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簡(jiǎn)介

所謂地?zé)崮苁侵冈诘貧ぶ芯嗟乇磔^近距離內(nèi)可被經(jīng)濟(jì)開(kāi)采的天然熱能,又稱為地?zé)豳Y源。目前上所指的地?zé)豳Y源,是僅以地殼淺部5km以內(nèi)儲(chǔ)存的天然熱量,大約有14.2×1023kJ,相當(dāng)于5000億t標(biāo)準(zhǔn)煤的熱量。按照地?zé)豳Y源的溫度不同,通常把熱儲(chǔ)溫度大于150℃者稱為高溫地?zé)崮?小于150℃而大于90℃者稱為中溫地?zé)豳Y源,小于90℃者稱為低溫地?zé)豳Y源。地?zé)峋傅氖蔷?500米左右的地?zé)崮芑蛩疁卮笥?0℃的溫泉水來(lái)進(jìn)行發(fā)電的方法和裝置，地?zé)岱指邷?、中溫和低溫三類。高?50℃，以蒸汽形式存在的，屬高溫地?zé)幔?0℃～150℃，以水和蒸汽的混合物等形式存在的，屬中溫地?zé)幔桓哂?25℃、低于90℃，以溫水、溫?zé)崴?、熱水等形式存在的，屬低溫地?zé)?。（消息?lái)源于網(wǎng)絡(luò)）

我國(guó)zui早使用地?zé)崮芄┡某鞘惺潜本┑貐^(qū)，北京地區(qū)地?zé)豳Y源的開(kāi)采利用始于70年代初期,到目前累計(jì)鑿取地?zé)峋?00多眼,井深1000m～3800m不等,年開(kāi)采地?zé)崴?×106m3,為北京提供了清潔能源。全市開(kāi)發(fā)利用地?zé)崴戤a(chǎn)生直接經(jīng)濟(jì)效益1.29億元。地?zé)豳Y源開(kāi)發(fā)向高層次、低消耗、高產(chǎn)出的方向發(fā)展將會(huì)在北方地區(qū)形成地?zé)崮芗泄┡厔?shì)。

地?zé)峋耐顿Y主要決定于鑿井深度,而鑿井深度又取決于熱儲(chǔ)層的埋藏深度。北京地區(qū)地?zé)峋∷康膶又饕獮樗E縣系霧迷山組,該套地層在北京平原區(qū)埋藏深度差異較大,1000m～4000m不等。

由于每個(gè)井位所處地的地質(zhì)情況不同,因而它的深度與溫度間的相關(guān)系數(shù)也差別很大。鐵科院東郊分院處于北京凹陷地帶,熱儲(chǔ)層頂板埋深2900m左右,成井深度應(yīng)在3400m,出水溫度大于60℃。

不同深度的地?zé)峋?需使用不同型號(hào)的鉆機(jī)。不同型號(hào)的鉆機(jī),它的設(shè)備規(guī)模、能源消耗、機(jī)組人員數(shù)量、乃至技術(shù)要求都大不相同,因而其鉆井的成本也差別很大,每加大一級(jí)型號(hào),單米造價(jià)都會(huì)高出200元左右。為了保證成井質(zhì)量和施工進(jìn)度,一般要選用鉆鑿能力略高于設(shè)計(jì)井深的鉆機(jī)。

按*、建設(shè)部(1992)價(jià)費(fèi)字375號(hào)文件《關(guān)于發(fā)布工程勘察和工程設(shè)計(jì)收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)的通知》中的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)計(jì)取費(fèi)用,鉆井深度2500m內(nèi),綜合造價(jià)應(yīng)為2200元m;鉆井深度3500m,綜合造價(jià)應(yīng)為2600元m?？紤]到市場(chǎng)調(diào)節(jié)因素,一般的市場(chǎng)價(jià)格要低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)價(jià)格。

