張吉昌 趙艷 范顯利 林中闊 杜文拓 吳榮碧 孫安培
(1.遼河油田環(huán)境工程公司;2.遼河油田勘探開(kāi)發(fā)研究院)
遼河油田開(kāi)發(fā)利用地?zé)豳Y源起步早,起點(diǎn)高,經(jīng)過(guò)近20 a 持續(xù)試驗(yàn)、研究與應(yīng)用實(shí)踐,在“找熱、取熱、儲(chǔ)熱、用熱、換熱”方面,形成多項(xiàng)地?zé)崂眉夹g(shù)、興建多項(xiàng)地?zé)崾痉豆こ?,具有良好的社?huì)與經(jīng)濟(jì)效益,在地?zé)豳Y源勘察評(píng)價(jià)與綜合開(kāi)發(fā)利用方面走出一條成熟可行之路。地?zé)衢_(kāi)發(fā)利用先后經(jīng)歷三個(gè)階段:2005—2011 年,完成遼河油區(qū)地?zé)豳Y源勘查、技術(shù)儲(chǔ)備、嘗試?yán)秒A段;2012—2015 年,為持續(xù)研究、承攬項(xiàng)目,技術(shù)升級(jí)階段;2016 年至今,為技術(shù)應(yīng)用、成果轉(zhuǎn)化、深入研究階段。
遼河坳陷地?zé)豳Y源普查與開(kāi)發(fā)早在上個(gè)世紀(jì)80年代就引起了一些專(zhuān)家的關(guān)注,油田經(jīng)歷了幾十年開(kāi)發(fā),主體區(qū)開(kāi)發(fā)進(jìn)入中后期,油區(qū)邊部的地?zé)衢_(kāi)發(fā)利用與結(jié)合部滾動(dòng)產(chǎn)能部署并行推進(jìn)是未來(lái)發(fā)展方向。地?zé)豳Y源普查及目標(biāo)區(qū)精細(xì)熱儲(chǔ)描述研究應(yīng)有利依托油田已有成果,因地制宜,創(chuàng)新形成地?zé)豳Y源普查、熱儲(chǔ)精細(xì)描述、地?zé)峁こ淘O(shè)計(jì)等為中心的一體化解決方案。
遼河坳陷莫霍面埋深30 km,位于區(qū)域幔隆區(qū),地殼厚度薄[1],東部坳陷及大民屯坳陷大部位于低值區(qū),為地幔熱源向上傳遞提供了良好條件。遼河坳陷基底花崗巖中所含放射性元素U、Th 等衰變而產(chǎn)生的放射性熱能具有長(zhǎng)久的持續(xù)性[2],加之其良好的導(dǎo)熱性,總體對(duì)高溫地溫場(chǎng)的形成和穩(wěn)定起著主導(dǎo)作用。
區(qū)域?qū)俨澈沉压认档囊徊糠諿3],遼河裂谷盆地構(gòu)造復(fù)雜,區(qū)域北東走向斷裂帶是區(qū)內(nèi)熱儲(chǔ)發(fā)育的主要熱力通道,包括佟二堡營(yíng)口斷裂帶、臺(tái)安大洼斷裂帶、大民屯沈北斷層、大民屯坳陷東界斷層及二界溝斷層等[4]。這些深入基巖的大斷裂為深部地?zé)嵯蛏蟼鲗?dǎo)提供了良好的通道,熱熔物質(zhì)在斷裂生成期上涌至盆地內(nèi)部,成為綜合諸因素的地溫梯度異常高值區(qū)。
主體研究方法:井震結(jié)合水層頂蓋構(gòu)造解釋技術(shù)、巖心刻度測(cè)井熱儲(chǔ)層精細(xì)刻畫(huà)技術(shù)、相控三維地質(zhì)建模技術(shù)。
配套專(zhuān)項(xiàng)技術(shù):斷層封閉性研究技術(shù)、熱儲(chǔ)層反演預(yù)測(cè)技術(shù)、熱儲(chǔ)數(shù)值模擬技術(shù)[5]。
在地?zé)豳Y源分布主控因素分析基礎(chǔ)上,以區(qū)域3 000 多口探井為基礎(chǔ),采用序貫指示及克里金多種方法,對(duì)單層厚度大于5 m 水層進(jìn)行大尺度熱儲(chǔ)三維地質(zhì)建模。資料方面,首次在地?zé)犷I(lǐng)域應(yīng)用區(qū)域豐富的鉆錄測(cè)數(shù)據(jù),以多源數(shù)據(jù)融合為基礎(chǔ),通過(guò)多人并行建模,實(shí)現(xiàn)“億”節(jié)點(diǎn)三維地質(zhì)建模。具體方法:在整體構(gòu)造建模的基礎(chǔ)上進(jìn)行網(wǎng)格化,考慮工區(qū)范圍及砂體分布特征,橫向上采用200×200×2.5 m 網(wǎng)格,網(wǎng)格數(shù)共3.24 億個(gè)。
