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地熱應用因素　

地熱井的價格，也受規(guī)劃應用的影響。用于溫泉旅游區(qū)的地熱井，與用于地熱供暖、地熱發(fā)電等中型或大型項目的地熱井，在價格方面是不同的。因為出水量和所需溫度不同，因此所采用的設備、前期的地熱勘察工作和鉆井工藝的設計都會有所不同，地熱供暖和地熱發(fā)電要考慮的因素更多，這些也體現(xiàn)在鉆井價格上。

區(qū)域開發(fā)因素　

地熱鉆井的價格，也受區(qū)域的影響，比如，在石油廢井進行地熱鉆井，相對成本價格會降低。又或者在某個已經(jīng)勘察好的地熱區(qū)域，前期已經(jīng)有他人的地熱溫泉井項目成功。那么在附近地段，隨機鉆采也可能會開采出一定量的地下熱水，如果該地區(qū)地質(zhì)及賦存條件同時很好，那么也有幾萬元就能打出地熱井的情況，但這種情況極不常見，即使能夠順利地打成井，產(chǎn)量與熱量是否能夠持續(xù)都不能確定，這是如同一樣的風險投資。地質(zhì)探井主要用于了解勘探區(qū)有關地層剖面結(jié)構、厚度、埋藏深度以及斷裂構造等情況，多用于基本地質(zhì)情況不明、勘探風險很大的地區(qū)。通常采用井徑較小的取心鉆井，能進行簡單的抽水試驗。探采結(jié)合井通過地球物理勘探、資料收集和綜合分析，認為勘探區(qū)具有地下熱儲的形成條件，但還有某些重要資料有待查明，則布置探采結(jié)合井。探采結(jié)合井是目前采用較多的一種鉆井類型。井徑要求較大，表層套管部分應滿足下放潛水泵所需空間。根據(jù)所存在的地質(zhì)問題，可分段取少量巖心。開采井（生產(chǎn)井）是指當一個地區(qū)已發(fā)現(xiàn)了地熱田，并且控制了其范圍，在地熱田范圍內(nèi)按照合理的井距，以開采地熱資源為目的的鉆井。由于熱儲層的位置等都比較明確，因此，對錄井工作的要求低，不需要取心。隨著地熱田的開發(fā)，產(chǎn)水層的水位逐漸降低，而回灌井則是將水回灌的熱儲層中，以保持熱儲層的能量和水位，避免水位嚴重下降時對地熱田開發(fā)帶來的威脅，回灌井特別適用于熱儲層為封存水或開采量明顯大于自燃補給量的地熱田。

地熱井設計與施工應遵循“探采結(jié)合”的原則，盡力做到使勘探孔轉(zhuǎn)變成供水井，以節(jié)約成本?？碧诫A段的任務是：查明熱儲層水文地質(zhì)條件，確定含水層的層位、厚度、埋藏深度；查明巖石成分和巖性結(jié)構；研究含水層結(jié)構等。

利用鉆孔進行地下水動態(tài)觀測與監(jiān)測，以了解和預測地下水動態(tài)變化規(guī)律和趨勢；測定各含水層的地下水位；確定含水層的水力性質(zhì)及其彼此之間的水力。

采取巖心、土樣、水樣；測定巖石的物理性質(zhì)和顆粒組成；測定地下水的溫度特征、物理性質(zhì)和化學成分，以及氣體成分等。通過先期鉆探了解地層情況，含水層的埋藏條件、構造等。這類鉆孔采用常規(guī)口徑取心鉆進，其質(zhì)量按巖心鉆探六項質(zhì)量指標控制，即巖心采取率、鉆孔彎曲度、校正孔深、簡易水文觀測、封孔及鉆探原始記錄和技術檔案均應符合要求。

除此之外，還需取得地下水位、水量、水質(zhì)、水溫以及其他水文地質(zhì)資料，為此需進行先期抽水試驗等?？碧娇自跐M足熱儲層的水文地質(zhì)勘探目的后，應根據(jù)用戶要求進行擴孔成井。