開(kāi)發(fā)地?zé)峁┡跍p少了燃煤、燃油、燃?xì)獾然剂先紵a(chǎn)生污染物質(zhì)排放的同時(shí), 其初期投資和運(yùn)行費(fèi)用較其他方式也有較強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)。湖北地大熱能以“地?zé)岱?wù)為理念”，熱能在地?zé)崮芄┡矫嬗兄?的優(yōu)勢(shì)，通過(guò)先進(jìn)的地質(zhì)學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)和高超的地?zé)崮芸辈旒夹g(shù)，準(zhǔn)確把握特定區(qū)域內(nèi)地下的地?zé)崮軆?chǔ)存情況，為地?zé)崮芄┡到y(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)與長(zhǎng)期可靠運(yùn)行提供切實(shí)保證，并從整體的地?zé)崮芄┡到y(tǒng)的能效與投資價(jià)值出發(fā)，為廣大和地?zé)崮芄┡脩籼峁┛茖W(xué)可行的方案目前常用的地球物理勘查方法包括地?zé)釡囟燃盁崃鳒y(cè)量、電法、重力、磁法、地震勘探和紅外線攝影測(cè)量等。

測(cè)溫勘探：

基本原理是地?zé)岙惓^(qū)的熱量，可以通過(guò)熱的傳導(dǎo)作用而不斷地向地表擴(kuò)散。這樣根據(jù)在地表以下一定深度的溫度測(cè)量和天然熱流量的測(cè)定便可以圈定出地?zé)岙惓^(qū)，并可以大致地推斷出地下水的分布范圍和高溫地下熱水的分布地段。電法勘探：是地球物理勘探中用來(lái)尋找儲(chǔ)熱斷裂構(gòu)造及推斷地?zé)岙惓５难诱狗较蚝头植挤秶^為簡(jiǎn)單和有效的方法之一。它主要是用來(lái)測(cè)量深部導(dǎo)電率的。因?yàn)榈貙又械睦渌蜔崴⒗鋷r石和熱巖石之間電性差異很大，而地層中的熱水，一般還富有溶解離子，加之溫度又高，所以它們的特點(diǎn)是都具有較小的電阻率。另外巖石受熱水的變質(zhì)作用的而粘土化時(shí)，也具有電阻率低的特點(diǎn)。因此，用電法所測(cè)得的電阻率低的部分，往往對(duì)應(yīng)于儲(chǔ)熱層。重力勘探：地下熱水研究中的重力勘探是結(jié)合其它地質(zhì)和物探工作，根據(jù)重力值的變化來(lái)研究地下熱水區(qū)基底起伏變化及區(qū)域性的斷裂構(gòu)造的空間展布，以便為分析地下熱水提供依據(jù)。在條件好的地區(qū)，也可以用重力成果確定覆蓋層厚度等。在近幾年的新能源領(lǐng)域，地?zé)崮荛_(kāi)始展露頭角，它清潔、穩(wěn)定安全，具有*的優(yōu)勢(shì)，并且儲(chǔ)量巨大，尤其是我國(guó)的地?zé)豳Y源，約占地?zé)豳Y源量的六分之一。地?zé)崮艿睦孟禂?shù)是80%，在所有可再生能源中，它的利用率是zui高的。地?zé)崮茏鳛榭稍偕男履茉?，在這一趨勢(shì)下，將會(huì)有進(jìn)一步的飛躍，地?zé)崮艿闹苯永门c地?zé)岚l(fā)電都會(huì)有巨大的發(fā)展。地?zé)峋堑責(zé)釡厝_(kāi)發(fā)主體工程中zui重要的一個(gè)階段，將蘊(yùn)藏在地下的溫泉資源從可再生能源礦產(chǎn)，變成可利用的清潔能源，它不僅僅是一個(gè)簡(jiǎn)單的鉆井工程，還涉及到地?zé)崮艿难芯颗c利用，產(chǎn)出包含熱與礦的雙重性質(zhì)，因此，地?zé)峋┕な呛軓?fù)雜的工程，需經(jīng)過(guò)以下流程提高地?zé)峋删剩⑹沟責(zé)峋漠a(chǎn)出而持久。

