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            保定順昌鉆井工程有限公司
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                       新能源的發展是未來的必然趨勢,太陽能、風能、潮汐能等能源在近些年突飛猛進,地熱能也不例外。地熱開發已經遍布全球近40個主要大國,特別是能源消耗大國,如美英法德俄日,都在積極地探索著這種新能源的開發與利用。我國自上個世紀70年代開始,地熱能就取得了一系列的成果,不僅在產量上位居世界前列,在開發和應用技術上,也不亞于世界其他先進國家,不僅有羊八井這樣的大規模地熱發電站,也在北方一些地熱活躍區,進行地熱供暖和地熱農業的開發,使人們見識到了這種能源的優勢。

              我國的地熱能儲量巨大,分布廣泛,但正因為分布廣泛,所以還有一個特點,就是分布不均。盡管在地下5000米以下的深層,地熱能資源的分布較為普遍,但在3000米以上,地熱資源不僅在水平角度分布不均,在深度上也是分布不均的,因此,專家認為,地熱勘查是地熱開發前期非常重要的工作,而地熱勘查技術水平,也是制衡地熱能開發的一個關鍵要素,地熱能能否全面融入地熱開發,關系到地熱能未來能否與其他新能源齊頭并進,躋身未來主流能源行列。

              地熱勘查的主要對象是地熱資源。它可以借助地學領域的一切手段,包括對地熱資源這種礦產資源的物理和化學探查手段,調動地質學、地球物理、地球化學等學科的知識,通過實驗室分析,根據所積累的數據庫,進行地熱資源的判斷與評估。與此同時,對于地質方面的了解,也是地熱開發工程所不可缺少的支撐。因此,認為,地熱勘查并非工程前期的形式主義,它的全面融入,將實實在在地推動地熱能開發的高效、順利、持久地進行。

              地熱勘查可以探明地熱資源的情況,比如通過對各方面原始地質資料及實際踏勘采集資料的分析和判斷,從而了解地熱水的儲存位置、大致儲量、地熱水的溫度及可能的化學性質,同時根據地下流體科學知識和經驗,分析儲存地熱水的含水層與其他周邊地下環境的關系,探明該地地熱水資源的產生與運動和地下的水熱壓力狀況,從而為地熱能開發奠定最基本、最堅實的基礎。

              然而這僅僅是個開始,在地熱鉆井工程中,地熱勘查同時也會為地熱鉆井提供一系列重要的信息,比如,該地的地層結構、地質狀況、巖石的性質,尤其是不同地層有什么樣的巖石,以及地下可能存在的其他地質現象和地質狀況。由此,通過科學的分析和報告,為地熱鉆井方案的擬定提供依據,同時,地熱鉆井所選用的設備、耗材,采取的工藝,都根據地質狀況進行選擇使用,認為,這是合理化生產的要求,通過勘察滲入鉆井的每個細節,使地熱鉆井能夠更科學,體現了科學技術是第一生產力的原則。

              此外,在地熱鉆探過程中,進行工程的實時監測,也需要對地質情況跟進了解,如果有地質異常,通過地熱勘查的輔助分析,及時解決問題,杜絕工程中存在的隱患,減少事故幾率,降低風險成本,使開發順利進行,提高地熱井的成功率。

              地熱井成功完井后,地熱勘查依舊有用武之地。在地熱利用的運維階段,依然少不了地熱勘查工作。地熱能的大部分水熱資源,都具有天然的物理化學性質,因此,長久使用,對地熱能開發設備的腐蝕,以及地熱水自身的結垢性質,都是不可避免地,如果不進行處理,將會越來越嚴重,最終導致整個地熱能利用系統的效率低下,水熱供應跟不上使用進度,經濟效益也同時下降。因此,指出,地熱能項目是需要運維的,而且地下部分是重點,而對地下部分的了解,還是需要地熱勘查,具體地分析出現問題的所在,從而對癥下藥地解決地熱能利用過程中出現的各類問題。

