下载文档原格式
利用弃井开采中深层地热能名义取热量的模拟满意;姜国心;杜甜甜;方亮;方肇洪【摘要】利用弃井开采地热能,可以充分发挥我国现有大量被弃油井的价值,有助于解决能源短缺问题,为我国绿色能源的发展提供参考依据.文章建立了弃井内换热的物理模型,将其应用于利用弃井开采中深层地热能名义取热量的模拟,研究了循环水流量、弃井深度、外管管径、外管导热系数、中心管管径及中心管导热系数对换热器名义取热量的影响.结果表明:改造后的弃井换热器对中深层地热能的名义取热量会随着循环水流量和钻孔深度的增大而增加;名义取热量随着外管管径以及外管导热系数的增大而增加,最后趋于定值;并随着中心管管径和导热系数的增加而减小.【期刊名称】《山东建筑大学学报》【年(卷),期】2019(034)004【总页数】5页(P20-24)【关键词】弃井;中深层地热能;名义取热量【作者】满意;姜国心;杜甜甜;方亮;方肇洪【作者单位】山东建筑大学热能工程学院,山东济南250101;山东建筑大学热能工程学院,山东济南250101;山东建筑大学热能工程学院,山东济南250101;济南有方新能源科技有限公司,山东济南250101;山东建筑大学热能工程学院,山东济南250101【正文语种】中文【中图分类】TU8320 引言随着全球能源短缺问题的加剧，对绿色能源的开发利用迫在眉睫。
地热能作为可再生能源，得到了越来越多的利用。
地埋管地源热泵系统具有节能减排的显著优点，但在实际应用中也遇到了一些技术上的限制，如(1)地埋管换热器需要占用一定的场地；(2)浅层地埋管换热器对于空调系统全年的冷热负荷平衡有较高的要求，因此限制了其在严寒地区的应用[1] 。
由于中深层地热资源丰富，具有储量大、分布广、清洁环保、稳定可靠等特点，开发潜力巨大，因此得到了广泛利用。
中深层地热能主要指地下200～3 000 m的地层中蕴含的热能资源[2] ，充分利用可以有效缓解目前的能源短缺和环境污染问题。
废弃油井改造地热能综合利用施工工法废弃油井改造地热能综合利用施工工法一、前言随着全球能源危机的日益严重，开发可再生能源已成为各国共同的关注点。
废弃油井改造地热能综合利用施工工法是一种有效的能源利用方式，可以将废弃的油井转变为地热能源的开采利用设施。
本文将介绍废弃油井改造地热能综合利用施工工法的特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施以及经济技术分析。
二、工法特点废弃油井改造地热能综合利用施工工法的特点主要有：1. 利用废弃油井现有设施，无需大规模开挖或修筑，节约成本。
2. 利用地下热能资源，具有稳定且可再生的特点。
3. 适用于多种地质环境和油井类型，具有广泛的适应范围。
三、适应范围废弃油井改造地热能综合利用施工工法适用于以下情况：1. 废弃油井属于稳定的工程结构，能够承受地热能开采的压力和温度。
2. 油井地层的温度适宜地热能开采，能够提供足够的地热能源。
3. 油井附近有用地，可以进行地热能利用工程的建设和设施。
四、工艺原理废弃油井改造地热能综合利用施工工法的工艺原理如下：1. 利用井孔便利地进行传热：通过利用废弃油井的井筒和套管，形成一个密闭的井孔系统，以便从地下获取热能。
2. 利用地热能源替代传统能源：通过地热交换装置，将地下的热能转换为供暖、供水或发电的热能，实现能源高效利用。
3. 利用废弃油井井筒进行能源输送：将热能通过井孔输送到地面，然后利用输送管网将热能传递给用户。
4. 利用地热能源进行能源储存：利用废弃油井的地下空间储存地热能，以便在需要时进行调度和利用。
五、施工工艺废弃油井改造地热能综合利用施工工法的施工工艺包括以下几个阶段：1. 前期准备：包括项目可行性研究、设计方案制定和安全评估等工作。
2. 地下井筒准备：清理井筒内部，修复井筒和套管，确保井筒可以承受地热能开采的压力和温度。
3. 井孔密闭与固井：对井孔进行密闭处理，防止热能的泄漏，采取固井措施，确保井筒的稳定性。
・９０・０引言地层深处蕴藏着丰富的地热资源。
地热梯度是衡量地热资源量的一个指标。
在地热梯度正常的地区，开发地热资源所需要的地热井要足够深。
在油田的开发后期，一些油井被废弃，将这些废弃油井稍加改造，即可用来开发地热能。
１油井地热研究发现，自地面向地下深处，地温增高现象是不均匀的。
按其温度变化可将地层分为变温层、常温层和增温层。
变温层地温主要受太阳辐射的影响，地球从太阳吸收的热量每年为４．２×１０２４Ｊ，影响了大气和近地表的温度。