地?zé)崮芗瓤梢园l(fā)電，也可以供暖，還可以進(jìn)行溫泉旅游開(kāi)發(fā)以及地?zé)徂r(nóng)業(yè)種植和養(yǎng)殖，它能夠輔助治理霧霾，減少非可再生能源的消耗，作為新能源的重要部分，是未來(lái)能源結(jié)構(gòu)調(diào)整中的一個(gè)重點(diǎn)，目前地?zé)崮茈m然沒(méi)有太陽(yáng)能、風(fēng)能的普及度高，但也在加速發(fā)展，積極預(yù)熱，目前很多地?zé)豳Y源豐富的地區(qū)都在開(kāi)始進(jìn)行地?zé)豳Y源開(kāi)發(fā)，而地?zé)豳Y源開(kāi)發(fā)中zui基礎(chǔ)也是zui重點(diǎn)的工程，就是地?zé)徙@井。

地?zé)峋煌谄胀ㄋ?，因?yàn)樗虻酶?，就?huì)面臨更復(fù)雜的地質(zhì)狀況和其他狀況，因此投資較高，同時(shí)也面臨著一定的風(fēng)險(xiǎn)，隨著地質(zhì)條件的變化，還有很多隱蔽工程，因此可能在中途還要相應(yīng)地調(diào)整鉆井設(shè)計(jì)方案，而如果在地?zé)徙@井過(guò)程中管理不善或粗放進(jìn)行，在檢查時(shí)很難發(fā)現(xiàn)，但在后期卻會(huì)埋下隱患。因此，在進(jìn)行地?zé)徙@井時(shí)，有些事情是不可不知的。

關(guān)于地?zé)峥辈?/span>

地?zé)徙@井涉及到的工程金額巨大，所以，要非常慎重，而地?zé)崮荛_(kāi)發(fā)是有規(guī)律可循的，首先要知道資源的狀況，然后進(jìn)行規(guī)劃，再進(jìn)行開(kāi)發(fā)，地?zé)峥辈炀褪墙鉀Q資源狀況的信息問(wèn)題的，因前期不做勘察而盲目進(jìn)行地?zé)徙@井zui終造成廢井的狀況屢見(jiàn)不鮮。地?zé)峥辈祀m然花時(shí)間、耗精力、有費(fèi)用，但它是地?zé)徙@井成功率和地?zé)峋|(zhì)量的保證，為了保證地?zé)徙@井的科學(xué)、順利進(jìn)行，以及長(zhǎng)期的生產(chǎn)效益，地?zé)峥辈觳豢缮佟?/span>

地?zé)嵋?guī)劃的重要性

地?zé)豳Y源的分布是不均勻的，不論是地上還是地下，橫向還是縱向，此外，地?zé)豳Y源也分很多種，并且資源本身的溫度、化學(xué)性質(zhì)都有所差異。而地?zé)徙@井是地?zé)崂玫那捌诠こ?，這是一項(xiàng)有目的的工程，要先有規(guī)劃，再進(jìn)行生產(chǎn)開(kāi)發(fā)，從而達(dá)到資源的合理配置和利用，地?zé)豳Y源是進(jìn)行發(fā)電還是供暖，溫泉旅游還是地?zé)徂r(nóng)業(yè)，這些影響著要打什么樣的地?zé)峋?，合理的地?zé)嵋?guī)劃，不僅能夠提高地?zé)崂檬找?，也能夠提升資源的利用率，從而節(jié)約資源。