            閱讀量:    2017-08-13 09:35:39

                       地熱井開發介紹關于地熱井的九個靠譜的說法
              地熱供暖、溫泉旅行、地熱發電、地熱農業、地源熱泵等等,這些地熱能使用項目,都離不開相應的地熱開發技能,除了一些出露于地表的地熱資源可以直接使用,現在大部分的地熱溫泉資源,都是依靠人工開鑿地熱井,將地下深處的地熱資源轉移到地上,再進行使用。因而,地熱井在地熱資源開發過程中,是最重要的一個環節。
              中國的地熱能開發通過了一個很彎曲的發展過程,現在正處于上升趨勢,市場化進程也在逐步完善中,正因如此,地熱能開發技能市場也存在各種疑問,關于作為地熱開發中的首要工程部分,地熱井施工,人們也是眾說紛紜。
               那么關于地熱井的許多說法中,哪些是靠譜的呢?就讓地熱能使用工程師為您擇要進行回答。
            說法一:越花錢的地熱井越高端大氣上檔次
              “只選貴的不選對的”這個真理一般只出現在奢侈品職業,地熱井是實業工程,其價格要依據各個環節量體裁衣力所能及,并非花錢越多井就打得越好,收益就越高。依據地熱勘測成果,得出當地的地質水熱情況,據此斷定地熱鉆井設計工藝和施工計劃,挑選相應的鉆機鉆具和其他一些相應的資料。
              在此過程中依據實際情況斷定地熱井各環節所需費用,而非由于錢多就片面地決定就把井打深點,把井眼鉆大點,選最高級的鉆機——沒這個必要,這不只未必能得到很好的作用,更可能得不償失,不只提高本錢,也簡單丟失熱量,甚至過度挖掘形成無可挽回的成果。
            說法二:地熱井就是打個井,地熱勘測沒必要
              除了地源熱泵等淺層地熱使用外,地熱資源具有“水”、“熱”、“礦”等三重性質,因而,挖掘地熱資源,就是要找水,找熱,遵從地下熱礦泉水賦存的規則,而地熱井施工的條件,就是要有足夠的地下熱水,沒有地下熱水(或水蒸氣),后期的地熱使用作業沒辦法打開。而地熱勘測的意圖,就是找熱水,摸清地質情況,斷定地熱水貯藏的深度以及水量,斷定地熱資源規劃開發使用,因而,是必不可少的一項作業。
            說法三:打地熱井也需求隨時監測
              地熱資源深藏在地下,盡管前期通過地熱勘測,但地質地熱情況復雜多變,因而要依據地熱井施工工程不一起期的監測數據,進行鉆井施作業業的調整,一起也可以對地質異常情況進行監督,如有異常敏捷應對處理,防止事端,規避危險,下降危險本錢。
            說法四:好的地熱井不會發生水垢
              地熱井挖掘的是熱礦泉水,只需水中有礦物質,結垢就是不可防止的,但這并不是說對井垢就無計可施了,地熱井的井垢可以用化學辦法去除,現在有許多除垢劑都對地熱井垢有用,但有必要長時間定時進行除垢作業,以保證地熱水運送的通常,保證地熱井的水量。
            說法五:一切的地熱井都應該回灌
              地熱水資源并非徹底含義上的可再生資源,它是必定條件下的可循環使用。地熱水在地下的發生自有其規則,盡管熱量是必定的,但水量無時無刻不在發生變化,這就需求在地熱勘測監測的基礎上,對地熱水的挖掘進行合理規劃,使熱量提取的速度不超越地下熱水彌補的速度,如果可以到達抱負作用,一般是不需求回灌的。不過也有一些項目和區域,對地熱水需求較大,挖掘量過大,因而需求進行回灌,不只保證地熱水資源的循環供給,也具有維護地質地層,維護資源環境的含義。
            說法六:地熱井不能隨便打
              地熱井盡管挖掘的對象是水,卻不是一般的水,而是熱礦泉水,它歸于礦藏資源,因而與打普通水井不同,依據我國《礦藏資源法》規則,它是歸于國家的礦藏資源,因而挖掘地熱水資源要申請采礦權,有必要通過礦藏資源主管部門同意才干打地熱井。
            說法七:地熱井的是永久出水的
              地下熱水歸于地質資源,必定遵從地質科學的自然規則,有其生成、運轉與消亡的規則,即使是水資源,如果挖掘量超越補給量,也會形成資源干涸,所以,廣義上講,地熱井并不是永久出水的,可是,通過一些人工技能手段,是可以使地熱井到達永久出水的作用的,比方,通過勘測合理規劃挖掘,使地熱井對地熱水的采償堅持平衡,或許進行科學回灌,這些不只可以維護地熱資源,更延長了地熱井的壽數,添加地熱項意圖收益。
            說法八:地熱井打得越深越掙錢
              地熱水的蘊藏并不是在地下到處都有的,它只賦存在特定的地質地層中,因而,地熱井打多深,要問地熱勘測成果,并不是打得越深出水溫度越高——條件是要有地熱水資源。
            說法九:地熱井并不是哪里都能打
              地熱資源也具有多樣性,有水,有蒸汽,也有單純以熱量方式存在于土壤中的,因而,地熱井也有許多種,溫泉井、地熱供暖井、地源熱泵井,每種井有相似之處,也有不同之處。地源熱泵井的使用規模更廣,但也不是到處可打,也要依據地質條件斷定是否合適打井。而溫泉井等深度鉆井,更要依據地熱勘測所斷定的地熱資源賦存地址,挑選鉆井靶位,并不是哪里都能打的。

