重庆深层采热井地热资源开发可行性研究.docx

          重庆深层采热井地热资源开发可行性研究                    摘要：重庆市地热资源丰富，设想通过缪请安较为成熟的采热技术和热转换技术，用深层采热井（采热不采水）的方式对未达到目的的地热水勘探井进行实验研究，可以实现对深度近2000米、温度60-80℃的岩土体采集地热资源的可能性关键词：地热资源 深层地热井 干热岩 地热利用1 地热资源概况地热资源是一种无污染的清洁能源，随着石油、煤炭等传统能源逐渐枯竭，以及“碳达峰、碳中和”国家战略的实施，地热资源将成为未来能源的一个重要组成部分中国属于地热资源相对比较丰富的国家，开发潜力大地热能主要表现为以下几种形式：（1）水热型地热，即地球浅处（地下100～4500m）所见的热水或水热蒸气，例如温泉、间歇泉这些地下热水和蒸汽，其实是大气降水在地下深处被热岩体加热的结果2）干热岩型地热，即埋深至地下数千米，内部不存在流体或仅有少量地下流体的高温岩体3）地压型地热，某些大型沉积盆地（或含油气）深处（3000～6000m）存有大量高温高压流体4）熔岩地热，即储存在高温（700～1200℃）熔融岩体中的巨大热能，例如火山岩浆。

人类利用地热能历史久远，从温泉沐浴、医疗、取暖、发电到建造农作物温室、水产养殖及烘干谷物等目前温泉的用途主要以洗浴为主，地下热水在地下深部较高温度、压力的条件下，能溶解丰富的矿物质，如偏硅酸、偏硼酸、硫化氢、氡、镭、氟等成分，部分形成医疗矿水，具有医疗价值2 重庆市地热资源开发概况重庆市地热资源开发利用历史悠久，文化底蕴深厚，宋、明代有北温泉、南温泉，抗战时期东西南北四泉声名远扬重庆市地热资源开发主要是深层地热水资源的开发改革开放以来，陆续开发了统景、海棠晓月、天赐、贝迪颐园等温泉，形成了以“五方十泉”为代表的都市经济圈蓬勃发展、三峡库区和渝东南地区逐步兴起的局面，温泉产业初具规模2011年4月，国土资源部正式授予重庆“中国温泉之都”荣誉称号，凸显了重庆地热开发的品牌形象和产业化特征重庆市地热水资源调查评价与勘察始于20世纪70年代，勘察范围较小，手段单一伴随着温泉产业的发展，政府对地热水资源勘查投人不断加大，工作程度不断提高，提交了一批可观的地热水钻井，为温泉产业的发展提供了资源保障区内地热水受区域地质构造及岩性、地形地貌的严格控制如渝西、渝中、渝东低山丘陵区地热水受三系下统嘉陵江组及中统雷口坡组(或巴东组)地层分布及出露条件的控制，径流、排泄严格地受到河流的制约。

而渝东北、渝东南中低山区的地热水主要受控于寒武奥陶系及二叠系的碳酸盐岩层的分布、埋藏及断裂构造分布状况目前重庆市勘探的主要热储层是嘉陵江组，次要热储层有中三叠统雷口坡组重庆地热水资源分布受各热储构造带控制，深埋于地下，呈带状展布，水质类型主要有硫酸盐型、氯化物型、重碳酸盐型等主城周边区域以硫酸盐型为主，万盛一南川以重碳酸、氯化物型为主，渝东北以硫酸盐、氯化物型为主，渝东南硫酸盐、重碳酸、氯化物型均有分布3 干热岩型地热干热岩是埋藏于地面以下1000米至10000米，内部不存在流体或仅有少量地下流体的高温岩体它的温度在50°C至650°C之间，是一种可用于采暖、发电的清洁可再生热源干热岩的热能赋存于各种变质岩或结晶岩类岩体中，较常见的岩石有黑云母片麻岩、花岗岩、花岗闪长岩等中国地质科学院水文地质环境地质研究所国家“863”计划项目“干热岩地热地质资源评价与开发技术研究”对我国陆区干热岩资源潜力进行了估算，结果显示，在中国，干热岩地热能（3000～10000米）理论资源量相当于860万亿吨标准煤，如开采2%，则相当于2013年中国能源消费总量的5200倍干热岩地热能是无处不在，取之不尽的新能源。