地?zé)徙@井中，不僅要按部就班，也要具體問(wèn)題具體分析

地?zé)峥辈焯峁┑男畔?，使地?zé)峋鶕?jù)地?zé)岬刭|(zhì)狀況選擇設(shè)備、技術(shù)和鉆井工藝方案，在此基礎(chǔ)上，進(jìn)行鉆井施工。地?zé)峋诎凑浙@井工藝和鉆井施工方案實(shí)施時(shí)，要進(jìn)行分步、分項(xiàng)工程劃分，設(shè)置工序質(zhì)量控制點(diǎn)，這樣以便進(jìn)行工程質(zhì)量管控，也便于后期檢查和評(píng)估。此外，在工程過(guò)程中，要注重即時(shí)監(jiān)測(cè)，設(shè)置井下電視等設(shè)備，因?yàn)榈叵碌刭|(zhì)情況極其復(fù)雜，在出現(xiàn)異常時(shí)，可以及時(shí)處理，避免事故風(fēng)險(xiǎn)，確保地?zé)徙@井工作的順利展開(kāi)。

地?zé)峋矢叩拿孛?/span>

很多人想知道，同樣是地?zé)徙@井，為什么有的就很，有的用個(gè)兩三年就不行了呢？這存在一個(gè)運(yùn)維問(wèn)題。地?zé)峋睦孟到y(tǒng)雖然操作簡(jiǎn)單，但是客觀存在的地下?tīng)顩r卻不會(huì)因此而變簡(jiǎn)單，由于地?zé)崴嬖谒疅岬V三種性質(zhì)，而井管通常是金屬管的話，結(jié)垢生銹這類事情幾乎是不可避免的。所以，即使是成井投產(chǎn)后，地?zé)峋琅f需要保養(yǎng)，定期進(jìn)行洗井，并且監(jiān)測(cè)水質(zhì)狀況。

回灌？有這個(gè)必要嗎？

地?zé)豳Y源是有條件的可再生資源。有的地質(zhì)條件好，設(shè)計(jì)合理的地?zé)峋?，能夠達(dá)到采償平衡，就能夠長(zhǎng)久運(yùn)作，而有的地?zé)峋捎诔槿×颗c地下不協(xié)調(diào)，可能長(zhǎng)期開(kāi)采就會(huì)造成地下資源枯竭，在這種情況下，就顯示出了適當(dāng)回灌的重要性，用的是熱量，而水是可以長(zhǎng)久循環(huán)的，這樣確保了整個(gè)地上地下系統(tǒng)的和諧與資源的持續(xù)利用。

1、地?zé)峥辈?/span>

地?zé)峥辈?，是?duì)待開(kāi)發(fā)地區(qū)的地質(zhì)情況和地?zé)豳Y源儲(chǔ)量進(jìn)行勘探調(diào)查，通過(guò)一系列地質(zhì)學(xué)、地?zé)釋W(xué)、地球物理和地球化學(xué)的學(xué)科知識(shí)和技術(shù)手段，以及測(cè)算數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)檢測(cè)分析后，對(duì)項(xiàng)目地區(qū)的地?zé)豳Y源開(kāi)發(fā)提出綜合性意見(jiàn)，包括鉆井的地質(zhì)條件、地?zé)徙@井的位置和深度，施工中可能出現(xiàn)的狀況及擬應(yīng)對(duì)方案，地?zé)岬睦霉こ碳昂笃诰S護(hù)等一系列的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)和指導(dǎo)建議。為順利進(jìn)行地?zé)徙@井和長(zhǎng)久的地?zé)衢_(kāi)發(fā)項(xiàng)目奠定科學(xué)基礎(chǔ)。

2、鉆井施工設(shè)計(jì)

在地?zé)峥辈旌?，鉆井前，要根據(jù)地質(zhì)情況確定鉆探類型，是變質(zhì)巖、沉積巖還是火成巖，復(fù)雜的地區(qū)還要采用綜合鉆探，這種情況往往不僅要求有技術(shù)，有綜合鉆探的研究和時(shí)間經(jīng)驗(yàn)，有相對(duì)應(yīng)的*的設(shè)備，還需要有專業(yè)的管理和監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

在擬定地?zé)峋_(kāi)發(fā)方案時(shí)，首先要確定地?zé)徙@井深淺，這也是根據(jù)勘察結(jié)果和自身的具體條件來(lái)考慮的。此外，還要擬定符合該地地質(zhì)條件的成井工藝，使含水層的水能夠自由流入井內(nèi)，并且做好封閉隔離工作，保護(hù)含水層。