地熱井鉆探的特點概括為以下幾點：

地層復雜。地熱井鉆探大多在第四紀的卵礫層、砂層、黏土層或巖層裂隙中鉆井，這些地層給鉆探工作帶來的問題是坍塌、漏失和不易取心等，故在巖心鉆探中稱為“復雜地層”，即事故多，效率低。目標水層不允許灌漿封孔或嚴格意義的堵漏，鉆進和采心都比較困難。

鉆孔結(jié)構復雜。由于要獲得分層的水文地質(zhì)資料或針對不同目標貯熱層，就要求隔斷各含水層之間的水力。因此，下入套管的層次多，鉆孔直徑大，止水要求嚴格，井身結(jié)構復雜。

鉆進方法多。由于地層復雜，即使在一個鉆孔中，往往會遇到迥然不同的地層。因此，鉆井工藝多種多樣，如反循環(huán)鉆井法、空氣鉆進法、潛孔錘鉆進法和沖擊鉆進法等。

設備形式多。由于鉆井工藝方法多，要求鉆進設備與之相適應。因此，當前地熱井鉆探所用的設備類型繁多。

勞動強度大。由于孔徑較大，破碎巖屑多，取心工作量雖然地質(zhì)勘探孔少，但換鉆具、清渣洗井等工作都是勞動強度較大的作業(yè)。為保護地熱資源的永續(xù)利用，根據(jù)上級要求，我縣所有地熱井要全部實施回灌。按照工作部署，10月底要完成縣城區(qū)內(nèi)地熱井回灌設備安裝，11月初試運行。但由于回灌設備安裝技術較復雜等原因，導致部分地熱井未按期完成設備安裝，這是未能提前供暖的主要原因。

A.地熱井供暖是怎樣運作的？

地熱井供暖，是一種深層地熱水供暖，在進行地熱勘察，確定地下地熱地質(zhì)狀況后，進行深層的溫泉鉆井，一般鉆井深度從一千多米到兩千多米不等，將地下熱水資源通過地熱井管道傳輸?shù)降厣?，將地熱水送入供暖系統(tǒng)，或通過熱交換器，將熱轉(zhuǎn)換給供熱系統(tǒng)后進行供暖，為建筑物提供所需要的溫度。

B.地熱井供暖有什么好處？

我國地熱水資源儲備豐富，在很多省份地區(qū)都具備地熱井供暖的條件，如果能夠加以充分利用將能夠替代一些能源，達到節(jié)能的目的。地熱能又是一種清潔能源，利用它進行供暖，不會造成碳排放，不會造成大氣污染，多余的熱量也不會影響城市小范圍氣候，這是一種非常環(huán)保的綠色能源。

此外，地熱井供暖與其他形式的新能源供暖比起來，它不需要轉(zhuǎn)化成電能，減少了步驟，更加便利，并且提高能效利用率，它也不受氣候和時間段影響，供暖效果易于控制。地熱井供暖的熱量來源于大地下的熱力徑流，如果能夠合理開采，不超過地熱資源的自然補償量，地熱井供暖是一種能夠持續(xù)利用的可再生能源供暖。

C.怎樣做好地熱井供暖？

（1）做好地熱勘察是基礎

地熱井供暖zui根本的是要有地熱水資源，而地熱水并不是隨處都有的，這就需要進行地熱勘察，通過地熱資源數(shù)據(jù)庫掌握地區(qū)地熱分布規(guī)律，再經(jīng)過實地踏勘得出各種數(shù)據(jù)和材料，據(jù)此判定地熱資源的成礦條件和賦存情況，進而分析地下熱水的儲量和位置。此外，地熱鉆井本身全程與巖層打交道，除了調(diào)查地下水熱狀況，也要對巖性和巖層分布狀況進行分析，擬定開發(fā)建議。

（2）嚴格地熱鉆井工程規(guī)范與管理

由于地熱鉆井的特殊性和復雜性，地熱井供暖前期工作中，地熱鉆井是耗時zui長，耗資zui多，耗力zui大的一個工程階段，因此，在進行地熱鉆井前，要擬定合理的地熱鉆井工藝和設計方案，采用相應的技術設備，根據(jù)本身開發(fā)的條件和地熱井供暖的要求，形成有側(cè)重的施工方案。

