中深層地熱勘探開發(fā)技術(shù)的進展與開發(fā)

1、中深層地熱勘探開發(fā)技術(shù)的進展與開發(fā)摘要：中深層地熱勘探開發(fā)技術(shù)實施對于地熱能高質(zhì)量應(yīng)用具有重要意義。本 文著眼于實際情況，對重磁勘探、微震監(jiān)測等中深層地熱勘探技術(shù)展開研究，對 回灌、鉆進等中深層地熱開發(fā)技術(shù)展開探討，并提出幾點促進技術(shù)未來發(fā)展主要 策略，希望可以對業(yè)內(nèi)起到一定參考作用。關(guān)鍵詞：中深層；地熱；勘探開發(fā)技術(shù)；進展開發(fā)地熱能主要指的是可以利用的地球內(nèi)部地熱流體，隨著社會經(jīng)濟迅速發(fā)展， 現(xiàn)階段，我國能源短缺問題日益凸顯，通過對地熱能進行循環(huán)利用，可以避免能 源應(yīng)用產(chǎn)生環(huán)境污染問題，同時可以為我國社會經(jīng)濟未來可持續(xù)發(fā)展起到促進作 用。當前，經(jīng)過多年發(fā)展，我國地熱能開發(fā)利用規(guī)模逐漸擴大，開

2、發(fā)利用技術(shù)水 平也在逐漸提升，如地熱直接發(fā)電項目、生活熱水供應(yīng)項目、集中供暖項目、溫 泉洗浴項目中，此技術(shù)均具有重要應(yīng)用價值。一、中深層地熱勘探技術(shù)中深層地熱能主要指的是地下200m2000m地層蘊含熱能，受多種不同因素 影響，不同地區(qū)地熱能分布呈差異化特點，只有做好中深層地熱勘探工作，才能 明確具體分布情況，為后期開發(fā)利用奠定基礎(chǔ)。（一）重磁勘探技術(shù)重磁勘探技術(shù)主要指的是考察探測對象在引力場、磁場變化情況對物體性質(zhì)進行 推斷的方法，通常情況下，需要使用磁力檢測儀器、重力檢測儀器對探測對象受 引力場、磁場作用而產(chǎn)生的重力異常情況、磁異常數(shù)據(jù)進行收集，并進行反演推 斷。在中深層地熱勘探工作開展中

3、，針對基巖坳陷凸起構(gòu)造、深層構(gòu)造斷裂以及 地熱成因特征探測任務(wù)，該技術(shù)可以取得良好應(yīng)用效果。近幾年，重磁勘探技術(shù) 依然處于持續(xù)發(fā)展趨勢，測量精度正在不斷增強，測量參數(shù)正在不斷增加，在未 來發(fā)展中，該技術(shù)依然具有重要應(yīng)用價值1。（二）微震監(jiān)測技術(shù)微震監(jiān)測技術(shù)主要指的是通過對巖體破裂產(chǎn)生震動、其他物體震動進行有效 監(jiān)測，反演監(jiān)測對象安全情況信息、破壞情況信息，為災(zāi)害的預防和控制提供技 術(shù)支撐。在油田壓裂檢測、注水開發(fā)檢測中，此技術(shù)具有良好應(yīng)用效果。值得注 意的是，微震監(jiān)測技術(shù)所利用的不是人工震源地震波，而是地熱開采、采集水壓 裂以及熱驅(qū)等工程地震波，此類工程地震波具有波動微弱特點，在觀測井中，需

4、要及時采集數(shù)據(jù)信息，防止受到環(huán)境噪聲干擾。在數(shù)據(jù)信息采集完成后，可以處 理、解釋微震數(shù)據(jù)信息，描繪人工裂縫空間圖像，讓人工裂縫發(fā)育信息得以反映， 與此同時，針對開發(fā)攜熱流體運動前緣，也可以監(jiān)測熱交換區(qū)域溫度變化。（三）CSAMT勘探技術(shù)CSAMT勘探技術(shù)主要是利用人工源開展電磁勘探的技術(shù)，此技術(shù)可以讓人 工信號源得到有效控制，以取得良好探測效果，讓大地電磁探測觀測難、信號弱 困難得到有效克服。和直接電阻率探測方法存在差異，該技術(shù)在使用過程中，并 不需要對測量裝置幾何尺寸進行改變，只需改變頻率即可，所以，此技術(shù)優(yōu)點十 分明顯。受上方覆蓋高電阻薄層的屏蔽影響，部分地質(zhì)構(gòu)造無法利用人工地震法、 直流

5、法完成探測工作，此時，可以使用CSAMT勘探技術(shù)對高電阻薄層予以穿越， 以完成探測任務(wù)2。二、中深層地熱開發(fā)技術(shù)（一）回灌技術(shù)地球內(nèi)部具有豐富的熱能資源，遵循“用熱不用水原則，可以合理回灌地熱尾水， 現(xiàn)階段，在我國中深層地熱開發(fā)技術(shù)應(yīng)用中，地熱回灌技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢主要為：（1）可以讓地熱采集區(qū)體積、有效波得以擴大；（2）可以讓取熱點的周圍水文 情況、地質(zhì)結(jié)構(gòu)得到保護，可以讓地熱田生產(chǎn)壽命得以延長；（3）可以防止在 地熱開放中因尾水排放產(chǎn)生過水污染、熱污染與土壤污染問題。在回灌技術(shù)實施 中，可采用方式為：（1）可以采用同井分層回灌技術(shù)，在兩層與以上熱水層地 熱井中，可以選定某熱水層作為生產(chǎn)層，另一熱

