中深层地热勘探开发技术的进展与开发

1、中深层地热勘探开发技术的进展与开发摘要：中深层地热勘探开发技术实施对于地热能高质量应用具有重要意义。本 文着眼于实际情况，对重磁勘探、微震监测等中深层地热勘探技术展开研究，对 回灌、钻进等中深层地热开发技术展开探讨，并提出几点促进技术未来发展主要 策略，希望可以对业内起到一定参考作用。关键词：中深层；地热；勘探开发技术；进展开发地热能主要指的是可以利用的地球内部地热流体，随着社会经济迅速发展， 现阶段，我国能源短缺问题日益凸显，通过对地热能进行循环利用，可以避免能 源应用产生环境污染问题，同时可以为我国社会经济未来可持续发展起到促进作 用。当前，经过多年发展，我国地热能开发利用规模逐渐扩大，开

2、发利用技术水 平也在逐渐提升，如地热直接发电项目、生活热水供应项目、集中供暖项目、温 泉洗浴项目中，此技术均具有重要应用价值。一、中深层地热勘探技术中深层地热能主要指的是地下200m2000m地层蕴含热能，受多种不同因素 影响，不同地区地热能分布呈差异化特点，只有做好中深层地热勘探工作，才能 明确具体分布情况，为后期开发利用奠定基础。（一）重磁勘探技术重磁勘探技术主要指的是考察探测对象在引力场、磁场变化情况对物体性质进行 推断的方法，通常情况下，需要使用磁力检测仪器、重力检测仪器对探测对象受 引力场、磁场作用而产生的重力异常情况、磁异常数据进行收集，并进行反演推 断。在中深层地热勘探工作开展中

3、，针对基岩坳陷凸起构造、深层构造断裂以及 地热成因特征探测任务，该技术可以取得良好应用效果。近几年，重磁勘探技术 依然处于持续发展趋势，测量精度正在不断增强，测量参数正在不断增加，在未 来发展中，该技术依然具有重要应用价值1。（二）微震监测技术微震监测技术主要指的是通过对岩体破裂产生震动、其他物体震动进行有效 监测，反演监测对象安全情况信息、破坏情况信息，为灾害的预防和控制提供技 术支撑。在油田压裂检测、注水开发检测中，此技术具有良好应用效果。值得注 意的是，微震监测技术所利用的不是人工震源地震波，而是地热开采、采集水压 裂以及热驱等工程地震波，此类工程地震波具有波动微弱特点，在观测井中，需

4、要及时采集数据信息，防止受到环境噪声干扰。在数据信息采集完成后，可以处 理、解释微震数据信息，描绘人工裂缝空间图像，让人工裂缝发育信息得以反映， 与此同时，针对开发携热流体运动前缘，也可以监测热交换区域温度变化。（三）CSAMT勘探技术CSAMT勘探技术主要是利用人工源开展电磁勘探的技术，此技术可以让人 工信号源得到有效控制，以取得良好探测效果，让大地电磁探测观测难、信号弱 困难得到有效克服。和直接电阻率探测方法存在差异，该技术在使用过程中，并 不需要对测量装置几何尺寸进行改变，只需改变频率即可，所以，此技术优点十 分明显。受上方覆盖高电阻薄层的屏蔽影响，部分地质构造无法利用人工地震法、 直流

5、法完成探测工作，此时，可以使用CSAMT勘探技术对高电阻薄层予以穿越， 以完成探测任务2。二、中深层地热开发技术（一）回灌技术地球内部具有丰富的热能资源，遵循“用热不用水原则，可以合理回灌地热尾水， 现阶段，在我国中深层地热开发技术应用中，地热回灌技术应用优势主要为：（1）可以让地热采集区体积、有效波得以扩大；（2）可以让取热点的周围水文 情况、地质结构得到保护，可以让地热田生产寿命得以延长；（3）可以防止在 地热开放中因尾水排放产生过水污染、热污染与土壤污染问题。在回灌技术实施 中，可采用方式为：（1）可以采用同井分层回灌技术，在两层与以上热水层地 热井中，可以选定某热水层作为生产层，另一热

