高，一般在250 ℃之上。海外普遍认为，环境温度在350 ℃之上的地热储集层，开发设计的合理性才比较突出，日本曾钻至500 ℃的高温岩体地质构造。

(3) 钻井深层比较大，一般为3 000～6000 m，有时候达10 000 m。钻井深层的提升，对钻井加工工艺和机器设备提出了新的规定。

(4) 井筒软岩可靠性较弱。因为在高温髙压且深层比较大的岩体中施工，钻入情况下高温情况井筒软岩遇水后非常容易造成热裂开及井孔扩张，脱落下来的岩层非常容易导致卡钻状况。付出运作后，钻井软岩产生流变性形变，易导致“缩径”，挤碎防水套管等状况。

(5) 井漏问题较为严重，如西藏自治区羊八井ZK201 井孔在钻入施工中，因为钻经的地质构造繁杂，岩层硬实，但缝隙、裂缝非常生长发育，断块也比较多，钻入时，从孔深十几米基本上一直漏到井中。

  与此同时，必须对高温髙压下高韧性岩体粉碎基础理论与钻井液技术性进行基础研究。

  由此可见，确保高温岩体地热开发设计深钻施工顺利开展的关键技术为：

(1) 高温岩体地热采掘中钻井软岩的可靠性控制系统;

(2) 高温髙压下破岩技术性;

(3) 高温髙压钻井液技术性。

  高温岩体地热采掘中钻井软岩的可靠性控制系统3.1 高温岩体地热采掘中钻井软岩失衡主要因素高温岩体地热深钻施工全过程中或钻井交付使用后，其井筒软岩的可靠性遭受多种多样要素的干扰，即温度梯度–泥沙运动场–地应力多场藕合功效下，钻井软岩的可靠性遭受环境温度、渗透压力及原岩地应力等各种要素的干扰。因而，必须从传热学、泥沙运动结构力学、热弹性力学、流变性结构力学及其高温髙压岩体结构力学考虑，考虑到环境温度和水的扩散作用下岩体结构力学特点，以了解井筒软岩失衡的主要因素。从而科学研究注水井、生产井以及二者之间岩体，即钻井所在地软岩系统软件的温度梯度、泥沙运动场、地应力、偏移场的变化趋势，为高温岩体钻井软岩在施工情况下及钻井完工交付使用后井筒软岩的可靠性给予基础理论适用，寻找合适的软岩加固技术，提升钻井软岩的可靠性。

  (1) 钻井施工情况下钻入环节及裸井阶段

  B. Haimson 等[5-6]的分析结果表明，井筒软岩失衡状况绝大多数出现在钻井施工钻入全过程及裸井环节。井孔的失衡导致的损害最比较严重，关键有2 个领域的缘故：

  ① 高温遇钻井液后井筒软岩结构力学特点的改变

  花岗石在碰到钻井液或沙浆后，因为环境温度快速减少，井筒软岩产生生物化学转变，结构力学特点产生变化。前后对比2[7-8]各全地应力–应变力曲线图说明，600 ℃高温情况花岗石遇冷却水解决对其最高值地应力、最高值应变力、单轴抗压强度以及抗压强度有非常大危害。单轴抗压强度c σ 随环境温度T 的变化趋势为σ c =149.31exp(?0.002 1T);弹性模具E 随环境温度的上升呈负多数规律性减少，其转变关联为E = ?3.228lnT 24.09 ;抗压强度tσ 随环境温度的变化趋势为tσ =18.123exp(?0.002 5T)。因为高温情况下花岗石遇水后造成热影响功效，岩体内造成热裂开状况，物理性能劣变，弹性模具、抗拉强度、抗压强度随环境温度的上升而成减少的发展趋势。

  ② 钻入情况下井筒软岩的热裂开状况

      根据我国高温岩体地热开发设计钻井施工具体情况，运用水来开展清渣，将岩体载入到4 000 m 基础埋深应力状态(即100MPa)，之后以3～5 ℃/h 的升温速度使岩体环境温度慢慢升至500 ℃，隔热保温4 h 之上，开展钻孔实验。花岗石中钻井软岩裂开状况显著，产生许多缝隙，孔周边岩层抗压强度减少，产生塌孔状况。在钻入情况下，因为水、环境温度及压力的相同功效，尤其是水的用途，钻井软岩造成热裂开状况，使钻井软岩产生失衡。

  因而，高温岩体地热开发设计深钻施工中，因为钻井液及钻井沙浆的应用，在钻入情况下井筒软岩非常容易造成热裂开，从孔边爆出出来，导致卡钻，乃至导致钻井软岩失衡。

  (2) 钻井完工交付使用环节

  高温岩体裸眼井完工后，马上下防水套管避免井筒塌陷，随后在钻井软岩与线管中间引入耐高温水泥砂浆开展固井，并应用超大水力压裂法修建人力潴留层，接着高温岩体地热井便交付使用，井孔结构受力示意图如下图4 所显示。

  高温岩体地热井完工交付使用后，在温度梯度–泥沙运动场–地应力藕合功效下，井筒软岩系统软件随时长产生流变性形变，井孔孔径慢慢变小，压挤防水套管，非常容易将防水套管挤毁或产生“缩径”状况，这也是钻井完工交付使用后井筒软岩失衡的主要因素。