            閱讀量:    2017-08-12 09:43:16

                      地熱能在地球的儲量是天文數字的,據有關數據顯示,僅僅在地殼最外層的10公里左右,就有1254億J的熱量,如果你覺得對這個數據沒什么概念,那么打個比方,它相當于現在世界煤炭總發熱量的2000倍——這不是一年,而是從有煤炭開始以來就算進去。這個數字是如此驚人,驚人到令人有些沮喪。為什么這么大量的清潔能源不開采出來使用,我們卻依舊要忍受每天春、秋、冬季縈繞在城市上空的霧霾?

              原因是多方面的,當然最主要的是這幾個:一、初投資略高,很多人對地熱能感興趣,不過一聽到它的開發價格,都會咂舌。二、分布多寡不均,尤其是在接近地表的,目前人類能力所及的范圍內,地熱資源的分布是相當不均衡的,需要先找到資源,才能進一步講開發。三、技術還需提高。地熱能可以進行供暖發電制冷等等,但是,它還處于初期,不僅是利用方面的技術需要提高,在開發方面,也要向縱深發展,比如干熱巖開發技術,如果能夠降低整體開發成本,則地熱能將會不孚眾望。

              而要解決這三個問題,最首要的,是做好地熱勘察??茖W合理的地熱勘察有三方面好處,一方面,確定資源情況,提高開發速度和質量,另一方面,通過地質方面的了解,規避開發工程風險,降低生產成本,第三方面,為前期規劃和后期維護做輔助,整體提升項目效率及可持續性。

              地熱資源,無論是從開發還是從利用方面,都需要規劃。地熱勘察報告和可行性分析,都源自地熱勘察中的各種工作,通過對地熱資源所在地的資料和實地踏勘結果,進行科學分析,最終確定資源的儲量、埋藏位置,以及其他埋藏情況。由此,對地熱資源進行初步規劃。地熱能資源是可以進行多種利用的,可以進行地熱發電、地熱供暖、地源熱泵、地熱農業、地熱旅游等多種應用,因此,合理的規劃,會使地熱能資源被利用得更加充分。

              在地熱鉆井階段,同樣離不開地熱勘察。地熱勘察不僅為地熱井提供資源信息,同時也提供地質信息。鉆井到地下幾千米,地質情況復雜多變,地質勘查通過對地質構造、巖層結構和巖性等地質方面的的分析,來為鉆井提供指導,科學合理地設計鉆井方案,擬定鉆井工藝和需要采用的技術設備等等。同時在鉆探中實時監控,遇到地質問題結合地熱勘察方面的知識進行及時處理,規避風險,降低成本,也是地熱勘察確保地熱鉆井工程順利進行,提高鉆井效率的手段。

              當然,在后期,進行運維的時候,地熱勘察同樣必不可少。地熱利用系統不僅有設備復雜的地上部分,也有同樣復雜的地下部分,地熱水的特殊性、地質的特殊性以及地下設備的性質,都需要地熱勘察來輔助后期運維,進行測井、洗井、修井固井等地熱能利用系統的維護,在系統出現問題時,防微杜漸,及時維修,從而達到系統整體的優化,提升系統的運行效率和持久性。

