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簡介

所謂地?zé)崮苁侵冈诘貧ぶ芯嗟乇磔^近距離內(nèi)可被經(jīng)濟開采的天然熱能,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℃的溫泉水來進行發(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)?。（消息來源于網(wǎng)絡(luò)）

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

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?需使用不同型號的鉆機。不同型號的鉆機,它的設(shè)備規(guī)模、能源消耗、機組人員數(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,每加大一級型號,單米造價都會高出200元左右。為了保證成井質(zhì)量和施工進度,一般要選用鉆鑿能力略高于設(shè)計井深的鉆機。

按*、建設(shè)部(1992)價費字375號文件《關(guān)于發(fā)布工程勘察和工程設(shè)計收費標(biāo)準(zhǔn)的通知》中的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)計取費用,鉆井深度2500m內(nèi),綜合造價應(yīng)為2200元m;鉆井深度3500m,綜合造價應(yīng)為2600元m?？紤]到市場調(diào)節(jié)因素,一般的市場價格要低于國家標(biāo)準(zhǔn)價格。

開發(fā)地?zé)峁┡跍p少了燃煤、燃油、燃氣等化石燃料燃燒所產(chǎn)生污染物質(zhì)排放的同時, 其初期投資和運行費用較其他方式也有較強的優(yōu)勢。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，通過*的地質(zhì)學(xué)數(shù)據(jù)庫和高超的地?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Υ媲闆r，為地?zé)崮芄┡到y(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計與*可靠運行提供切實保證，并從整體的地?zé)崮芄┡到y(tǒng)的能效與投資價值出發(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量、電法、重力、磁法、地震勘探和紅外線攝影測量等。

測溫勘探：

基本原理是地?zé)岙惓^(qū)的熱量，可以通過熱的傳導(dǎo)作用而不斷地向地表擴散。這樣根據(jù)在地表以下一定深度的溫度測量和天然熱流量的測定便可以圈定出地?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尋找儲熱斷裂構(gòu)造及推斷地?zé)岙惓５难诱狗较蚝头植挤秶^為簡單和有效的方法之一。它主要是用來測量深部導(dǎo)電率的。因為地層中的冷水和熱水、冷巖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，也具有電阻率低的特點。因此，用電法所測得的電阻率低的部分，往往對應(yīng)于儲熱層。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_始展露頭角，它清潔、穩(wěn)定安全，具有*的優(yōu)勢，并且儲量巨大，尤其是我國的地?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?，在這一趨勢下，將會有進一步的飛躍，地?zé)崮艿闹苯永门c地?zé)岚l(fā)電都會有巨大的發(fā)展。地?zé)峋堑責(zé)釡厝_發(fā)主體工程中zui重要的一個階段，將蘊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，它不僅僅是一個簡單的鉆井工程，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)過以下流程提高地?zé)峋删?，并使地?zé)峋漠a(chǎn)出而持久。

地?zé)崮芗瓤梢园l(fā)電，也可以供暖，還可以進行溫泉旅游開發(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，是未來能源結(jié)構(gòu)調(diào)整中的一個重點，目前地?zé)崮茈m然沒有太陽能、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)都在開始進行地?zé)豳Y源開發(fā)，而地?zé)豳Y源開發(fā)中zui基礎(chǔ)也是zui重點的工程，就是地?zé)徙@井。

地?zé)峋煌谄胀ㄋ?，因為它打得更深，就會面臨更復(fù)雜的地質(zhì)狀況和其他狀況，因此投資較高，同時也面臨著一定的風(fēng)險，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)計方案，而如果在地?zé)徙@井過程中管理不善或粗放進行，在檢查時很難發(fā)現(xiàn)，但在后期卻會埋下隱患。因此，在進行地?zé)徙@井時，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_發(fā)是有規(guī)律可循的，首先要知道資源的狀況，然后進行規(guī)劃，再進行開發(fā)，地?zé)峥辈炀褪墙鉀Q資源狀況的信息問題的，因前期不做勘察而盲目進行地?zé)徙@井zui終造成廢井的狀況屢見不鮮。地?zé)峥辈祀m然花時間、耗精力、有費用，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)、順利進行，以及*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?，這是一項有目的的工程，要先有規(guī)劃，再進行生產(chǎn)開發(fā)，從而達到資源的合理配置和利用，地?zé)豳Y源是進行發(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，進行鉆井施工。地?zé)峋诎凑浙@井工藝和鉆井施工方案實施時，要進行分步、分項工程劃分，設(shè)置工序質(zhì)量控制點，這樣以便進行工程質(zhì)量管控，也便于后期檢查和評估。此外，在工程過程中，要注重即時監(jiān)測，設(shè)置井下電視等設(shè)備，因為地下地質(zhì)情況極其復(fù)雜，在出現(xiàn)異常時，可以及時處理，避免事故風(fēng)險，確保地?zé)徙@井工作的順利展開。