6、水层作为回灌层，单井中一起开 展取热工作、回灌工作；（2）可以在合理距离打造一对地热井，分别为生产井、 回灌井，开展具体工作，如果有必要，可以交换两井角色，如果二者处于同层， 应控制井间距，防止因距离过近让采热效果受到不利影响；（3）可以采用群井 生产回灌技术，选择合理位置进行多井集中回灌，此技术可以保证回灌效率，但 应高度重视开采量、回灌量匹配度3。（二）钻井技术对比油气井，地热井钻井具有良好经济节约性，通过对钻井工艺进行优化处 理，对井下复杂情况进行科学处理，可以降低地热井钻井费用。地热井本身温度 较高，施工单位需要合理选择气基钻井液、油基钻井液，考量储存损害情况，当 前，气基钻井液占首选

7、地位，但是其适用范围具有一定限制，因此，在未来发展 中，需要对高温水基钻井液进行深度研发。（三）梯级利用技术当前，我国中深层地热开发利用率依然相对较低，例如，在地热能发电技术 应用中，热能利用率就多处于5%到20%之间，很多热能都会被废弃，此类废热 通常处于尾水内，会在自然环境中直接排放，或对地下进行回灌，不仅会浪费热 能，还可能产生热污染问题。利用地热梯级利用技术，可以依照温度、高度采用 不同方法利用各级别地热水。在梯级利用体系中，首级可设置为新采高温地热水， 利用此地热水可以开展发电工作；次级可设置为发电后高温热水，利用此热水可 以作为工业热源，或开展供暖工作；三级可设置为次级取热后地热水

8、，利用此地 热水可以提供给种植业、养殖业。利用梯级利用技术，可以让地热能利用最大化 目标得以实现，同时可以避免自然环境受到热污染，值得注意的是，理想型梯级 利用体系构建具有较大难度，还应结合实际情况开展全流程设计工作，保证体系 落实效果4。（四）地热井除垢技术地下环境多具有矿化度高特点，管线可能产生结垢现象，这会危害地热能开 发，因此，地热井除垢技术的研究、应用具有重要意义。现阶段，地热井除垢技 术主要包含石灰纯碱技术、井下控制热储层技术等，石灰纯碱技术主要指的是对 化学沉淀原理予以应用，以让地热水永久硬度、暂时硬度得以降低；井下控制热 储层技术主要指的是利用上下储热层水质等数据信息，加设井管

9、封隔滤水管位置 设备，让下层低硬度热水得到有效利用。三、中深层地热勘探开发对策为促进中深层地热勘探开发工作可持续发展，首先，政府相关部门应发挥自 身主导作用，积极建设综合能源开发企业，通过推广地热能利用、实时政府补贴 等方法，鼓励企业进行多能共开；其次，应积极鼓励石油企业涉足地热能开发领 域，石油企业自身具有开发经验丰富、设备齐全、实力雄厚特点，在地热勘探开 发中，石油企业可以利用自身现有实力保证工作效率，提升地热勘探开发利用率; 最后，应鼓励学术界、地热勘探开发人士开展基础研究工作，争取早日突破该领 域内技术基础理论，以理论指导日后实践工作顺利开展5。结束语：综上所述，中深层地热勘探技术主要为重磁勘探技术、微震监测技术以及 CSAMT勘探技术，中深层地热开发技术主要为回灌技术、钻井技术及梯级利用技 术，通过建设综合能源开发企业、鼓励石油企业涉足地热能开发领域以及开展基 础研究工作的主要策略，可以推动我国中深层地热勘探开发技术实现进一步发展。 参考文献：1杨凡.中深层地源热泵系统在区域集中供热中的应用J.建筑节能,2020,48(06):102-104+116.2苟秋平，牛书霞.中深层地热水利用系统P.河南省：CN210197760U,2020-03-27.3江越潇，牛俊强，于瑶，范威，苏呈.模糊综合评价