地热井钻井工程设计规范

彭新明、张海雄、赵丰年等。2100433B

中国石化集团新星石油有限责任公司。

地热井兴热9井

2010年3月12日，在大兴区凤河营村的一处勘探工地上，欢呼声四起。原来施工人员成功打出一口地热井，从井口冒出的地热水，经过测量温度达到103℃，打破了北京地热出水温度的纪录，成为北京首个中温地热井。负责该井施工的派力工程有限公司副总经理叶宏宇介绍说，这口地热井编号为“兴热－9#”，井深达到3623米，日出水量逾1500立方米，日自流水量近 800立方米。这是北京地区少有的自流地热井，地热水喷出地面，高度可达52米。地热开采成本比较大，需要打几千米，才可找到能够利用的地热，每口地热井的成本，至少都在上千万元人民币。从上个世纪70年代初，北京先后开发了良乡、天竺热田，发现具备开发利用条件的地热田有10个。

根据前期可行性论证成果表明，凤河营地热田高温核心区域的地热资源，可满足当地550余万平方米建筑物的供暖需求，与大型燃煤锅炉供暖相比，年可节约费用 6000余万元，减少耗煤量8.5万吨，减少灰尘量0.2万吨，减少废渣量1万吨。

地热井地热资源

有资料显示，地热资源受到世界各国的重视。国际能源专家普遍认为，预计到2100年，地热利用将在世界能源总值中占30%～80%。欧美等国都将地热列为优先开发利用的替代型能源，冰岛85%的住宅都利用地热供暖，美国的地热装机和地热发电量在世界上独占鳌头。对中国而言最为迫切的，是要把地热作为一种替代能源利用。过去人们认为，25℃以下不叫温泉，没有利用价值。人们发现通过热泵技术，北京浅层的5℃～6℃的地下水都可以利用。

和燃煤、石油等能源相比，地热不仅清洁，而且能反复利用，属于可再生资源。深层地下水有其自身的循环系统，一部分热水被抽上来之后，会从远方不断地得到补给，从这个意义上说，地热资源是取之不尽、用之不竭的。但是由于近几年来各地超采地热严重，造成一些地区地质沉降。郑克棪强调，在利用好地热水的同时，必须进行回灌，用过的热水经处理后，重新注回到含水层中，可提高再生的性能，这样才可使含水层不枯竭。国际上普遍采用这种方法，例如，巴黎大量开采地热供暖，但由于100%的回灌，水位并没有下降。近几年来中国一些地热利用规模较大的城市，已经制定了回灌率标准，天津市要求新建地热工程达到100%回灌，北京也作出相同的规定。当地首先要做好自己的发展规划，是准备发展旅游度假，还是发展房地产开发，亦或重点发展农业、养殖业，然后根据发展规划，制定出对地热资源的利用方案。 2100433B

地热井的井口装置主要有三种：多功能井口装置、井口隔氧装置和井口除砂装置。

（1）多功能井口装置。地热井口装置是地热井开发中最基本的井口设备，是维持地热井生产正常运行，进行热水动态监测，防止由于井管伸缩及地面下降而引起的事故，减少热水的腐蚀作用等所必需的。随着地热利用的逐步发展．地热井的井口装置逐步规范化。在我国天津地热开发中较普遍采用的多功能井口装置就是其中之一。

（2）井口隔氧装置。为防止地热水在井口与空气接触，减少地热水中氧气与氯离子联合作用对输水设备的腐蚀危害，在一些有腐蚀作用的地热井的装置中，安装隔氧设备，其中较为常用的一种方法是氮气保护法。

（3）井口除沙装置。有的地热井，由于地质及施工方面的因素，水中的含沙量超过国家规定的工业用水含沙量标准(含沙量应低于1/200万)，影响热水的正常使用。若含沙量高的地热水用于供暖．会造成管路系统堵塞，因此对于含沙量超过标准的地热井．应采取除沙措施。国内设计的旋流式除沙器，是一种较为理想的地热利用系统中的除沙设备。该设备一般安装在热水井口的出水管上。

地热井深3500米左右的地热能或水温大于30℃的温泉水来进行发电的方法和装置(也可以用于工业余热发电)。

开采地表以下热资源(主要为天然蒸气、热水和热卤水等)的钻探井称为地热井。所谓地热，就是能够经济地为人类所利用的地球内部的热资源。矿井向深部掘进时，总是越来越热。钻孔越深，底部的温度也越高。陆地上的平均地热梯度约25℃/千米。大地热流现象主要受地壳和上地幔中50～100千米范围内热活动的控制。根据地震资料可知，整个地幔是个固体，因此，在地幔范围内的温度上限低于物质的熔点，但在地下700千米深处接近熔点，外核物质处于流体状态，它的温度高于物质的熔点。内核的温度，一般超过地幔温度400～500℃。地心的温度不低于2000℃，但也不超过10000℃。关于地球内部温度推算的结果是：100千米上地幔顶部局部熔融处1100～1200℃；400千米处1500℃；700千米上、下地幔界面处1900℃；2900千米地幔与地核分界面3700℃；5100千米内、外地核分界面4300℃；6371千米地心4500℃。

市场预测：按国家政策法律、绿色电力，全额由国家电网收购，收购价格按我国现行电价及绿色电力优惠政策预计0.7元/度电(太阳能电价大于1元/度电)。