油田区地热资源的集约化开发利用浅析-以滨海新区为例

滨海新区分布大量可改造的油田废弃井。通过分析研究区3口废弃井成功改造实例,结合区内地热赋存特征,探讨油区地热资源集约化开发保障措施。区内采用的“一采两灌”开发模式获取了回灌井瞬时回灌量最大64m3/h、稳定回灌井60m3 /h的试验参数,建立了石油井改造采灌示范工程,对今后滨海新区油区地热资源的开发具有重要的指导意义。射孔目的层为新近系馆陶组Ⅲ段,预测改造后的石油井水温度55～70℃,单井涌水量50～80m3/h,能有效地实现采灌平衡,保证地热资源地可持续开发利用。     

集中式砂岩型热储地热资源开采井网优化与实践

近年来人们对中深层砂岩型地热资源开发越来越重视,集中开采逐步成为常态。在集中式砂岩型地热井井群部署过程中,井距、井网不仅决定地热井多年后温度和水位变化,也影响着地热项目的寿命及经济性。文章以冀东曹妃甸新城2.3×106 m²地热供暖项目为例,研究了集中式砂岩型地热开采井网优化。在研究区地热勘查的基础上,利用采灌试验确定地热井开采量为100 m³/h、回灌量为80 m³/h。采用数值建模优化地热采灌井井距为450 m,地热采灌井井网按交错式排状部署。采用多井先导试验验证地热井开采量、回灌量的合理性,并制定地热井采灌运维制度,实现100%自然回灌。利用井群多年采灌生产数据建模,预测热储渗流场水位与温度变化。为规模化地热资源开发提供技术支持。     

天津攻克孔隙型地热回灌技术难题

不久前,天津地热勘查开发设计院在滨海新区选取三处地热利用系统进行孔隙型热储地热回灌井建设,回灌量和回灌持续性都实现了历史性突破,标志着孔隙型热储回灌技术这一世界性难题的攻克。近年来,在地热资源开发工程中,天津市注重资源和环境的保护,在地热资源回灌管理和技术研究方面取得了突飞猛进的发展,至2010年地热资源年回灌总量达到753万立方米,其中新审批地热利用     

延津县下新近系热储层对井采灌试验研究

为了给地热对井采灌提供示范,为地热资源开发、保护和有效管理提供依据,促进地热资源的可持续开发,研究了延津县下新近系热储层对井采灌试验。研究得出,研究区地温梯度为3.0～3.5℃/hm,延津县城一带由于新乡—商丘断裂的导热作用,地温梯度高于3.5℃/hm,热储水化学类型为Cl-Na型。热储层中存在裂隙或破碎带(高渗通道),热储层的连通构造曲折复杂,但热储层中裂隙不发育;通过分析地热流体的单井回灌试验和生产性对井采灌试验监测数据,总结地热回灌工艺流程及回灌量衰减规律,分析其原因并提出对策。研究可为河南省地热实现对井回灌—开采提供示范和指导。     

关中盆地中深层地热资源开发方式探讨

为探索适合关中盆地中深层地热资源的开发技术,实现地热资源可持续开发利用,在分析现有4种地热开发方式技术特点、存在问题和适用条件的基础上,提出了关中盆地中深层地热的最佳开发方式:西安、咸阳等地以换热开发为主,对单井直采开发方式予以限制;对渭北溶岩地热区,以采灌结合为主;对秦岭山前裂隙地热区,以单井直采为主,适当补充回灌井。     

延津县下新近系热储层回灌水运移规律数值模拟研究

河南省东部新生界沉积盆地新近系—古近系形成巨厚的砂岩、泥岩孔隙、裂隙型热储层,是目前河南省地热开采的主要目的层。采用Tough2数值模拟软件,研究了不同回灌率下温度场变化、抽水井出水温度降幅与抽回灌井间距关系,氯离子运移距离与回灌率关系以及热储背景压力水头降幅与不同回灌率工况关系。研究可为地热对井采灌提供示范,为地热资源开发、保护和有效管理提供依据,从而促进地热资源的可持续开发。     

织金区块煤层气井产气量影响因素分析

为了提高织金区块多薄煤层气井产气量,通过对区块地质条件、储层压裂改造、配套工艺和排采制度4个方面的对比分析,总结出织金区块煤层气井产气量的主要影响因素。研究表明:织金区块高产井目的层埋深主要集中在500～700 m,采用4段逐层压裂且施工加砂强度在10～15 m~3/m、加液强度大于150 m~3/m时产气量可达1 000 m~3以上;最终总结出适合织金区块的"五段三压"、"避峰求面"、"面积降压"的"阶段降压"的排采模式,提高了经济效益,为该区块后续大规模开发及类似煤层气田的勘探开发、排采制度的制定提供了借鉴。     