            閱讀量:    2017-08-11 09:47:22

             據今年國家發改委、國土資源部、國家能源局共同印發的《地熱能開發利用“十三五”規劃》,“十三五”時期,河北省新增淺層地熱能供暖制冷面積7000萬平方米,水熱型地熱能供暖面積11000萬平方米。到2020年,河北全省新增淺層地熱能供暖制冷面積累計達9800萬平方米,水熱型地熱能供暖面積累計達13600萬平方米。

            2017年2月9日,河北省住房和城鄉建設廳印發《關于進一步加強城市供熱專項規劃修編工作的通知》,指出因地制宜、科學利用天然氣、電能、地熱、工業余熱等能源,努力提高清潔供熱水平和供熱質量。

            2017年2月21日,河北省邯鄲市磁縣人民政府辦公室印發《磁縣2017年地熱井專項清理整治方案》,指出今年9月15日前完成地熱水利用項目熱源替代改造任務。

            2017年3月7日,河北省人民政府印發《河北省生態環境保護 “十三五”規劃》,指出實施農村地區散煤減壓替代及清潔能源開發利用工程。推進“煤改電”“煤改地熱”“煤改太陽能”等散煤替代模式。

            2017年3月14日,河北省人民政府印發《河北省“十三五”控制溫室氣體排放工作實施方案》,指出因地制宜推廣余熱利用、高效熱泵、可再生能源、分布式能源等低碳技術,有序開發利用地熱資源,推動其他可再生能源利用。

            2017年4月5日,石家莊市發展和改革委員會等五部門聯合印發《關于加快推進新增建筑電能供暖的意見》,指出為積極推進分類電能供暖,對辦公樓、酒店、寫字樓等建筑推廣空氣源、污水源、土壤源、余熱廢源等熱泵應用;對居民住宅,推廣熱泵集中供暖和分散電供暖。

            2017年4月11日,河北省住房和城鄉建設廳印發《河北省“十三五”住房城鄉建設科技重點攻關技術需求目錄》,指出研究可再生能源建筑應用等關鍵技術,研發熱泵等新產品。圍繞提高可再生能源建筑應用比例,對地源熱泵、空氣源熱泵等技術進行研究。

            2017年4月11日,河北省住房和城鄉建設廳印發《河北省住房城鄉建設科技創新“十三五”專項規劃》,指出開展可再生能源項目后期評估和高效運行維護等技術研究。同時,開展地源熱泵廢棄油井綜合利用研究。

            2017年4月12日,河北省住房和城鄉建設廳印發《河北省建筑節能與綠色建筑發展“十三五”規劃》,指出推廣熱泵系統建筑應用,在適宜發展淺層地熱能的地區,優先發展地埋管地源熱泵系統。除嚴寒以外地區,積極推廣空氣源熱泵技術,新增淺層地熱能及空氣能等建筑應用面積2000萬平方米以上。

            2017年4月13日,河北省住房和城鄉建設廳印發《2017年全省建筑節能與科技工作要點》,指出積極發展太陽能熱水系統、淺層地源熱泵系統、空氣源熱泵系統等可再生能源建筑應用。

            2017年4月17日,《河北省住房城鄉建設科技創新“十三五”專項規劃》印發,指出開展低層建筑太陽能與其他能源耦合采暖、寒冷地區空氣源熱泵與其他能源耦合采暖、可再生能源項目后期評估和高效運行維護等技術研究。開展基于數據挖掘的熱力系統節能運行和改造研究,并開展地源熱泵廢棄油井綜合利用研究。

            2017年4月25日,河北省住房和城鄉建設廳印發《河北省城鎮供熱“十三五”規劃》,指出為科學合理制定地熱能供熱發展規劃,提高地熱能替代化石能源在供熱中的比例,力爭到2020年,河北省地熱能供熱能力累積達到1.3億平方米。

            2017年4月26日,河北省人民政府辦公廳印發《河北省節能“十三五”規劃》,指出積極推廣可再生能源建筑應用,在適宜發展淺層地熱能的地區,要優先發展地埋管地源熱泵系統。大力發展分布式能源建筑,在適宜地區優先利用工業余熱和淺層地能為建筑供暖。

