一种新型地热井改造方法与流程

1.本发明属于地热开采技术领域，具体是一种新型地热井改造方法。


背景技术：

2.对于中深层中低温水型地热资源，我国现有的地热开采方式是通过抽取地下热水，通过热交换的方式将热水的热能交换出来，以达到取热的目的。地热供暖尾水的大量排放不但造成了资源浪费并导致热储压力不断下降、抽水耗能不断增加，地热尾水对周边造成水土污染；同时，加剧了地面沉降、地裂缝等地质灾害。如果进行尾水回灌，由于砂岩热储地质条件的复杂性、储层压力巨大，造成了尾水回灌难度大，热储层易发生堵塞而使回灌量衰减迅速，尾水回灌成本高；同时，尾水回灌还有可能造成储层污染，进而污染整合深层地下水系统，形成生态灾难。
3.对于中深层中低温水型地热资源普遍埋深在2000米以下，钻井成本较高，同时由于现有“取热不取水”技术存在热功效低，仅为传统地热取热技术热功效的十分之一，造成“取热不取水”难以推广。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种新型地热井改造方法。
5.为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
6.一种新型地热井改造方法，包括以下步骤：
7.洗井，将地热井内的泥沙洗出，疏通热储层，增加热储层的渗透率；
8.利用固井材料封堵地层，阻断热储层流体与井筒内流体之间的物质交换，二者之间通过井筒进行热量交换。
9.下入中心管至井底，在中心管和产层套管形成的环形空间放置测温光纤，监测100米至井底各深度的温度，根据井底温度的变化调节抽采流量,使回水温度高于0℃；
10.表层套管形成的环形空间放入地埋管。
11.优选的，所述中心管为抽水口抽取井筒内的流体，抽取至换热站，由换热站输送到客户，经过热交换水温降低，回水由井筒与中心管之间的空隙注回井筒之中。
12.优选的，供热交换器管网将热量换给用户管网，热水流经集水器，根据取暖需求，分区泵送至各采暖单位，回水流经过滤器除锈、除垢，再次进入梯级供热交换器管网取热，循环往复。
13.优选的，当供暖高峰来临时，启用地埋管地源热泵换热系统，作为补充热源；
14.在夏季高温暑热时期，启用地埋管地源热泵换热系统，作为补充冷源。
15.优选的，所述固井材料，采用g级水泥，加入7.5％石墨、3％铁粉以及减水剂、消泡剂，按水固比值0.44进行砂浆配制；其中，固井材料导热系数为1.8838w/(m
·
k)，流动度24cm，48h抗压强度为14.78mpa。
16.优选的，所述回水温度过低时减少抽采流量；回水温度≤0℃，换热系统工作机组
停机；抽采流量调节范围为0～30m3/h，一般回水温度为5℃～10℃，
17.优选的，所述地埋管、中心管均为pec保温管，pec保温管技术参数：导热系数＜0.18w/(m
·
k),拉伸屈服强度＞90mpa，适用温度-20℃～120℃，密度1.22
×
103kg/m3。内径≥90cm，壁厚≥10cm。
18.一种新型地热井改造方法，包括以下步骤：
19.洗井，将地热井内的泥沙洗出，疏通热储层，增加热储层的渗透率。
20.在原地热井中下入深浅两组u型管，深部u型管下至地热储层底部，为金属u型管，浅部u型地埋管下至表层套管底，为pec保温管；
21.自井口下入测量水位装置及测温光纤，实时监测地热井深部水温水位；
22.由抽水口将管内流体抽取到换热站，由换热站输送到客户，经过热交换水温降低，回水由回水口注回u型管之中。
23.优选的，供热交换器管网将热量换给用户管网，热水流经集水器，根据取暖需求，分区泵送至各采暖单位，回水流经过滤器除锈、除垢，再次进入梯级供热交换器管网取热，循环往复，由自来水管线提供循环用水。
24.优选的，所述u型管的直径大于90mm；金属u型管采用铝合金管；根据井底温度进行流量控制。
25.综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
26.本发明公开了二次固井地热井改造方法，通过二次固井、下中心管技术手段对废弃地热井进行技术改造，解决废弃地热井废弃以及因环保问题传统抽取地下热水地热井废弃问题，达到变废为宝的目的，实现地热资源的清洁高效利用，延长地热井的服务年限，提高其经济效益；
27.本发明还公开了u型管地热井改造方法，通过直接下金属u型管等技术手段对废弃地热井进行技术改造，解决废弃地热井废弃以及因环保问题传统抽取地下热水地热井废弃问题，达到变废为宝的目的，实现地热资源的清洁高效利用，延长地热井的服务年限，提高其经济效益。
附图说明
28.图1是本发明中二次固井地热井改造方法流程图图；