6、水層作為回灌層，單井中一起開 展取熱工作、回灌工作；（2）可以在合理距離打造一對地熱井，分別為生產(chǎn)井、 回灌井，開展具體工作，如果有必要，可以交換兩井角色，如果二者處于同層， 應(yīng)控制井間距，防止因距離過近讓采熱效果受到不利影響；（3）可以采用群井 生產(chǎn)回灌技術(shù)，選擇合理位置進行多井集中回灌，此技術(shù)可以保證回灌效率，但 應(yīng)高度重視開采量、回灌量匹配度3。（二）鉆井技術(shù)對比油氣井，地熱井鉆井具有良好經(jīng)濟節(jié)約性，通過對鉆井工藝進行優(yōu)化處 理，對井下復雜情況進行科學處理，可以降低地熱井鉆井費用。地熱井本身溫度 較高，施工單位需要合理選擇氣基鉆井液、油基鉆井液，考量儲存損害情況，當 前，氣基鉆井液占首選

7、地位，但是其適用范圍具有一定限制，因此，在未來發(fā)展 中，需要對高溫水基鉆井液進行深度研發(fā)。（三）梯級利用技術(shù)當前，我國中深層地熱開發(fā)利用率依然相對較低，例如，在地熱能發(fā)電技術(shù) 應(yīng)用中，熱能利用率就多處于5%到20%之間，很多熱能都會被廢棄，此類廢熱 通常處于尾水內(nèi)，會在自然環(huán)境中直接排放，或?qū)Φ叵逻M行回灌，不僅會浪費熱 能，還可能產(chǎn)生熱污染問題。利用地熱梯級利用技術(shù)，可以依照溫度、高度采用 不同方法利用各級別地熱水。在梯級利用體系中，首級可設(shè)置為新采高溫地熱水， 利用此地熱水可以開展發(fā)電工作；次級可設(shè)置為發(fā)電后高溫熱水，利用此熱水可 以作為工業(yè)熱源，或開展供暖工作；三級可設(shè)置為次級取熱后地熱水

8、，利用此地 熱水可以提供給種植業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)。利用梯級利用技術(shù)，可以讓地熱能利用最大化 目標得以實現(xiàn)，同時可以避免自然環(huán)境受到熱污染，值得注意的是，理想型梯級 利用體系構(gòu)建具有較大難度，還應(yīng)結(jié)合實際情況開展全流程設(shè)計工作，保證體系 落實效果4。（四）地熱井除垢技術(shù)地下環(huán)境多具有礦化度高特點，管線可能產(chǎn)生結(jié)垢現(xiàn)象，這會危害地熱能開 發(fā)，因此，地熱井除垢技術(shù)的研究、應(yīng)用具有重要意義?，F(xiàn)階段，地熱井除垢技 術(shù)主要包含石灰純堿技術(shù)、井下控制熱儲層技術(shù)等，石灰純堿技術(shù)主要指的是對 化學沉淀原理予以應(yīng)用，以讓地熱水永久硬度、暫時硬度得以降低；井下控制熱 儲層技術(shù)主要指的是利用上下儲熱層水質(zhì)等數(shù)據(jù)信息，加設(shè)井管

9、封隔濾水管位置 設(shè)備，讓下層低硬度熱水得到有效利用。三、中深層地熱勘探開發(fā)對策為促進中深層地熱勘探開發(fā)工作可持續(xù)發(fā)展，首先，政府相關(guān)部門應(yīng)發(fā)揮自 身主導作用，積極建設(shè)綜合能源開發(fā)企業(yè)，通過推廣地熱能利用、實時政府補貼 等方法，鼓勵企業(yè)進行多能共開；其次，應(yīng)積極鼓勵石油企業(yè)涉足地熱能開發(fā)領(lǐng) 域，石油企業(yè)自身具有開發(fā)經(jīng)驗豐富、設(shè)備齊全、實力雄厚特點，在地熱勘探開 發(fā)中，石油企業(yè)可以利用自身現(xiàn)有實力保證工作效率，提升地熱勘探開發(fā)利用率; 最后，應(yīng)鼓勵學術(shù)界、地熱勘探開發(fā)人士開展基礎(chǔ)研究工作，爭取早日突破該領(lǐng) 域內(nèi)技術(shù)基礎(chǔ)理論，以理論指導日后實踐工作順利開展5。結(jié)束語：綜上所述，中深層地熱勘探技術(shù)主要為重磁勘探技術(shù)、微震監(jiān)測技術(shù)以及 CSAMT勘探技術(shù)，中深層地熱開發(fā)技術(shù)主要為回灌技術(shù)、鉆井技術(shù)及梯級利用技 術(shù)，通過建設(shè)綜合能源開發(fā)企業(yè)、鼓勵石油企業(yè)涉足地熱能開發(fā)領(lǐng)域以及開展基 礎(chǔ)研究工作的主要策略，可以推動我國中深層地熱勘探開發(fā)技術(shù)實現(xiàn)進一步發(fā)展。 參考文獻：1楊凡.中深層地源熱泵系統(tǒng)在區(qū)域集中供熱中的應(yīng)用J.建筑節(jié)能,2020,48(06):102-104+116.2茍秋平，牛書霞.中深層地熱水利用系統(tǒng)P.河南?。篊N210197760U,2020-03-27.3江越瀟，?？姡诂?，范威，蘇呈.模糊綜合評價