            2017年5月3日,滄州市人民政府辦公室印發《關于滄州市貫徹落實河北省委省政府環境保護督察組督察反饋意見整改方案》,指出為進一步落實地熱井回灌措施,肅寧縣8月底前全部完成33眼地熱井回灌及配套設施建設,實現集中供熱,取代燃煤采暖鍋爐。

            2017年5月10日,衡水市住房和城鄉建設局印發《關于推進縣城建設攻堅行動督導的通知

            》,指出落實清潔能源供暖示范縣進展情況、地熱供暖示范鄉鎮開展情況等進行督導。

            2017年5月19日,秦皇島市人民政府辦公廳印發《關于規?;七M可再生能源建筑應用的實施意見》,指出在無市政熱力管網的區域和被動式超低能耗建筑等建設中,應采用太陽能、空氣能、淺層地熱能等可再生能源技術供熱制冷。

            2017年5月26日,河北省政府辦公廳印發《河北省貫徹落實中央環境保護督察組督察反饋意見整改工作進展情況》,指出加快建立地熱資源開發利用長效機制,加強全程監管,做到應回灌盡回灌,實現全省地熱資源有序開發,合理利用。

            2017年6月1日,滄州市鹽山縣人民政府印發《關于確定集中供熱相關收費標準的通知》,指出居民建筑取暖費按照建筑面積每平方米21元收??;非居民建筑取暖費按照建筑面積每平方米33元收??;老舊小區按照建筑面積每平方米30元收??;新建小區按照建筑面積每平方米60元收??;公用建筑按照建筑面積每平方米70元收??;商用建筑按照建筑面積每平方米80元收取。

            2017年6月2日,唐山市人民政府印發《關于進一步推進全市燃煤鍋爐節能提升改造工作的通知》,指出推進集中供熱設施建設煤改電工程,鼓勵集中供熱替代,推廣使用地熱、太陽能等清潔能源,降低煤炭消耗及污染排放。

            2017年6月13日,衡水市棗強縣地稅局在《棗強縣地稅局迅速貫徹落實全市一季度局務會議精神》中指出,做好水資源稅和地熱資源稅調研及資源稅納稅人清查工作,建立農業用水納稅人信息檔案,提升水資源稅管理信息化水平。

            2017年6月15日,張家口市人民政府印發《關于加快推進“電供暖”工作的通知》,指出鼓勵先行先試,推廣可再生能源電力供暖新技術、新產品、新理念,鼓勵發展分布式可再生能源,推動應用創新。

            2017年6月22日,滄州市人民政府辦公室印發《2017年滄州市清潔能源供暖(氣、電代煤)攻堅行動實施辦法》,指出今年10月底前,滄州市青縣、滄縣、河間、肅寧確保全域完成電代煤等清潔取暖改造。

            2017年6月23日,石家莊市人民政府印發《石家莊市散煤壓減替代規劃(2017-2019年)》,指出支持成片區域開發利用地熱、熱泵,加快實施中小型燃煤供暖鍋爐煤改電等清潔能源分布式供暖。推廣發展太陽能與空氣源(地源)熱泵聯合、與電能或燃氣輔助加熱等新型供熱方式。

            閱讀量:    2017-08-11 09:35:11

             

            如何開發中國東部的地熱資源

                  在傳統能源,如煤炭、石油等化石類非可再生礦產資源使用過程中,會產生大量的污染物,這些能源長期大量地使用不僅會導致全球能源緊缺,同時也會給環境造成極大破壞,并嚴重影響和威脅人類的生存環境。因此,節能減排,尋找并利用環境友好、可再生能源已成為全球當務之急。

                  地熱資源是一種潔凈的可再生能源,具有儲量大,使用方便、穩定,成本低廉等優點,在供暖、供熱、制冷、醫療、洗浴、康樂、水產、溫室等行業有廣泛的利用前景。因此,規?;侠黹_發地熱資源,可以改善能源結構,提高可再生能源利用比例,對實現節能、減排目標具有重大意義。

