中深层地热勘探开发技术.pdf

中深层地热勘探开发技术

摘要:地热能源越来越被视为绿色、低碳、对可再生能源的充分利用越来越

受到关注。地热能广泛用于发电和供热等领域，但由于地表水地质特征，其稳定

性较低。中深地热能来源丰富，附加值高，将成为未来发展的核心。

关键词:地热资源;中深层;勘探技术;开发技术

地热能源是自然资源的重要组成部分。如果应用得当，循环利用可以对我国

的建设和发展作出积极贡献。随着我国工业近年来的不断发展，我国的环境严重

恶化，人民的福祉受到严重威胁。生态环境和促进开发和利用可再生资源的意识

正在提高。深层热能是最重要的能源之一。在技术进步和发展阶段不断提高的基

础上，人民的质量将进一步提高。

一、中深层地热开发技术

1.热和深层油气的关键。井壁稳定和漏失同样是地热井钻井过程中的重要问

题。地热能钻井技术。地热能钻井不仅是为了利用钻井达目的层地热的开发，而

且是为了降低油气井的成本。地热能源的短期效益低于油气井，而油井的热采成

本是完井成本的一半。地热井钻的钻井成本甚至高于石油，这主要是由于高温和

高直径的石油造成的。因此，经济是地热井的主要指标。废水钻井成本的降低主

要是通过优化钻井过程和降低井下的复杂性来实现的。由于储层损坏，气体基钻

井液最好的解决方案，但其适用性有限。因此，高温水基钻井液的开发对于地热

和低温烃的开发至关重要。井壁的稳定性和漏失也是地热井的一个重要问题。

2.回灌地热技术。地热产业发展面临的最大技术挑战是回灌技术。地球虽然

拥有丰富的地热资源，但这一过程不应过于随意，通常必须适当利用地热剩馀物，

以提高地热资源的利用效率。另一方面，它减少了污水造成的污染。地热回灌是

指:①扩大地热储备达到体积；②保持热点周围的地质和水文特征，延长地热田

的寿命；③防止废气污染、水污染和土壤污染。地热回灌由灌量、灌溉压力(水

位)、温度和水质四个要素组成。回灌设施的实施有三种方法:①使用同井分层进

行回灌适用于地热井两层以上热水层，包括其中一个热层是生产层，另一个是回

灌层，因此可以同时在结构中进行热回灌。②对井回灌，建议在合理距离内建造

几口地热井，其中一口井是生产井，另一口是回灌。如有必要，这两个需要更换

角色。如果生产层和灌层相同，则结构之间的距离必须足够大，以避免对热影响。

③群井回灌生产性，选用合理的地热地点集中回灌，由于回灌量可能很高，应注

意回灌量如何与收集量相匹配。梯级利用地热能技术。地热能源最直接的用途是

利用地热水热能。目前，地热能源使用最多的技术是地热能源。但是，地热能源

只使用5%至20%的热能，80%以上的热能无法消除。剩馀的热量通常被排入废水

中，直接排放到自然环境中，或再回灌到地下，造成资源浪费直接排放也可能造

成热污染，损害植被、生命和土壤，并产生不利影响。使用地热能刻度是指在不

同的温度水平(从高到低)下使用热水。梯级的最佳利用是首级，即收集高温热水

用于发电；三级是次级采热后形成的略高温度的热水，可用于畜牧业、农业和温

泉洗浴。使用上述刻度后，末端的尾水温度一般可降至约20℃。这有助于最大限

度地利用地热资源，同时最大限度地减少对自然环境的热污染风险。这表明了利

用地热能尺度技术促进地热能产业发展的重要性。通过设计地热能尺度的整个使

用过程，充分利用地热能的潜力。地热比旧的地热能源更节能，最大限度地利用

地下热能水的热能。

4.除垢地热井技术。由于地下高度矿化的环境，各种类型的管道沉积很常见，

对地热能源的开发构成了严重威胁，研究疏浚技术也很重要。根据研究和分析，

造成这种现象的原因是:地表水压力很大、温度下降、气体、液体和固体相之间

的初始平衡破裂、Ca(HCO3)2在水中分解、CO2从水中溢出以及称为CaCO3结垢，

最有效的除垢方法是石灰—纯碱法和蓄热井下工艺。（1）石灰—纯碱法。使用

化学沉淀原理，根据溶解剂原理，使用硬度等，在适当药剂作用下形成和处置不

溶性化合物的过程。石灰-纯碱法可以降低地面热水的临时和永久硬度。具体反

应步骤如下:将生石灰溶解于加药池水中，制成石灰乳，即氢氧化钙Ca(OH)2，然

后将其与纯硫和混凝剂一起注入机械搅拌反应池，去除临时硬度pH值较高时，

反应产物MgCO3迅速水解成Mg(OH)2，钙和镁离子形成的固体物质在自然沉积过

程中起到调节作用，特别是CaCO3的絮凝作用。受到絮凝反应的水流入倾斜的沉

淀池，然后流入中间盆地。下沉后，水进入车间原有的铁质滤清器，去除水中的

铁质锰，同时降低浊度。（2）地下储热层控制技术。根据水质和关于HR1高热

量和低热量水库