在進行地熱井施工時，嚴格執(zhí)行工程規(guī)范，并采用全局化的工程管理，實時監(jiān)測，對異常狀況進行及時處理，規(guī)避各種地質(zhì)和工程風險，一方面提高成井率，另一方面，控制出水量，確保與地下熱水補給達到平衡，使地熱井供暖項目更加長久地持續(xù)下去。

（3）利用期間的維護與回灌

地熱井供暖的前半段，是資源開發(fā)，后半段是資源利用，但使這兩者緊密溝通起來的，是地熱水。而地熱水具有各種性質(zhì)，攜帶著各種化學物質(zhì)，長年利用造成結(jié)垢是不可避免的。此外，地熱井本身的銹蝕由于其設備的性質(zhì)也是普遍存在的，因此，除垢防腐工作，是地熱井供暖后期利用過程中需要定期關注的重要工作，需要進行合理的規(guī)劃和管理?？梢蕴岣叩責豳Y源利用率、減少廢氣熱水對于環(huán)境的污染，同時維持地熱資源的可持續(xù)利用?；毓嘤泻芏喾N模式，可以根據(jù)地質(zhì)條件和具體的經(jīng)濟狀況采用不同的回灌措施，達到地區(qū)地下資源的水熱均衡，確保地熱井供暖項目的長久效益。將選好的礫料投入濾水管與井壁之間的環(huán)狀間隙中,這一工序稱為填礫。一般適合于淺井。填礫的目的是在濾水管與井壁之間形工過濾層。此人工過濾層可以增大濾水管四周的孔隙率和透水性,減小進水時的水頭損失,以增加單井出水量。同時,可以起濾水擋砂作用，以防止含水層中的細小砂粒涌進濾水管內(nèi)。因此,可以延長水井的使用壽命。

深井填礫主要弊端有:為填礫而增加鉆井口徑,鉆井成本增加;投礫過程中很容易造成礫料的分選,即:相對粗的顆粒先沉入井底,較細的顆粒則懸浮在上部,使地層與礫料顆粒配不合理而導致涌砂,特別是較深的地熱井,由于礫料下沉時間長,分選的層次更嚴重;投礫過程中,很容易導致不穩(wěn)定地層坍塌,而使礫料不到位或者礫料泥皮混在一起充填在井管外圍,造成洗井困難,甚至嚴重影響單井出水量;井斜或下管彎曲時,圍填礫料很難保證其厚度的均勻性;石英含量較低的礫料,容易造成膠結(jié),zui終影響出水量。

礫料的均勻度

礫料的均勻度主要涉及用一種規(guī)格的礫料還是多種規(guī)格的礫料,室內(nèi)試驗證明了均勻礫料無論在滲透性或孔隙度上皆優(yōu)于混合礫料。選擇礫石的均勻度應從增大地層滲透性、擋砂效果和經(jīng)濟性統(tǒng)一考慮。每一地層的礫料有一個標準直徑,但要規(guī)定誤差范圍,推薦誤差范圍為8%。例如,礫料直徑為3mm時,應采用3.24mm和2.76mm兩種篩網(wǎng)過篩。

礫料的質(zhì)量

礫料應該是干凈的、滾圓的、光滑的砂礫。不應采用機械破碎的巖石顆粒。

礫料應由硅質(zhì)組成,其他石灰質(zhì)、頁巖和石膏質(zhì)的顆粒含量zui多不超過15%。在深井和熱水井中的礫料,如果雜質(zhì)較多,應將礫料進行酸處理后再填礫。填礫的方法

填礫的方法有靜水填礫法、注水填礫法和抽水填礫法等

靜水填礫法

填礫時,井孔中的沖洗液處于相對靜止狀態(tài),此法適用于淺井和穩(wěn)定的含水層。填礫時應均勻地由井管四周填人,填入的速度不宜太快,以防礫料中途堵塞而出“塔橋”現(xiàn)象。當投入部分礫料后,由于礫粒下降,形成井管內(nèi)外壓力差,迫使井管內(nèi)的泥漿外溢,此時填礫速度可稍快一些。