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，有的用個兩三年就不行了呢？這存在一個運維問題。地?zé)峋睦孟到y(tǒng)雖然操作簡單，但是客觀存在的地下狀況卻不會因此而變簡單，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)，定期進行洗井，并且監(jiān)測水質(zhì)狀況。

回灌？有這個必要嗎？

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)計合理的地?zé)峋軌蜻_到采償平衡，就能夠*運作，而有的地?zé)峋捎诔槿×颗c地下不協(xié)調(diào)，可能*開采就會造成地下資源枯竭，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*循環(huán)的，這樣確保了整個地上地下系統(tǒng)的和諧與資源的持續(xù)利用。

1、地?zé)峥辈?/span>

地?zé)峥辈?，是對待開發(fā)地區(qū)的地質(zhì)情況和地?zé)豳Y源儲量進行勘探調(diào)查，通過一系列地質(zhì)學(xué)、地?zé)釋W(xué)、地球物理和地球化學(xué)的學(xué)科知識和技術(shù)手段，以及測算數(shù)據(jù)，經(jīng)過檢測分析后，對項目地區(qū)的地?zé)豳Y源開發(fā)提出綜合性意見，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)對方案，地?zé)岬睦霉こ碳昂笃诰S護等一系列的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)和指導(dǎo)建議。為順利進行地?zé)徙@井和*的地?zé)衢_發(fā)項目奠定科學(xué)基礎(chǔ)。

2、鉆井施工設(shè)計

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間經(jīng)驗，有相對應(yīng)的*的設(shè)備，還需要有專業(yè)的管理和監(jiān)測系統(tǒng)。

在擬定地?zé)峋_發(fā)方案時，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，保護含水層。

３、地?zé)峋┕ぴ谶M行一系列的前期勘察和設(shè)計工作后，即可開始地?zé)峋┕すぷ?，地?zé)峋氖┕ぶ?，首先要按照科學(xué)規(guī)范的流程和工藝進行，但即使如此，在地質(zhì)鉆探中因為地下情況的復(fù)雜，依舊可能會遇到這樣那樣的異常與問題，因此要即時監(jiān)測，即使處理應(yīng)對，通過前期鉆探結(jié)果，進行勘察分析，適當(dāng)修正，以確保地?zé)峋┕さ捻樌M行，降低地?zé)峋_發(fā)項目的風(fēng)險。

４、抽水試驗

地?zé)峋谕昃?，還要進行抽水試驗，測量在不同時間地下水位的變化，掌握不同深度地?zé)崴疁?，利用各種地下水流理論以及圖解法分析抽水試驗的結(jié)果，將勘察與鉆探結(jié)合起來，使地?zé)峥碧脚c地?zé)峋┕せハ嘧髯C，達到充分合理利用地?zé)豳Y源的目的。

５、后期維護

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護工作就開始了，定期對地?zé)峋约捌渌睦迷O(shè)備進行除垢和防腐工作，是保證地?zé)峋克疁睾退|(zhì)的必要措施。公司經(jīng)過多年的鉆井施工技術(shù)開拓與實踐，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)垢等歷來被*難題，增大地?zé)峋某鏊浚ＷC地?zé)峋馁|(zhì)量，延長地?zé)峋氖褂脡勖蛟?的地?zé)峋?/span>

此外，地?zé)豳Y源自有其蘊藏和生成規(guī)律，在開發(fā)的基礎(chǔ)上，還要進行資源保護，在開采時遵循適量開采，必要的時候還可以進行回灌，遵循一采一灌原則，才能保證地?zé)峋椖康?運行與收益。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步驟。一般的地?zé)峋顾に嚥捎迷谔坠芘c套管交錯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行封閉止水工作。但是，以上方法在往孔內(nèi)下入套管時，由于纏繞在套管上的海帶或膠條與井壁管磨掛，有時容易被掛斷，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)致達不到地?zé)峋馁|(zhì)量要求和目的。