                   近幾年來,隨著中國東部地區空氣污染形勢的不斷加劇,東部地區地熱資源的開發利用也提上日程,目前該區已經成為中國地熱資源開發利用的主要戰區,但是隨著地熱資源勘探開發不斷推進,發現不同地區地熱井的井口溫度和產水量差異較大,因部分地熱井的井口溫度或產水量較低而嚴重影響了地熱資源的開發利用。因此,為了摸清中國東部沉積盆型地熱儲產出特征,本文收集并統計分析了東部曾經及目前正在開發利用的188口地熱井的產出特征,包括井口溫度和地熱產水量,旨在探討中國東部沉積盆地熱儲產能特征及其產出規律,從而為指導中國東部沉積盆地地熱資源的開發利用提供依據。所收集的地熱井資料覆蓋了河北、天津、北京及山東、河南部分地區(目前中國東部地區主要地熱開發利用區),其中,河北82口、天津32口、北京33、山東33口、河南8口。涉及的熱儲層包括中元古界長城系高于莊組、薊縣系霧迷山組、下古生界寒武系-奧陶系,新生界新近系館陶組和明化鎮組等中國東部沉積盆地主要熱儲層系,所收集的地熱井資料既涵蓋了許多已發表的數據。所統計的數據覆蓋面較全,且具有一定代表性,能反映中國東部沉積盆地主要熱儲層的產出特征。

            地熱開發利用概況

                   研究表明,中國地熱資源豐富、且類型多樣,既有廣泛分布的淺層地熱能和水熱型地熱資源,同時很多地區具備形成干熱巖資源的地質條件。其中,水熱型地熱資源是當前中國地熱開發利用的主體。根據近期全國31個省市地熱資源調查結果,中低溫水熱型地熱資源總量為4.01×1022J,其中,沉積盆地型地熱資源量為3.66×1022J,約占中低溫地熱資源總量91.3%,折合標準煤1.68×1010 t,地熱流體可采量達4.37×1015‍ m3/a,折合1.49×108 t/a標準煤,可見中國中低溫水熱型地熱資源主要由沉積盆地型地熱資源構成,且開發利用潛力巨大。

                   據統計,截至2015年底,中國共有地熱鉆井5818口,其中位于東部具有相對較高熱背景的沉積盆地及部分山地區的就有3181口,涵蓋北京、天津、河北、山東、河南、山西等6個地區,約占總井數的54.7%,并以河南、北京、天津、河北居多。所開采的熱儲層系主要有薊縣系霧迷山組(Jxw)、寒武系-奧陶系(O+∈)、新近系明化鎮組(Nm)和館陶組(Ng),部分地區則兼采長城系高于莊組(Chg)、古近系東營組(Ed)等。其中,天津地區以開發薊縣系霧迷山組、新近系明化鎮組和館陶組熱儲層為主;河南地區以開采新生界熱儲層為主,部分為寒武系-奧陶系熱儲層;北京地區以開采薊縣系霧迷山組熱儲層為主,兼顧寒武系-奧陶系熱儲層。所開采的地熱資源主要用于地熱供暖、洗浴和養殖等三大產業,少量的地熱水用于生活用水、農副食品加工、紡織印染、皮革加工、干燥等產業,另外,部分地區實現了地熱梯級利用,如北京良鄉的南宮地熱博覽園。

            熱儲產出總體特征

            井口溫度

                  根據目前已開發的井溫數據,中國東部沉積盆地型熱儲井口溫度為32~118℃,主要介于40~80℃之間,平均約64.7℃,總體呈正偏態分布(圖1)。其中,溫水井(25~40℃)約占總井數的3.89%,溫熱水井(40~60℃)占42.22%,熱水井(60~90℃)占47.78%,大于90℃的井僅占6.11%。因此,中國東部沉積盆地型熱儲產出的地熱水以溫熱水和熱水為主,僅部分地熱水溫度超過了90℃,總體上為溫度偏低的中低溫地熱資源。