由于完鉆的老井或參與建模井并不是在熱儲(chǔ)最有利的位置,這是由完鉆井的屬性決定,這些完鉆井是油田勘探開(kāi)發(fā)幾十年圍繞油氣進(jìn)行部署的,因此在區(qū)域新建依托地?zé)豳Y源分布主控因素分析基礎(chǔ)上300 余口虛擬井進(jìn)行約束,模擬方案采用隨機(jī)模擬中的序貫高斯模擬法,首次建立遼河坳陷熱儲(chǔ)層三維地質(zhì)模型。
遼河坳陷4 000 m 以淺“熱儲(chǔ)建模法”資源詳查總量8 800×108m3,折合標(biāo)煤340×108t。
在油區(qū)地?zé)豳Y源評(píng)價(jià)基礎(chǔ)上,從生活和工業(yè)方面,開(kāi)展地?zé)豳Y源開(kāi)發(fā)利用,經(jīng)過(guò)近20 a 努力,逐步形成具有油區(qū)特色地?zé)峋C合開(kāi)發(fā)利用技術(shù),并興建多項(xiàng)地?zé)崂檬痉豆こ獭?/p>
3.1.1 中深層地?zé)徙@完井技術(shù)及工程應(yīng)用
油區(qū)地?zé)豳Y源主要埋藏在古近系東營(yíng)組、沙河街組,熱儲(chǔ)分布范圍廣泛、熱儲(chǔ)單層厚度薄、不連續(xù)、構(gòu)造復(fù)雜、熱儲(chǔ)物性差、地?zé)崴V化度高、含氣等特點(diǎn)。這樣的地質(zhì)特點(diǎn),給地?zé)衢_(kāi)發(fā)利用過(guò)程的鉆井、完井、采灌、長(zhǎng)輸?shù)葞?lái)很多問(wèn)題。常規(guī)的中深層地?zé)衢_(kāi)發(fā)利用技術(shù)已不能滿足油田特殊的地?zé)岬刭|(zhì)條件。經(jīng)過(guò)與地質(zhì)、錄井、測(cè)井、鉆井等多專(zhuān)業(yè)開(kāi)展聯(lián)合攻關(guān),在井身結(jié)構(gòu)、防砂、洗井、增產(chǎn)、氣水分離、采灌水、地?zé)崴亻L(zhǎng)輸?shù)确矫嫒〉昧硕囗?xiàng)突破。形成多項(xiàng)國(guó)家專(zhuān)利技術(shù),如一種導(dǎo)入式地?zé)峋坠芊蛛x器、潛水泵井下氣水分離裝置、一種地?zé)峋坠茏馄?、電纜傳送可鉆式水源井堵漏方法。隨著中深層地?zé)峋@完井技術(shù)逐步成熟,近年來(lái)完成了多項(xiàng)地?zé)崂霉こ獭?/p>
2006 年7 月首次鉆成第一口中深層地?zé)峋蛩?01 井。設(shè)計(jì)井深2 480 m,構(gòu)造位置位于遼河盆地大民屯凹陷靜安堡構(gòu)造帶安89 西塊,開(kāi)采地?zé)醿?chǔ)層為古近系沙河街組沙三段熱儲(chǔ)層,該井自2006 年7 月4 日開(kāi)鉆,8 月2 日完井,完鉆井深2 480 m,套管下深2 477.34 m,單井開(kāi)采量為1 500 m3/d,井口溫度65 ℃,地?zé)峋本途斫Y(jié)構(gòu)示意圖見(jiàn)圖1。驗(yàn)證了油田礦區(qū)前期地?zé)豳Y源勘察、評(píng)價(jià)成果。
圖1 地?zé)峋本途斫Y(jié)構(gòu)示意圖Fig.1 Schematic diagram of the vertical wellbore structure for geothermal wells
同年8 月完成第2 口地?zé)峋?006 年10 月沈采地?zé)崂檬痉豆こ陶酵度胧褂茫〈嗽济哄仩t向礦區(qū)油田職工供生活熱水。作為遼河油田首例中深層地?zé)峋C合利用工程,每年實(shí)現(xiàn)外輸水量80×104m3,經(jīng)過(guò)15 a 的使用,水量保持穩(wěn)定。年節(jié)約燃煤約1×104t,使沈采礦區(qū)制熱水的噸水成本由原來(lái)的30 元降為6.4 元,年減少CO2排放1.82×104t。
2011 年遼河油田又成功部署1 口地?zé)岫ㄏ蚓?-01 井,該井位于遼河坳陷東部凹陷茨榆坨中段茨16 東斷塊高部位,設(shè)計(jì)井深(垂深)2 350 m,靶心位移339 m,取水層位為古近系沙河街組三段、一段地?zé)醿?chǔ)層。2011 年10 月6 日開(kāi)鉆,11 月15 日完井,經(jīng)過(guò)產(chǎn)能測(cè)試,測(cè)得該井最大涌水量為62 m3/d,地?zé)峋ㄏ蚓途斫Y(jié)構(gòu)示意圖見(jiàn)圖2。
