贵州省复杂地层地热深井钻探工艺

贵州省地矿局组织实施了“贵州省地热深井钻探技术攻关”项目,研究了喀斯特地区复杂地层情况下地热深井钻探中螺杆钻井工艺和空气钻井工艺的适应性,攻克了两种工艺在该地区应用受地层特性限制的相关技术难题。螺杆马达平均寿命达到200小时以上,螺杆钻井工艺较常规钻井工艺钻进机械钻速提高2～3倍;空气潜孔锤单井应用深度超过1500m,空气潜孔锤钻井工艺较常规钻井工艺机械钻速提高10～29.5倍。同时研究了单井多工艺转换接力钻进技术,以及与上述工艺配套使用的钻井液体系。最终形成了一套适合贵州省地质条件地热深井钻探施工并能显著提高钻井效率和经济效益的组合工艺技术体系。该成果能将1口2000m以上地热深井施工周期由原来的8~12个月缩短至4~6个月,将单井平均施工成本由450万元降低至410万元以下。     

新时代地热行业发展特点及几点思考

当前,中国特色社会主义进入了新时代,社会各项建设取得重大成就,地热产业也发展壮大。在大力倡导生态文明建设、推进绿色发展、提升环境保护、推进资源的节约和循环利用的社会发展形势下,一些重要规划和政策的实施、一批重点区域和重大项目的建设、大量地热能开发利用新技术的推广,又给地热产业带来了新的发展契机。不同形式、不同利用方式的地热能都将迎来更广阔的市场、更高的产业增长态势。为顺应新时代行业发展,地热产业应抓住机遇,迎接挑战,创新突破,成就未来。本文将从上位决策、项目建设、技术创新、管理等方面,分析当下地热行业发展的形势、特点和存在的问题,提出相关建议,以共同探讨,相互借鉴。     

泉州官桥地区地热勘探靶区及成因模式探讨

福建省地热资源主要以中低温水热系统为主,对于其中深部的控热过程及条件目前还存在认识上的不足。本次研究综合重力及广域电磁法对研究区的断层及凹陷进行了详细的勘测和解译,推测出5条主断裂和10条次级断裂,并划定出凹陷区的分布范围。泉州官桥地区的对流型地热资源是储热岩体、导热断层和保热盖层的“三元”聚热模式。根据该聚热模式,一级断裂F31与F8的交汇部位可圈定为一级地热勘探靶区,GQ-F2与GQ-F3和GQ-F4、GQ-F7与F29、F1与F30、GQ-F10与GQ-F11的交汇部位可圈定为二级地热勘探靶区。在一级地热勘探靶区内布设的DR02孔显示,0~300m深度水温增速由快至慢,300m深度以下温度稳定在48℃。利用地热验证钻孔检验了聚热模式及圈定靶区的可靠性,这对于泉州官桥地区的地热资源开发利用具有重要意义。     

集中采灌条件下碳酸盐岩热储群井示踪试验

地热回灌是实现地热资源可持续开发的有力措施,在世界各国已获得广泛应用,在地热资源的保护、减少资源浪费、延长地热井寿命以及减少环境污染等方面具有重要意义.天津是我国开展地热回灌比较成熟的地区之一,截至2019年底,天津市基岩裂隙型热储回灌率已达79.61％.大规模集中采灌条件下热储层渗流场的变化以及是否会影响热储温度已成为热储系统研究的前沿课题.本文以天津市东丽湖地区为例,选取1,5-萘磺酸钠作为示踪剂,在2018～2019年供暖期集中采灌期间开展了群井示踪试验,结果显示,供暖期内地热井开采量(或回灌量)、水温没有明显变化,水位除受正常采灌影响外没有明显变化,热储系统基本处于稳定状态;试验中示踪剂回收率极低,开采井和回灌井之间水力联系较差,有限的优势通道中的最大流速为448.42 m/d,优势通道的方向主要集中于北东向,与区内主要控热断裂沧东断裂及其次生断裂的发育方向一致;在现状开发利用模式下,不会造成该热储层温度的显著变化.这些认识对于指导北方古潜山碳酸盐岩热储的科学开发利用具有一定的现实意义.     

空气潜孔锤钻进技术在舜皇山基岩地热深井的应用

空气潜孔锤钻进技术不仅可以提高钻探效率,而且不损害地热储层,因此在地热井中的应用十分广泛,但是仍受到钻探深度和出水量的限制。在湖南永州舜皇山基岩地热深井钻探过程中,常规牙轮钻进与泥浆钻进工艺存在钻进效率低、堵塞储层、影响出水量的可能。应用空气潜孔锤钻进技术实现了钻探深度的突破,钻探深度达到1820 m,实际出水量400 m³/d,出水温度43 ℃,符合设计指标。本文总结了相应的钻进工艺措施,以期促进对该技术在地热深井中的推广应用。     

新型同径分层止水工艺在地热探采深井的应用

原平大营地热探采结合深井完钻井深3088 m,为探明494~3088 m变质岩地层的水文地质参数和水源补给情况,基于岩心和测井资料划分4个抽水试验段,且试验后需要恢复目的含水层。根据“一孔同径分层止水”原则,设计了管内止水托盘止水、管外止水伞止水的新型同径分层止水工艺。该工艺简化了井身结构,避免了管外投粘土球、注水泥等堵塞含水层的情况。现场实施表明,该工艺止水效果完全满足水文地质抽水试验要求,可为同类工程提供经验和借鉴。     

热红外遥感技术在江西寻乌地区地热勘查中的应用

热红外遥感是地热资源勘查中的常用技术,对江西寻乌地区的Landsat 8热红外影像采用单窗算法,根据MODIS影像计算大气水汽含量,并逐步获取反演参数,得到地表温度反演结果;利用MOD11_L2地表温度产品对结果进行对比分析,验证反演有效性。通过对已有地热资料和地质构造背景的研究,总结地热形成的有利构造条件,分析地表反演温度与已有地热及断裂构造之间的空间关系,建立地热异常区圈定依据,并剔除假异常,最终在研究区圈定了11个潜在地热异常区,为该区地热勘查提供依据。     

西藏地热事业的喜悦与隐忧

联合国开发计划署和意大利政府最近准备再度资助西藏地热的二期项目,中国地球物理学界对此表示极大的关注。西藏高原的地热现象早就引起中外科学家的注意,最早的文字记载可以追溯到七世纪中叶,但到本世纪70年代初才提到地热发电利用。中国地球物理学界和地质学界对这一转变作出了巨大贡献。他们坚持认为西藏高原上地幔或下地壳内很可能存在局部熔融,这就为浅部的水热活动提供了深源热背景,并意味当地的地热资源具有巨大的动力开发潜力。西藏羊八井地热电站目前的装机容量已经达到16MWe,其北缘和邻近的羊易乡热田又分别钻探到202.2℃和201.8℃的高温;但是当前的西藏地热事业也存在许多隐忧。作者认为这些问题不解决,西藏地热事业便很难得到快速进展。