            如何開發中國東部的地熱資源

            圖1 中國東部沉積盆地型熱儲井口溫度頻數直方圖

            單井產水量

                  根據單井產水量統計結果,中國東部沉積盆地型熱儲單井產水量變化范圍較大,產量最小值僅為2.00 m‍3‍‍/h,最大值達166.67 m3/h,在2.0~120 m3/h 范圍內均有較大分布,平均63.18 m3/h,總體呈負偏態分布(圖2)。根據這一分布特征,依據地熱資源地質勘查規范(GB/T 11615—2010),可將熱儲單井產量劃分為低產(0~45 m3/h)、中產(45~90 m3/h)、高產(90~135 m3/h)、極高產(>135 m3/h)4個等級,則該區低產井、中產井、高產井、極高產井分別為63口、59口、40口、4口,分別占總井數的37.95%、35.54%、24.10%、2.41%,其中,大于45m3/h的井數約占總數的62.05%。因此,就熱儲單井產水量來說,有5%以上的井表現為中高產,甚至極高產特征。

            如何開發中國東部的地熱資源

            圖2 中國東部沉積盆地型熱儲單井產量頻數直方圖

            井口溫度與單井產水量關系

                  沉積盆地型地熱資源為典型的傳導型地熱資源,即地熱的形成以熱傳導為主。一般情況下,熱儲溫度隨著深度的增加而增加,而井口溫度則在一定程度上能夠很好地反映地下熱儲的熱狀況,因此,對于同一口井來說,井口溫度的高低能夠間接反映熱儲的埋藏深度,即井口溫度越高則表明熱儲埋深越深,反之亦然。根據儲層形成的成巖演化理論,一般而言,隨著埋深增加,碎屑巖儲層由于壓實、膠結作用的增強,其孔隙度和滲透率會逐漸變差,而碳酸鹽巖儲層由于疊加了成巖流體的溶蝕、白云石化等作用而表現為較復雜的孔隙度和滲透率特征,從而表現為較為復雜的產出特征。根據中國東部沉積盆地型熱儲單井產水量與井口溫度關系圖(圖3),可以看出井口溫度與單井產水量之間沒有明顯的相關性,即當井口溫度很高時,熱儲單井產水量仍然可以很高,當井口溫度大于100℃,熱儲單井產水量仍可達到100m3/h以上。按照淺層恒溫層溫度為15℃,平均地溫梯度3.5℃/(100 m)計算,當熱儲溫度達到115℃時,熱儲埋深將大于3000 m,說明當熱儲埋藏較深時仍然能夠形成物性很好的熱儲。

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            圖3 中國東部沉積盆地型熱儲單井產水量與井口溫度關系

            熱儲層系產出特征

            井口溫度

                   通過對比分析不同熱儲層系的井口溫度可以看出,隨著熱儲層系由老變新,熱儲井口溫度總體上逐漸變低,這種現象可能與熱儲層系的埋深總體變淺有關(圖4)。但不同熱儲層系井口溫度變化幅度不同,其中長城系高于莊組熱儲井口溫度,介于52~86℃之間,主要為56.25~81.25℃,變化幅度為34℃;薊縣系霧迷山組熱儲井口溫度分布范圍最廣,為47~118℃之間,主要介于68~83.3℃之間,變化幅度為71℃,變化幅度最大,同時擁有該區最高的井口溫度;寒武系-奧陶系熱儲井口溫度介于49~98℃之間,主要介于56~73℃之間,變化幅度為49℃;新近系館陶組熱儲井口溫度為49~84℃,主要介于52~71.25℃之間,變化幅度為35℃;新近系明化鎮組熱儲井口溫度為33~65℃,主要分布于42~49℃之間,變化幅度為32℃,為所有熱儲層中井口溫度變化幅度最小的熱儲層,同時又是井口溫度相對最低的熱儲層。

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            圖4 中國東部地區不同層系熱儲井口溫度與單井產水量箱線圖