变温层地温随季节、昼夜的更替而变化，温度日变化影响的深度较小，一般为１～１．５ｍ，年温度变化的影响深度可达２０～３０ｍ。
常温层的地温不随外界温度的变化而变化，其深度因地而异。
一般情况下，常温层的深度为２０～４０ｍ，内陆地区常温层较深，滨海地区较浅。
常温层以下是随着深度加大而温度增高的增温层。
收稿日期：２００７－０３－０７。
作者简介：阚长宾（１９８１－），男，汉族，硕士，从事海洋工程环境勘查与设计技术研究。
Ｅ－ｍａｉｌ：ｋｃｈａｎｇｂｉｎ＠１６３．ｃｏｍ利用废弃油井开发地热能阚长宾１，亓发庆１，于晓聪２，魏宏伟３（１．国家海洋局第一海洋研究所，山东青岛２６６０６１；２．中国石油大学，山东东营２５７０６１；３．辽河油田浅海石油开发公司，辽宁盘锦１２４０１０）摘要：地层深处蕴藏丰富的地热资源，对油田废弃油井稍加改造，变废为宝，可用于地热能的开发，将会获得巨大的社会经济效益和环境效益。
文章从地热供暖这一系统工程着手，阐述了废弃井选择的基本原则；介绍了采液井井下及井口装置、调峰锅炉、换热器、注入井井下及井口装置、外输系统、控制中心和用户等７个方面的设计细节；分析了低温辐射供暖方式特点以及把废弃油井改造为地热井的可行性。
关键词：废弃油井；供暖系统；供暖方式选择中图分类号：ＴＫ５２１．３３文献标志码：Ｂ文章编号：１６７１－５２９２（２００８）０１－００９０－０３ＥｘｐｌｏｉｔｉｎｇｇｅｏｔｈｅｒｍａｌｅｎｅｒｇｙｆｒｏｍｔｈｅａｂａｎｄｏｎｅｄｗｅｌｌＫＡＮＣｈａｎｇ－ｂｉｎ１，ＱＩＦａ－ｑｉｎｇ１，ＹＵＸｉａｏ－ｃｏｎｇ２，ＷＥＩＨｏｎｇ－ｗｅｉ３（１．ＦｉｒｓｔＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＯｃｅａｎｏｇｒａｐｈｙ，ＳＯＡ，Ｑｉｎｇｄａｏ２６６０６１，Ｃｈｉｎａ；２．ＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＰｅｔｒｏｌｅｕｍ，Ｄｏｎｇｙｉｎｇ２５７０６１，Ｃｈｉｎａ；３．ＳｈａｌｌｏｗＳｅａＯｉｌＤｅｖｅｌｏｐｉｎｇＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，ＬｉａｏｈｅＯｉｌＦｉｅｌｄ，Ｐａｎｊｉｎ１２４０１０，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｒｅｉｓａｂｕｎｄａｎｔｇｅｏｔｈｅｒｍａｌｅｎｅｒｇｙｉｎｔｈｅｄｅｅｐｅａｒｔｈ．Ｅｘｐｌｏｉｔｉｎｇｇｅｏｔｈｅｒｍａｌｅｎｅｒｇｙｆｒｏｍｔｈｅａｂａｎｄｏｎｅｄｗｅｌｌｓｗｉｌｌｐｒｏｄｕｃｅｇｒｅａｔｓｏｃｉａｌ＆ｅｃｏｎｏｍｉｃａｌｂｅｎｅｆｉｔｓａｓｗｅｌｌａｓｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｂｅｎｅｆｉｔｓ．Ｓｔａｒｔｉｎｇｗｉｔｈｔｈｅｇｅｏｔｈｅｒｍａｌｅｎｅｒｇｙｆｏｒｈｅａｔｉｎｇｓｙｓｔｅｍ，ｔｈｅｕｎｄｅｒｌｙｉｎｇｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓｏｆａｂａｎ－ｄｏｎｅｄｗｅｌｌｓｃｈｏｏｓｉｎｇｗａｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ，ａｎｄｇａｖｅｔｈｅｄｅｔａｉｌｄｅｓｉｇｎｓｉｎ７ａｓｐｅｃｔｓｓｕｃｈａｓｔｈｅｗｅｌｌａｎｄｗｅｌｌｈｅａｄｄｅｖｉｃｅｓｏｆｔｈｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｗｅｌｌ，ｔｈｅｐｅａｋｓｈａｖｉｎｇｂｏｉｌｅｒ，ｔｈｅｈｅａｔｅｘｃｈａｎｇｅｒ，ｔｈｅｗｅｌｌａｎｄｗｅｌｌｈｅａｄｄｅｖｉｃｅｓｏｆｔｈｅｉｎｊｅｃｔｉｏｎｗｅｌｌ，ｔｈｅｏｕｔｐｕｔｓｙｓｔｅｍｓ，ｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｃｅｎｔｅｒａｎｄｔｈｅｕｓｅｒｓａｎｄｓｏｏｎ．Ｍｅａｎｗｈｉｌｅ，ｔｈｅｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙｏｆｃｈａｎｇｉｎｇｔｈｅａｂａｎｄｏｎｅｄｗｅｌｌｓｉｎｔｏｇｅｏｔｈｅｒｍａｌｗｅｌｌｓｗａｓａｎａｌｙｚｅｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ａｂａｎｄｏｎｅｄｗｅｌｌ；ｈｅａｔｉｎｇｓｙｓｔｅｍ；ｈｅａｔｉｎｇｍｏｄｅｃｈｏｏｓｉｎｇ可再生能源ＲｅｎｅｗａｂｌｅＥｎｅｒｇｙＲｅｓｏｕｒｃｅｓ第２６卷第１期２００８年２月Ｖｏｌ．２６Ｎｏ．１Ｆｅｂ．２００８阚长宾，等利用废弃油井开发地热能・９１・图１综合利用系统图Ｆｉｇ．１Ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｄｉａｇｒａｍ表征地层增温规律的２个参数是地热增温级和地温梯度。
