河南省深部煤系气与地热资源协同共采技术思路探讨

河南省深部煤系气资源潜力巨大,但煤系气储层普遍具有低压、低渗、低饱和特性,同时发育煤层普遍具有构造煤特征,深部煤系气勘查开发存在较大不确定性风险。为了降低深部煤系气勘探开发风险,提高资源综合开发利用效益,结合河南省深部煤系气与地热资源赋存特征,对河南省深部煤系气与地热资源协同开采问题进行了一些思考,分析了目前深部煤系气钻井工艺、井身结构以及排采工艺流程,同时结合地热资源开发利用新技术,针对气、热协同共采过程中存在的冲突点提出了技术及工艺流程改进思路,为实现河南省深部煤系气与地热资源协同共采目标进行了有益的探索。     

河南省水热型地热成因模式及钻探方法

按照热储赋存的地质环境划分，河南省水热型地热资源有沉降或沉积盆地、山前盆地和山地隆起3种类型。由深部大断裂对流热传导和侵入岩热传导提供高温热源，并与新近系、古近系和古生界浅层地下水进行热交换，最终形成孔隙型、裂隙型和岩溶型地热资源。“十四五”期间，河南省的水热型地热资源勘查开采目的层主要以1800～4000 m岩溶热储为主，这将对地热钻探工程带来新的挑战。根据地层特点和经验，提出了深部地热钻探应该遵循“绿色环保、高质高效、安全健康”的总体原则。针对地层特征和钻探要求，首先选择空气钻进（空气潜孔锤、气举反循环、空气正循环回转取心），其次选择钻井液+空气（气举反循环），最后选择钻井液（回转+螺杆）等，实现“一井多工艺”的复合钻探方法。     

基于遗传算法与共轭梯度法结合的四维同化方法

对气象资料的四维同化，采用共轭梯度算法和遗传算法，可以使两种方法相互补充，实验证明两者的结合能够增强搜索能力和收敛速度。在编写此程序时，采用标准化编程方法，使程序能够接近全自动化，从而缓解了编程的繁重劳动，减少程序中出现的错误。