            單井產水量

                   就單井產水量來說,長城系高于莊組熱儲單井產量為5.04~101.00 m3‍/h,主要介于17.78~52.21 m3/h,變化幅度為95.96 m3/h;薊縣系霧迷山組熱儲單井產量為10.88~128 m3/h,主要介于33.31~97.75 m3/h,變化幅度為117.12 m3/h;寒武系-奧陶系熱儲單井產量為2.0~166.67m3/h,主要介于21.53~105.50m3/h,變化幅度為164.67 m3/h,擁有該區最大單井產量和變化幅度;新近系館陶組熱儲單井產量為9.79~110.00m3/h,主要分布于53.76~82.25m3/h,變化幅度為100.21 m3/h;新近系明化鎮組熱儲單井產量為6.25~108.00 m3/h,主要為24.29~65.63 m3/h,變化幅度為101.75 m3/h。綜合以上分析,5套熱儲層系單井產水量既有共同點又有不同點。共同點就是單井產量變化幅度均較大,其中巖溶裂隙型熱儲單井產量變化幅度介于95.96~164.67 m3/h之間,并以寒武系-奧陶系熱儲層單井產量變化幅度最大,砂巖孔隙型熱儲單井產量變化幅度為100.21~101.75 m3/h。因此,巖溶裂隙型熱儲單井產量變化幅度大于砂巖孔隙型熱儲,間接反映了巖溶裂隙型熱儲具有相對更強的非均質性。就單井產量而言,薊縣系霧迷山組和寒武系-奧陶系熱儲層單井產量相對最大,而長城系高于莊組熱儲層單井產量最小,新近系館陶組和明化鎮組熱儲層單井產量介于中間。

                  綜合5套熱儲井口溫度和單井產水量,薊縣系霧迷山組和寒武系-奧陶系熱儲既具備相對較高的井口溫度,同時又具備相對較高的單井產量,因此是該區5套熱儲層中最具開發利用潛力的熱儲層系。

            不同巖性熱儲產出特征

                   根據中國東部熱儲分布特征,巖溶裂隙型熱儲總體上要比砂巖孔隙型熱儲埋藏深,甚至很多,巖溶裂隙型熱儲的溫度總體上要高于砂巖孔隙型熱儲。因此,這里不再分析巖溶裂隙型熱儲與砂巖孔隙型熱儲溫度的差異,重點探討兩者單井產水量的差異。

                   對中國東部地區碳酸鹽巖與砂巖孔隙型熱儲單井產水量進行對比分析,分析結果表明,碳酸鹽巖熱儲表現出更大的產出潛能(圖5)。碳酸鹽巖熱儲單井產水量分布范圍較大,介于5.04~166.67 m3/h之間,主要為43.5~104.25 m3/h,平均值為75.25 m3/h,其中單井產水量大于45 m3/h的井約占碳酸鹽巖熱儲井總數的73.53%。砂巖孔隙型熱儲單井產水量為9.79~110 m3/h,主要為50~82.25 m3/h,平均值為65.78m3‍/h,其中單井產量大于45 m3/h的井占砂巖孔隙型熱儲井總數的76.47%。從以上對比分析可以看出,碳酸鹽巖熱儲單井產量比砂巖孔隙型熱儲分布范圍廣,反映了碳酸鹽巖熱儲具有相對較強的非均質性,但其單井產量總體上明顯要比砂巖孔隙型熱儲高。

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            圖5 中國東部地區碳酸鹽巖與砂巖孔隙型熱儲單井產水量頻數直方圖

            結論與建議

                  1)中國東部地熱總體上為溫度偏低的中低溫地熱資源,熱儲單井產量以高產為主,適宜于規?;責峁┡?、洗浴和養殖等為主的地熱直接利用,不適宜于地熱發電。目前中國東部地區地熱開發利用以供暖項目為主,但由于地熱供暖受季節和水量、水溫的影響,無法全面提高地熱利用率,并由此影響地熱設備的正常運行和成本回收,因此建議在東部地區積極開展多元化、梯級化地熱利用。

                   2)不同層系熱儲產出特征不同,其中薊縣系霧迷山組和寒武系-奧陶系熱儲既具備相對較高的井口溫度,同時又具備相對較高的單井產量,因此是該區5套熱儲中最具開發利用潛力的層系。在東部地熱開發利用過程中,如果基巖埋藏較淺,可優先選擇中深層薊縣系霧迷山組和寒武系-奧陶系巖溶裂隙型熱儲作為目的層,而在基巖埋藏較深的情況下可考慮新近系館陶組和明化鎮組砂巖孔隙型熱儲層。

                   3)相比砂巖孔隙型熱儲,巖溶裂隙型熱儲非均質性較強,表現在熱儲單井產水量變化范圍較大。因此,為了進一步優化地熱項目選址,應加強巖溶裂隙型熱儲非均質性及其與地熱產能關系研究。

            閱讀量:    2017-08-10 10:07:47
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