简介 所谓地热能是指在地壳中距地表较近距离内可被经济开采的**热能,又称为地热资源。目前国际上所指的地热资源,是仅以地壳浅部5km以内储存的**热量,大约有14.2×1023kJ,相当于5000亿t标准煤的热量。按照地热资源的温度不同,通常把热储温度大于150℃者称为高温地热能,小于150℃而大于90℃者称为中温地热资源,小于90℃者称为低温地热资源。地热井,指的是井深3500米左右的地热能或水温大于30℃的温泉水来进行发电的方法和装置,地热分高温、中温和低温三类。**150℃,以蒸汽形式存在的,属高温地热;90℃~150℃,以水和蒸汽的混合物等形式存在的,属中温地热;** 25℃、低于90℃,以温水、温热水、热水等形式存在的,属低温地热。(消息来源于网络) 我国较早使用地热能供暖的城市是北京地区,北京地区地热资源的开采利用始于70年代初期,到目前累计凿取地热井已200多眼,井深1000m~3800m不等,年开采地热水近9×106m3,为北京提供了清洁能源。全市开发利用地热水年产生直接经济效益1.29亿元。地热资源开发向高层次、低消耗、高产出的方向发展将会在北方地区形成地热能集中供暖趋势。 地热井的投资主要决定于凿井深度,而凿井深度又取决于热储层的埋藏深度。北京地区地热井取水目的层主要为蓟县系雾迷山组,该套地层在北京平原区埋藏深度差异较大,1000m~4000m不等。 由于每个井位所处地的地质情况不同,因而它的深度与温度间的相关系数也差别很大。铁科院东郊分院处于北京凹陷地带,热储层**板埋深2900m左右,成井深度应在3400m,出水温度大于60℃。 不同深度的地热井,需使用不同型号的钻机。不同型号的钻机,它的设备规模、能源消耗、机组人员数量、乃至技术要求都大不相同,因而其钻井的成本也差别很大,每加大一级型号,单米造价都会高出200元左右。为了保证成井质量和施工进度,一般要选用钻凿能力略**设计井深的钻机。 按物价局、建设部(1992)价费字375号文件《关于发布工程勘察和工程设计收费标准的通知》中的有关标准计取费用,钻井深度2500m内,综合造价应为2200元m;钻井深度3500m,综合造价应为2600元m。考虑到市场调节因素,一般的市场价格要低于国家标准价格。 开发地热供暖在减少了燃煤、燃油、燃气等化石燃料燃烧所产生污染物质排放的同时, 其初期投资和运行费用较其他方式也有较强的优势。湖北地大热能以“地热服务**为理念”,热能在地热能供暖方面有着追赶**的优势,通过先进的地质学数据库和高**的地热能勘察技术,准确把握特定区域内地下的地热能储存情况,为地热能供暖系统的优化设计与长期可靠运行提供切实保证,并从整体的地热能供暖系统的能效与投资价值出发,为广大开发者和地热能供暖用户提供科学可行的优质方案目前常用的地球物理勘查方法包括地热温度及热流测量、电法、重力、磁法、地震勘探和红外线摄影测量等。 测温勘探: 基本原理是地热异常区的热量,可以通过热的传导作用而不断地向地表扩散。这样根据在地表以下一定深度的温度测量和**热流量的测定便可以圈定出地热异常区,并可以大致地推断出地下水的分布范围和高温地下热水的分布地段。电法勘探:是地球物理勘探中用来寻找储热断裂构造及推断地热异常的延展方向和分布范围较为简单和有效的方法之一。它主要是用来测量深部导电率的。因为地层中的冷水和热水、冷岩石和热岩石之间电性差异很大,而地层中的热水,一般还富有溶解离子,加之温度又高,所以它们的特点是都具有较小的电阻率。另外岩石受热水的变质作用的而粘土化时,也具有电阻率低的特点。因此,用电法所测得的电阻率低的部分,往往对应于储热层。