注水填礫法

將鉆具下人井管內(nèi),密封管口開泵送水。沖洗液被壓入井管內(nèi),并通過濾水管進入井管與井壁之間的環(huán)狀間隙內(nèi),然后從井口返出。從井口返出泥漿的粘度達18s左右時,即可邊送水、邊圍填礫料。這種填礫方法因有沖洗液循環(huán),可以減少礫料在中途填塞的機會

設計資料     

要進行一口定向井的軌道設計工作，作業(yè)者至少應提供靶點的垂深、水平位移和方位角，或提供井口與靶點的座標位置，通過座標換算，計算出方位角和水平位移。此外，定向井工程師還要收集下列資料：     

1．作業(yè)區(qū)域和地理位置。通過作業(yè)區(qū)域，通常可以找到該地區(qū)已完井的鉆井作業(yè)資料（野貓井除外），并對地層情況、方位漂移有一定的了解，根據(jù)地理位置，可以計算或查得到地磁偏角。 

2．地質(zhì)設計書和井身結(jié)構。了解有關地層壓力、地溫梯度、地層傾角、走向、巖性、斷層，可能遇到的復雜情況，以及油藏工程師的特殊要求等。     

3．作業(yè)者對造斜點、造斜率、增（降）斜率的要求，以及安全圓柱、zui大井斜等井身質(zhì)量的要求。 

4．了解鉆井承包商的情況，如泥漿泵性能，井下鉆具組合各組件的基本情況等。

施工方法

（1）施工準備  施工現(xiàn)場做好“三通一平”，滿足設備進、出場、備好泥漿，配齊濾料、管材、注水設備。 

（2）回灌井鉆孔  采用地質(zhì)鉆機套管垂直鉆進，垂直度控制在1%內(nèi)，鉆孔孔徑200mm。鉆孔前應與現(xiàn)場管理人員對接，排查附近管線情況，防止破壞管線。 

（3）清孔換漿  當鉆孔至設計孔深后為防止泥漿沉淀和井孔坍塌，應及時清孔換漿。置換的泥漿含沙量不大于5%，孔底沉渣厚度不大于20cm。 

（4）井管安裝 

1）管井制作：下Ф70mmPVC管，管壁每隔20cm布置梅花形濾水孔，包一層鐵絲網(wǎng)及兩層尼龍絲布網(wǎng)濾層。 

2）下管：管底部拋填250mm厚的2~5mm石米濾料，井管上端口應高出地面至少50cm，嚴禁強行將井管壓入井孔。 

（5）回填濾料 

填料時井管必須居中，采用循環(huán)水填料法。濾料采用2~5mm石米濾料，用鐵鍬均勻?qū)ΨQ的拋撒在井管四周，填料至距地面1.0m范圍，上面1.0m采用水泥漿回填密實。 

（6）洗井 

填料完成后采用循環(huán)水洗井，井內(nèi)的沉渣厚度不得超過200mm。

（7）回灌 

對清洗好井管的井，確保合格后，對回灌井進行封閉，把井管zui上端用能達承壓厚度的鋼板焊封，循環(huán)水管在鋼板上開口焊封，確?；毓嗑幕毓嗔?。 

（8）定期回揚 

為預防和處理管井堵塞，主要采用回揚的方法，回揚是在回灌井中開泵抽排水中堵塞物。每口回灌井回揚次數(shù)和回揚持續(xù)時間主要由含水層顆粒大小和滲透性而定。在巖溶裂隙含水層進行管井回灌，長期不回揚，回灌能力仍能維持；對細顆粒含水層，回揚尤為重要，回揚時間宜為1個星期一次。 

3、技術要求

（1）鉆探施工達到設計深度后，繼續(xù)向下鉆進1.0m，用循環(huán)水沖洗泥漿，減少沉淀，并應立即下管，注入清水，稀釋泥漿比重接近1.05后，投入濾料，不少于設計量的95%，嚴禁井管強行插入坍塌孔底，濾料填至離地面1.0m改用水泥漿回填封孔。 

（2）若回灌井分布比較集中，連續(xù)鉆進，應及時進行洗井，不應擱置時間過長或完成鉆探后集中洗井。 

（3）注水設備應定期進行保養(yǎng)，注水間隔根據(jù)水位的變化而定。

（4）井口井蓋必須要焊接牢固，定期檢查，防止在注水過程中脫落。