有深度，就有热度可以说，站在地球的每一个角落，脚下几千米深处的岩石，都是热源与传统化石能源相比，干热岩地热能是一种清洁可再生能源干热岩清洁无污染，是友好型、亲环境的可再生能源和火电、水电相比，干热岩发电几乎是零排放，开发安全，持续性好与其他清洁能源相比，干热岩能够实现稳定、可靠且安全的能源供应，同时能实现分布式能源供应4 深层地热井地热资源开发重庆地热勘探井，勘探深度近2000米，通过测井发现很多地热水井井底温度都可以达到约70℃，热能明显合川大石岩盐项目ZK0101钻孔井底温度75.6℃（井深2686m），ZK0301钻孔井底温度77.1℃（井深2657m）国内部分省市已经通过改进热交换设备，完善地热利用方式等，实现了对井深2000m、地温70℃左右的无水热系统地热资源的利用，单井供暖（冷）面积可达10000m2以上，温度利用范围达40℃以上，效果显著，已经实现了产业化此外还有通过施工对井的方式实现了回灌后开采地热，目前主要是石油部门在河北、山东、广东等地进行产业化建设此外天津、北京、山东等也在积极开展回灌采热的体系建设，形成了较为成熟的地热资源的利用技术重庆市在地热水勘查中，存在未达到目的的地热井，此类地热井的勘查投入成本较高，未能有效的获取此类地热井的水热型地热资源，采取有效的实验方法，看是否能获取干热岩型地热资源，达到废井利用的目的，进而推广到开发分布式开发深部地热资源的目的。

在选择深层采热试验井的时候，兼顾井位的地理位置和交通位置，尽量做到试验井的利用综合考虑地热条件、区位优势、交通条件等因素，可以利用忠县石子乡地热勘探井和长冲地热勘探井进行测试和试验为了对目标勘探井热储层位的进一步研究，井内流体分布状态，井内岩性、井斜、深部地温等资料，要对选定的试验井进行物理测量，可采用电测车测井，探测内容有视电阻率、自然伽玛、井温、井斜、井中三测向等内容取得测井曲线后，和井场岩屑编录的资料以及钻井过程中观测的涌、漏水记录、钻井中的其他记录相结合进行综合分析确定含水层情况，井底温度以及井壁完整性稳定性等5 结语重庆市具有较长的地热水开发历史，对地热水资源的综合开发利用有具有较成熟的经验而深层采热井是一种新型地热利用方式，其主要特点是“采热不采水”之前国内研究较多的是采集干热岩型地热资源（温度多大于90℃），由于采热技术和热转换技术的不断提高，对岩土体温度的要求降低到60℃，对中低温岩土体热能的获取具有了现实意义重庆市在地热水勘查过程中，存在少量未达到目的的地热水井（未能实现获取一定温度一定水量地热水的目的），由于此类地热井有热无水，可以作为深层采热井的天然试验井，充分利用该类地热水井的剩余价值。

通过必要的热学试验，尝试重庆地区深层地热资源利用的可行性与操作性同时需要加强在重庆市的大地热流值、地温梯度、岩石生热率和深层压裂技术、换热技术、开发利用技术的研究参考文献[1]王晓星,吴能友等，增强型地热系统开发技术研究进展［Ｊ］.地球物理学进展. 2012，27.[2]张聚斌,邢晓森,李振雄,关于开发利用中深层地热取热不取水技术的思考［Ｊ］.工程地球物理学报. 2021,18.[3]魏永祥、胡登海等，中深层无干扰地热能量交换装置优化研究［Ｊ］.建筑机械化. 2021,42.[4]李小等、张鹏伟等，延安市中深层地热能开发利用潜力评价［Ｊ］.新疆有色金属. 2021,44.  -全文完-。