重力勘探:地下热水研究中的重力勘探是结合其它地质和物探工作,根据重力值的变化来研究地下热水区基底起伏变化及区域性的断裂构造的空间展布,以便为分析地下热水提供依据。在条件好的地区,也可以用重力成果确定覆盖层厚度等。在近几年的新能源领域,地热能开始展露头角,它清洁高效、稳定安全,具有*特的优势,并且储量巨大,尤其是我国的地热资源,约占**地热资源量的六分之一。地热能的利用系数是80%,在所有可再生能源中,它的利用率是较高的。地热能作为可再生的新能源,在这一趋势下,将会有进一步的飞跃,地热能的直接利用与地热发电都会有巨大的发展。地热井是地热温泉开发主体工程中较重要的一个阶段,将蕴藏在地下的温泉资源从可再生能源矿产,变成可利用的清洁能源,它不仅仅是一个简单的钻井工程,还涉及到地热能的研究与利用,产出包含热与矿的双重性质,因此,地热井施工是很复杂的工程,需经过以下流程提高地热井成井率,并使地热井的产出优质而持久。 地热能既可以发电,也可以供暖,还可以进行温泉旅游开发以及地热农业种植和养殖,它能够辅助治理雾霾,减少非可再生能源的消耗,作为新能源的重要部分,是未来能源结构调整中的一个重点,目前地热能虽然没有太阳能、风能的普及度高,但也在加速发展,积极预热,目前很多地热资源丰富的地区都在开始进行地热资源开发,而地热资源开发中较基础也是较重点的工程,就是地热钻井。 地热井不同于普通水井,因为它打得更深,就会面临更复杂的地质状况和其他状况,因此投资较高,同时也面临着一定的风险,随着地质条件的变化,还有很多隐蔽工程,因此可能在中途还要相应地调整钻井设计方案,而如果在地热钻井过程中管理不善或粗放进行,在检查时很难发现,但在后期却会埋下隐患。因此,在进行地热钻井时,有些事情是不可不知的。 关于地热勘察 地热钻井涉及到的工程金额巨大,所以,要非常慎重,而地热能开发是有规律可循的,首先要知道资源的状况,然后进行规划,再进行开发,地热勘察就是解决资源状况的信息问题的,因前期不做勘察而盲目进行地热钻井较终造成废井的状况屡见不鲜。地热勘察虽然花时间、耗精力、有费用,但它是地热钻井成功率和地热井质量的保证,为了保证地热钻井的科学、顺利进行,以及长期的生产效益,地热勘察不可少。 地热规划的重要性 地热资源的分布是不均匀的,不论是地上还是地下,横向还是纵向,此外,地热资源也分很多种,并且资源本身的温度、化学性质都有所差异。而地热钻井是地热利用的前期工程,这是一项有目的的工程,要先有规划,再进行生产开发,从而达到资源的合理配置和利用,地热资源是进行发电还是供暖,温泉旅游还是地热农业,这些影响着要打什么样的地热井,合理的地热规划,不仅能够提高地热利用收益,也能够提升资源的利用率,从而节约资源。 地热钻井中,不仅要按部就班,也要具体问题具体分析 地热勘察提供的信息,使地热井根据地热地质状况选择设备、技术和钻井工艺方案,在此基础上,进行钻井施工。地热井在按照钻井工艺和钻井施工方案实施时,要进行分步、分项工程划分,设置工序质量控制点,这样以便进行工程质量管控,也便于后期检查和评估。此外,在工程过程中,要注重即时监测,设置井下电视等设备,因为地下地质情况较其复杂,在出现异常时,可以及时处理,避免事故风险,确保地热钻井工作的顺利展开。 地热井效率高的秘密 很多人想知道,同样是地热钻井,为什么有的就很高效,有的用个两三年就不行了呢?这存在一个运维问题。地热井的利用系统虽然操作简单,但是客观存在的地下状况却不会因此而变简单,由于地热水存在水热矿三种性质,而井管通常是金属管的话,结垢生锈这类事情几乎是不可避免的。