３、地?zé)峋┕ぴ谶M(jìn)行一系列的前期勘察和設(shè)計(jì)工作后，即可開(kāi)始地?zé)峋┕すぷ?，地?zé)峋氖┕ぶ?，首先要按照科學(xué)規(guī)范的流程和工藝進(jìn)行，但即使如此，在地質(zhì)鉆探中因?yàn)榈叵虑闆r的復(fù)雜，依舊可能會(huì)遇到這樣那樣的異常與問(wèn)題，因此要即時(shí)監(jiān)測(cè)，即使處理應(yīng)對(duì)，通過(guò)前期鉆探結(jié)果，進(jìn)行勘察分析，適當(dāng)修正，以確保地?zé)峋┕さ捻樌M(jìn)行，降低地?zé)峋_(kāi)發(fā)項(xiàng)目的風(fēng)險(xiǎn)。

４、抽水試驗(yàn)

地?zé)峋谕昃?，還要進(jìn)行抽水試驗(yàn)，測(cè)量在不同時(shí)間地下水位的變化，掌握不同深度地?zé)崴疁兀酶鞣N地下水流理論以及圖解法分析抽水試驗(yàn)的結(jié)果，將勘察與鉆探結(jié)合起來(lái)，使地?zé)峥碧脚c地?zé)峋┕せハ嘧髯C，達(dá)到充分合理利用地?zé)豳Y源的目的。

５、后期維護(hù)

由于地?zé)豳Y源本身的特殊的物理化學(xué)性質(zhì)，以及地下地質(zhì)條件的復(fù)雜，再加上設(shè)備本身固有的屬性，在進(jìn)行地?zé)徙@井中，結(jié)垢和腐蝕幾乎是不可避免的，但并不是不可控制的。因此，地?zé)徙@井全部完工后，地?zé)峋暮笃诰S護(hù)工作就開(kāi)始了，定期對(duì)地?zé)峋约捌渌睦迷O(shè)備進(jìn)行除垢和防腐工作，是保證地?zé)峋克疁睾退|(zhì)的必要措施。公司經(jīng)過(guò)多年的鉆井施工技術(shù)開(kāi)拓與實(shí)踐，研試出*的成井工藝，解決濾水管在不同水質(zhì)介質(zhì)中的腐蝕、結(jié)垢等歷來(lái)被*難題，增大地?zé)峋某鏊浚ＷC地?zé)峋馁|(zhì)量，延長(zhǎng)地?zé)峋氖褂脡勖蛟?的地?zé)峋?/span>

此外，地?zé)豳Y源自有其蘊(yùn)藏和生成規(guī)律，在開(kāi)發(fā)的基礎(chǔ)上，還要進(jìn)行資源保護(hù)，在開(kāi)采時(shí)遵循適量開(kāi)采，必要的時(shí)候還可以進(jìn)行回灌，遵循一采一灌原則，才能保證地?zé)峋?xiàng)目的長(zhǎng)期運(yùn)行與收益。地?zé)峋某隹谒疁嘏c止水工藝有密切關(guān)系。因此，做好每一含水層的止水工作，止水工藝是很重要的一個(gè)步驟。一般的地?zé)峋顾に嚥捎迷谔坠芘c套管交錯(cuò)部位和套管下端用海帶、粘土、牛皮、化學(xué)止水劑、橡膠圈、橡膠帶、或膠條做為止水材料，遇水膨脹，并用鉛絲纏綁后下入止水層段進(jìn)行封閉止水工作。但是，以上方法在往孔內(nèi)下入套管時(shí)，由于纏繞在套管上的海帶或膠條與井壁管磨掛，有時(shí)容易被掛斷，特別是套管下端的膨脹材料，更易被不規(guī)則的井壁磨掛或拉出，或者止水材料與井壁之間在摩擦力的作用下，膨脹材料被迫移位，造成止水失效，zui終導(dǎo)致達(dá)不到地?zé)峋馁|(zhì)量要求和目的。