河南兰考县馆陶组砂岩热储回灌对采热过程的影响分析

依托河南兰考县馆陶组砂岩热储资料,基于简化的多孔隙率模型,采用COMSOL有限元多场耦合数值模拟软件,在考虑基岩和盖层热补偿与渗流对地热储层传热过程影响的情况下,建立了含断层地热储层的渗流—传热耦合模型。采用周期“一采一灌”对井注采模式,对不同井间距与不同渗透率地层的地热井长期运行过程进行模拟,研究采热过程的热突破现象发生规律。研究结果表明,相较于采热井,回灌井的井底温度在10年内急剧下降,与回灌水温(20℃)快速靠近,热补偿对回灌井的井底温度提升幅度也迅速降低;最终,回灌井井底温度逐渐与回灌水温重合。采热井底温度与井间距具有很强的相关性,随着井间距的增加,采热井底温度降低幅度减小,但随着时间增加而增大;在兰考县进行地热资源开发利用时,井间距不应小于500 m,这样既可以保证在运行寿命期间不产生热突破,又可以保证回灌水利用最大化。     

移动式地热尾水回灌装置的研制与应用

在新开发的利用地热井供暖系统中,需要通过多次多井的回灌实验,提取更为精确的回灌数据,从而选取最佳回灌井。地热井使用一段时间后,需通过采灌互倒的形式,调整灌井与采井。传统的回灌装置设置以建设项目为主导,不能较好的统筹考虑钻探施工、地热井钻井工艺构造、前期的回灌试验验证和使用过程中的地热井维护等因素,此外,固定式回灌装置存在占地面积大,投资代价高,安装维护复杂等问题。为此,研制了一种移动式地热尾水回灌装置,此装置结构简单,能够实现整体移动、快速安装、快速转场,提供多级过滤并辅助加压的回灌方式。     

煤层气低产井高压氮气闷井增产改造技术与应用

我国煤层气储层地质条件复杂,低产煤层气井普遍存在。低产井增产改造是中国煤层气行业迫切需要破解的重大理论和瓶颈技术难题。本文所研究的低产井是指投产后经过一个时期排采生产,储层水和煤层气已经大量产出,气产量较低的生产井。这类低产井的一个重要储层属性是双低压特征,即低水压和低气压。针对这类双低压低产井,研究开发了高压氮气闷井储层保护型增产改造技术,并在潞安矿区余吾井田进行了工程试验,获得了预期增产效果。余吾井田山西组3号煤层区域上为低压低渗储层,煤层气井的产量普遍偏低。两口试验井LA-011和LA-016于2008年投产,经过4 a的排采生产,平均日产量只有31 m~3/d和20 m~3/d;两井各进行过一次水力压裂二次改造,增产效果仍不明显。两口井试验前的储层压力梯度只有1.0 kPa/m左右,具有典型的低压低产特征。高压氮气闷井增产改造试验于2012年10月进行,分别泵注高压氮气34 800 m~3和44 960 m~3,泵注结束后关井闷压92 h和112 h,在井口压力降低到1.0 MPa以下时开井排采。在高压氮气闷井期间,实时监测了试验井周边邻井的套压变化,分析高压氮气在煤层中的运移方向,试验结束后进行了1～3 a的排采生产。结果表明:①在高压氮气泵注阶段,位于不同方向邻井的套压不同程度升高,这一方面表明高压氮气具有区域性面状穿透扩展和造缝现象,并清晰指示了高压氮气在煤层中的造缝穿透运移方向,而且高压氮气新生裂缝扩展方向不再受控于原始的区域地应力场方向,主要与排采后均化的局部地应力场有关。②试验前后同一时间段的产量对比表明,氮气闷井改造具有"单井改造,多井增产"的区域性增产效果:即2井(LA-011和LA-016)改造,受到影响的5口井(LA-011,LA-016,LA-013,LA-014和LA-015)同时增产。③增产效果显著,两口试验井日产气增加1.2～8.9倍,3口邻井日产气增加1.4～3.7倍。高压氮气闷井技术是低压低产井改造增产的有效技术,对煤层气低压低产井增产改造具有推广应用价值。     

渭河盆地中深层地热资源开发存在问题及改进措施

渭河盆地中深层地热资源丰富,开发利用中深层地热资源对中国能源结构调整具有重要意义。渭河盆地中深层地热资源开发模式包括两种方式:抽取地下热水开发模式和换热型地热开发模式。对两种开发模式的现状、存在问题进行分析,认为抽取地下热水模式存在地热水利用率低、回灌困难的问题;换热型地热开发模式存在换热量不足、地温场恢复的问题,针对这些问题提出相应的改进措施,即加强回灌井成井工艺、砂岩回灌技术、回灌井堵塞等方面研究,研制新型井下换热器和新型传热介质。     

滨海平原第四系地层灌采井成井工艺及回灌方法

滨海平原区(天津、沧州等地)蕴藏着适合灌采的地下水资源,但由于成井工艺和回灌方法不完善,制约着水源热泵空调系统的推广应用。结合工程实例,探讨了在滨海平原区细粒地层灌采井的成井工艺及回灌方法。     