张汉沛等：关于大庆油田地热资源综合开发利用的几点思考第8卷第2期地热资源（geothermd resources）是储存在地球内部的可再生热能，是地球本土资源，资源量巨大。
地热资源具有经济、安全、环保、稳定、清洁、灵活等许多其它新能源所不及的优点，地热能源利用效率高，成本较低，具有非常广阔的发展前景。
大庆油田地处松辽盆地北部（图1），地下不仅富集着丰富的油气资源，同时也蕴藏着丰富的中低温地热资源，浅层地热田面积达183km2，是国内罕见的大规模地热富集区。
加之位于松辽盆地中央坳陷区，属中国东部岩石圈拉张的软流圈上涌区，独特的地理构造形成了集水、热、矿于一体的可再生复合型地热能资源，有利于梯级开发、综合利用，实现节能减排、降本增效。
近些年，国家先后出台了《关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》、《可再生能源中长期发展规划》等一系列鼓励新能源开发利用和节能减排的政策、规划，对包括地热在内的相关产业提供了资金扶持、税费减免等优惠政策。
1充分利用采出水余热大庆油田已经进入开发中后期，原油综合含水率已经超过80％，有的区块甚至达到了95%，油田采出水量充足。
资料表明，大庆油田年产水量达到约3.5×108m3，而且产量在逐年上升，温度为35～42℃。
如果采用有效的技术提取10℃温差的热量，全年就可获得50×104t标准煤热量，资源巨大。
这些年来，大庆油田在利用低温热源供热方面也积极地开展了一些工作，特别是采油二厂、三厂、七厂、九厂分别利用含油污水热能及地热资源解决了部分油田设施，如注水站、办公楼等供暖及工艺管道伴热等，取得了很好的效果。
实践证明，采用热泵技术利用油田采出水可以实现民用、油田基础设施供暖。
目前已着手在油田老区大面积开展此项工作。
2利用油田废弃井开展中低温地热发电目前，已调查试油有地层静温资料的关停探井共2486口，平均地层中部深度1936.45m，平均地层静温44.39℃。
江苏油田Ｚ３站地热工程的开发与应用作者：窦建国来源：《农业工程技术·新能源产业》2009年第01期摘要：用过对真武油田的地质研究，利用油田废气的油气井，进行地热井改造。
通过对国内先进地热工艺的引进和改进。
关键词：地热，地热水，开发、造泵室、换热引言江苏油田首次进行地热开发和利用，有其自身的优势。
可以利用油田生产过程中报废或高含水的油井进行试验和利用，可降低钻井费用，并使废弃油井得到有效利用。
但大多废弃油井的套管较小，不能满足地热开采的要求，需要改造。
同时，地热井系统试水，分析和研究地热工程中的一些参数，尤其是对地热水水质的腐蚀和结垢的研究。
确保真3地热站工程试运行成功，并通过试运行又可摸清地热水的温度、压力、动液面等参数，为江苏油区进下一步的地热资开发提供依据。
1 利用Z3、Z158废油井改成地热水测试与生产井工程地热开发需要将潜水电泵下入套管中，把热储层中流入套管内的地热水举升到地面，提供地热资源（热能、热水）利用为目的的一项特殊工程。
Z3、Z158两口油井的套管直径均为139.7mm，不能满足地热电潜泵的下入要求，必须将两口井300-350m以上的5 1/2″套管改为内径径大于184-224mm的泵室，以实现地热测试与开发利用的要求。
修造改情况见图1、22 地热井系统试水工艺及主要参数资料录取工程2.1真3井射孔工艺和套管抽汲资料录取在51/2?套管内采用现代跟踪射孔工艺，分别对E2d2上和E2s1下的E2s16一个小层进行试水取参数，通过试水取得的实际流量、温度、压力、含油、含气等参数，对工程的设计提供依据。
（见表1、2）。
2.2Z158井射孔及地热潜水电泵资料录取技术2.2.1 地热潜水电泵资料录取技术地热潜水电泵与井身结构配置和地面井口流程与井身结构配置见图3。
其中，在下泵时，加下了一根测试管柱，利用电阻法原理可随时对井内动液面进行测试，从实验结果看，较油田使用的动液面测试仪准确。