29.图2是本发明中u型管地热井改造方法流程图。
具体实施方式
30.以下结合附图1-2，进一步说明本发明一种新型地热井改造方法的具体实施方式。本发明一种新型地热井改造方法不限于以下实施例的描述。
31.实施例1：
32.本实施例给出一种新型地热井改造方法的具体实施方式，如图1所示，包括以下步骤：
33.洗井，将地热井内的泥沙洗出，疏通热储层，增加热储层的渗透率；
34.利用固井材料封堵地层，阻断热储层流体与井筒内流体之间的物质交换，二者之间通过井筒进行热量交换。
35.下入中心管至井底，在中心管和产层套管形成的环形空间放置测温光纤，监测100米至井底各深度的温度，根据井底温度的变化调节抽采流量,使回水温度高于0℃；
36.表层套管形成的环形空间放入地埋管。
37.进一步的，中心管为抽水口抽取井筒内的流体，抽取至换热站，由换热站输送到客户，经过热交换水温降低，回水由井筒与中心管之间的空隙注回井筒之中。
38.进一步的，供热交换器管网将热量换给用户管网，热水流经集水器，根据取暖需求，分区泵送至各采暖单位，回水流经过滤器除锈、除垢，再次进入梯级供热交换器管网取热，循环往复。
39.进一步的，当供暖高峰来临时，启用地埋管地源热泵换热系统，作为补充热源；
40.在夏季高温暑热时期，启用地埋管地源热泵换热系统，作为补充冷源。
41.进一步的，固井材料，采用g级水泥，加入7.5％石墨、3％铁粉以及减水剂、消泡剂，按水固比值0.44进行砂浆配制；其中，固井材料导热系数为1.8838w/(m
·
k)，流动度24cm，48h抗压强度为14.78mpa。
42.进一步的，回水温度过低时减少抽采流量；回水温度≤0℃，换热系统工作机组停机；抽采流量调节范围为0～30m3/h，一般回水温度为5℃～10℃，
43.进一步的，地埋管、中心管均为pec保温管，pec保温管技术参数：导热系数＜0.18w/(m
·
k),拉伸屈服强度＞90mpa，适用温度-20℃～120℃，密度1.22
×
103kg/m3。内径≥90cm，壁厚≥10cm。
44.通过采用上述技术手段：
45.一种二次固井地热井改造方法，通过洗井，将地热井内的泥沙洗出，保持井底干净，同时疏通热储层，增加热储层的渗透率；通过修井，将地热井储热层段用水泥进行封堵，阻断热储层与井筒之间的联系，使井筒成为一个封闭空间，热储通过井筒热传导将热能传导给井筒的流体，将流体加流，通过中心管抽取井底的热水至地面，进入换热站，由换热站输送到客户，经过热交换水温降低，回水由井筒与中心管之间的注回井筒之中，通过二次固井、下中心管技术手段对废弃地热井进行技术改造，解决废弃地热井废弃以及因环保问题传统抽取地下热水地热井废弃问题，达到变废为宝的目的，实现地热资源的清洁高效利用，延长地热井的服务年限，提高其经济效益。
46.实施例2：
47.本实施例给出一种新型地热井改造方法的具体实施方式，如图2所示，包括以下步骤：
48.洗井，将地热井内的泥沙洗出，疏通热储层，增加热储层的渗透率。
49.在原地热井中下入深浅两组u型管，深部u型管下至地热储层底部，为金属u型管，浅部u型地埋管下至表层套管底，为pec保温管；
50.自井口下入测量水位装置及测温光纤，实时监测地热井深部水温水位；
51.由抽水口将管内流体抽取到换热站，由换热站输送到客户，经过热交换水温降低，回水由回水口注回u型管之中。
52.进一步的，供热交换器管网将热量换给用户管网，热水流经集水器，根据取暖需求，分区泵送至各采暖单位，回水流经过滤器除锈、除垢，再次进入梯级供热交换器管网取热，循环往复，由自来水管线提供循环用水。
53.进一步的，u型管的直径大于90mm；金属u型管采用铝合金管；根据井底温度进行流量控制。
54.通过采用上述技术手段：
55.一种u型管地热井改造方法，通过洗井，将地热井内的泥沙洗出，保持井底干净，同时疏通热储层，增加热储层的渗透率；不进行修井过程，在地热井内下封闭的金属u型管，金属u型管同样与热储流体没有物质交换。有u型管要尽量下到热储层的底部，通过u型管与热储层体之间的热传导，加热金属u型管的流体，管内流体由金属u型管的一端抽取到换热站，由换热站输送到客户，经过热交换水温降低，回水由u型管的另一端注回u型管之中，通过直接下金属u型管等技术手段对废弃地热井进行技术改造，解决废弃地热井废弃以及因环保问题传统抽取地下热水地热井废弃问题，达到变废为宝的目的，实现地热资源的清洁高效利用，延长地热井的服务年限，提高其经济效益。
56.以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。