开封凹陷区深层地热资源评价

为推动清洁能源的开发利用,减少碳排放,服务国家清洁取暖试点城市建设,以开封市区为例,评价分析了开封凹陷区深层地热资源。根据研究区内存在的开封断裂和祥符—刘店断裂,把研究区切割为4个区块进行研究,计算得出,新生界热储储存热水资源总量为107.47×10 10 m 3;地热储存热量为439.90×10 18 J。根据《地热资源地质勘查规范》（GB 11615—2010）对地热田规模的划分,得出3个大型地热田,分别为新近系明化镇组热储、新近系馆陶组热储和古近系热储。研究确保地热能安全可持续开发利用,推进清洁能源开发利用进程;可为后期城市发展规划和建设项目布井方案（采灌井比、采灌井间距）提供地热能源利用技术依据。     

黄河流域（济阳段）地热资源在乡村振兴中的应用研究

黄河流域生态保护和高质量发展是国家重大战略。为了助力乡村振兴,促进当地地热资源可持续开发利用,依托黄河流域(济阳段)地热资源调查项目,查明了研究区地热地质条件、热储特征、地热流体特征;在非回灌条件下采用降压试验的方法估算了DS-1井在降深50 m时,可开采量为819.66 m³/d,采用热储法估算地热资源量为1.14×10¹⁹ J。研究区地热资源储量丰富,但开发利用程度较低,已利用地热井主要用于供暖、养殖、洗浴等,利用方式单一。针对研究区内地热资源应用问题,提出了合理化建议：结合济阳区乡村振兴发展规划,在济阳垛石慢城综合体建设中,DS-1井可直接用于“地热+供暖”;研究区内地热水富含多种矿物质,可利用于“地热+温泉康养”;将研究区内地热资源与其他清洁能源有机整合,打造“地热+”绿色发展模式,因地制宜建设“地热+综合能源体系”。研究区内地热资源丰富、医疗价值高、开发利用前景广阔,可以从地热供暖、康养洗浴、农业养殖、温泉旅游、生态保护等多方面精准服务于垛石街道“生态+”的乡村振兴模式。     

河南省安阳市地热开发的环境效应和环境保护

本文论述了区域地质和安阳次凹热储特征和安阳市地热开发的环境优势及开发前景,认为安阳市地热资源丰富,具有很大的开发潜力.指出地热资源开发,可能对水环境、生态环境、地面沉降、地震活动性的影响,提出了防范对策.建议实行"立足保护,限制采量,综合利用,梯级开发"的方针,把地热回灌当做地热开发的第一前提.     

浅谈贵州小口径地热井井身结构

贵州省地热资源较丰富,可采热矿水资源量16878×10~4m~3/d温泉及热水井水温以低温为主,多在30℃～50℃之间。开采层段岩性主要以碳酸盐为主。地热井井身结构以三开为主,封固段多为重叠封固,取水段以小井径为主。     

灰岩地区矿坑水回灌技术研究

为减少大水矿山开采过程中由于疏干对地下水资源的破坏,研究采用回灌的形式保护地下水资源。某矿区灰岩地层的回灌能力影响着回灌工程的顺利进行,通过回灌试验对深部灰岩的回灌能力进行了研究。采用单井回灌和群井回灌的方式评价灰岩地层的回灌能力。通过试验分析,单井预计回灌量可达496.8 m3/h,群井回灌量为936.0 m3/h,试验结果表明灰岩地层具有很强的回灌能力,可做为矿山矿坑水回灌的主要回灌地层。     

唐口煤矿地热资源开发及利用研究

为了对山东唐口煤矿矿井深部地热资源进行利用,根据唐口煤矿矿区地质资料和水文钻孔资料,对矿区奥陶系地热资源形成原因和赋存状况进行调查,提出了一种利用矿井原有井巷工程进行矿井地热水开采的模型,根据矿区多种余热资源的赋存情况,提出了矿山地热资源综合利用方案。研究结果表明:在上覆厚盖层和区内大断裂的影响下,唐口矿区地热资源主要赋存于矿区南部的奥陶系地层,储层地热水平均水温44℃,地热水具有腐蚀性但不易结垢;在矿区南部井下硐室钻凿地热井,设计同层两采一灌钻井,抽采的地热水经管道运输至井上,在地面换热站实现集中换热,可满足3 000m~3/d的热水供应;矿区热储层地热资源总量为5.02×10~(17)J,并结合矿区矿井排水、矿井回风、矿区生活用水中的可利用热源,可实现日功率为12.45 MW的热量供应。矿井地热资源的开发利用,可以达到节能减排和保护矿区环境的目的,为我国矿山地热发展和绿色矿山建设提供新思路。     

天津滨海新区地热回灌技术获突破

国土资源网2010-03—30 消息将石油废井射孔改造为新近系地热井,建成一采两灌的地热开发系统,回灌能力达到100％。该项目的试验成功是天津市新近系孔隙型砂岩热储回灌工作取得的重大突破,这一国内领先技术2010年3月19日通过专家组验收。     

天津馆陶组地热回灌井钻井和射孔工艺探讨

天津地热在开采的同时重视回灌,有效地保护了宝贵的地热资源。天津在基岩裂隙型地热中回灌效果良好,但馆陶组地热井回灌量欠佳,为了解决这一问题,进行了研究探索。介绍了采用射孔工艺成井,在保证取水效果的同时,使稳定无压回灌量达到了101 m3/h,取得了很好的效果。