所以,即使是成井投产后,地热井依旧需要保养,定期进行洗井,并且监测水质状况。 回灌?有这个必要吗? 地热资源是有条件的可再生资源。有的地质条件好,设计合理的地热井,能够达到采偿平衡,就能够长久运作,而有的地热井由于抽取量与地下不协调,可能长期开采就会造成地下资源枯竭,在这种情况下,就显示出了适当回灌的重要性,用的是热量,而水是可以长久循环的,这样确保了整个地上地下系统的和谐与资源的持续利用。 1、地热勘察 地热勘察,是对待开发地区的地质情况和地热资源储量进行勘探调查,通过一系列地质学、地热学、地球物理和地球化学的学科知识和技术手段,以及测算数据,经过检测分析后,对项目地区的地热资源开发提出综合性意见,包括钻井的地质条件、地热钻井的位置和深度,施工中可能出现的状况及拟应对方案,地热的利用工程及后期维护等一系列的数据基础和指导建议。为顺利进行地热钻井和长久的地热开发项目奠定科学基础。 2、钻井施工设计 在地热勘察后,钻井前,要根据地质情况确定钻探类型,是变质岩、沉积岩还是火成岩,复杂的地区还要采用综合钻探,这种情况往往不仅要求有尖端技术,有综合钻探的研究和时间经验,有相对应的*的设备,还需要有专业的管理和监测系统。 在拟定地热井开发方案时,首先要确定地热钻井深浅,这也是根据勘察结果和自身的具体条件来考虑的。此外,还要拟定符合该地地质条件的成井工艺,使含水层的水能够自由流入井内,并且做好封闭隔离工作,保护含水层。 3、地热井施工在进行一系列的前期勘察和设计工作后,即可开始地热井施工工作,地热井的施工中,首先要按照科学规范的流程和工艺进行,但即使如此,在地质钻探中因为地下情况的复杂,依旧可能会遇到这样那样的异常与问题,因此要即时监测,即使处理应对,通过前期钻探结果,进行勘察分析,适当修正,以确保地热井施工的顺利进行,降低地热井开发项目的风险。 4、抽水试验 地热井在完井之后,还要进行抽水试验,测量在不同时间地下水位的变化,掌握不同深度地热水温,利用各种地下水流理论以及图解法分析抽水试验的结果,将勘察与钻探结合起来,使地热勘探与地热井施工互相作证,达到充分合理利用地热资源的目的。 5、后期维护 由于地热资源本身的特殊的物理化学性质,以及地下地质条件的复杂,再加上设备本身固有的属性,在进行地热钻井中,结垢和腐蚀几乎是不可避免的,但并不是不可控制的。因此,地热钻井全部完工后,地热井的后期维护工作就开始了,定期对地热井以及其他的利用设备进行除垢和防腐工作,是保证地热井水量水温和水质的必要措施。公司经过多年的钻井施工技术开拓与实践,研试出*特的成井工艺,解决滤水管在不同水质介质中的腐蚀、结垢等历来被公认难题,增大地热井的出水量,保证地热井的质量,延长地热井的使用寿命,打造*的地热井。 此外,地热资源自有其蕴藏和生成规律,在开发的基础上,还要进行资源保护,在开采时遵循适量开采,必要的时候还可以进行回灌,遵循一采一灌原则,才能保证地热井项目的长期运行与收益。地热井的出口水温与止水工艺有密切关系。因此,做好每一含水层的止水工作,止水工艺是很重要的一个步骤。一般的地热井止水工艺采用在套管与套管交错部位和套管下端用海带、粘土、牛皮、化学止水剂、橡胶圈、橡胶带、或胶条做为止水材料,遇水膨胀,并用铅丝缠绑后下入止水层段进行封闭止水工作。但是,以上方法在往孔内下入套管时,由于缠绕在套管上的海带或胶条与井壁管磨挂,有时容易被挂断,特别是套管下端的膨胀材料,更易被不规则的井壁磨挂或拉出,或者止水材料与井壁之间在摩擦力的作用下,膨胀材料被迫移位,造成止水失效,较终导致达不到地热井的质量要求和目的。