多年以來(lái),遼河油田公司累計(jì)設(shè)計(jì)完成了錦州市華帝城地?zé)犴?xiàng)目、新民市美國(guó)郡地?zé)崂霉こ痰仁畮讉€(gè)地?zé)衢_(kāi)發(fā)利用項(xiàng)目,先后部署設(shè)計(jì)了100 多口地?zé)峋O(shè)計(jì)合格率達(dá)100%。拉開(kāi)了遼河油田及周邊地區(qū)的中深層地?zé)豳Y源大規(guī)模開(kāi)發(fā)利用的序幕,有力帶動(dòng)了周邊地區(qū)房地產(chǎn)、溫泉旅游業(yè)、地?zé)峁┡l(fā)展,經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益十分顯著。
3.1.2 高效熱泵利用技術(shù)及工程應(yīng)用
在開(kāi)發(fā)利用礦區(qū)內(nèi)低溫地?zé)豳Y源方面,從2008年起,遼河油田公司先后開(kāi)展了水源熱泵、地源熱泵、燃?xì)鉄岜玫纳a(chǎn)運(yùn)行試驗(yàn)與生產(chǎn)實(shí)踐活動(dòng),通過(guò)優(yōu)化水源熱泵高效運(yùn)行工藝流程,即以螺桿壓縮式熱泵與磁懸浮熱泵串聯(lián)逆流(蒸發(fā)器水路串聯(lián)、冷凝器水路串聯(lián)、蒸發(fā)器的水流向、與冷凝器相反)方式,有效提升了熱泵的運(yùn)行效率,大大提高了熱泵能效比。多年來(lái)在高效熱泵利用方面積累了諸多經(jīng)驗(yàn)與技術(shù)[6]。
2012 年,遼河油田公司建設(shè)實(shí)施了首例水源熱泵原油集輸伴熱工程-小龍灣輸油泵站熱泵利用工程[7]。共部署鉆探水源井4 口,利用水源熱泵制出80℃循環(huán)熱水,通過(guò)殼管換熱器實(shí)現(xiàn)小龍灣輸油泵站的進(jìn)出站原油加熱、大罐保溫及建筑物供暖,尾水全部實(shí)現(xiàn)同層回灌。年可節(jié)約天然氣145×104m3、減少CO2排放4 885 t。
2013 年,遼河油田公司開(kāi)展了地源熱泵在油田原油集輸伴熱工業(yè)化利用先導(dǎo)性試驗(yàn),對(duì)興隆臺(tái)油田興35 站原油集輸伴熱系統(tǒng)進(jìn)行了改造,以地源熱泵伴熱系統(tǒng)取代原站內(nèi)的水套爐加熱系統(tǒng),共鉆探孔深100 m 的“單U”換熱井30 口,經(jīng)過(guò)近3 個(gè)月的試驗(yàn)運(yùn)行,系統(tǒng)運(yùn)行良好,可以將原油由32 ℃加熱到42 ℃(最高可到達(dá)52 ℃)完全滿足實(shí)際生產(chǎn)需求[8]。年可以節(jié)約天然氣22.8×104m3,相當(dāng)于節(jié)約標(biāo)煤296.4 t,減少CO2排放587 t。
3.1.3 砂巖同層回灌技術(shù)及工程應(yīng)用
為解決砂巖型熱儲(chǔ)回灌難的問(wèn)題,從2008 年以來(lái),遼河油田公司先后持續(xù)對(duì)油區(qū)內(nèi)第四系、新近系、古近系的砂巖型熱儲(chǔ)層,開(kāi)展了長(zhǎng)期的采灌試驗(yàn),并完成多項(xiàng)砂巖型熱儲(chǔ)的開(kāi)采/回灌的生產(chǎn)實(shí)踐。經(jīng)過(guò)近20 a 的努力,針對(duì)不同地區(qū)不同地?zé)醿?chǔ)層特點(diǎn),通過(guò)制定不同回灌、回?fù)P制度,地?zé)峋S護(hù)保養(yǎng)制度等,實(shí)現(xiàn)了地?zé)嵛菜?00%同層回灌。通過(guò)多年回灌試驗(yàn)及生產(chǎn)實(shí)踐,在砂巖地?zé)嵛菜毓?、回?fù)P方式、地?zé)峋舛?、地?zé)峋逑?、提高地?zé)峋晒嘈实确矫娣e累了豐富的技術(shù)經(jīng)驗(yàn),其中水源井“對(duì)井”邊開(kāi)采邊回注方法及其所采用的開(kāi)采回注系統(tǒng),獲得了國(guó)家專(zhuān)利。
2008 年,遼河油田的潤(rùn)誠(chéng)苑小區(qū)地?zé)峁┡こ掏度胧褂?。這是遼河油田首例地?zé)峁┡裼霉こ?,共新建地?zé)峋? 口,井深1 000~1 100 m,主要開(kāi)發(fā)新近系館陶組熱儲(chǔ)。采用3 采3 灌方式,結(jié)合高溫?zé)岜眉夹g(shù),實(shí)現(xiàn)小區(qū)17×104m2住宅供暖需求。在供熱周期內(nèi),該工程通過(guò)優(yōu)化地?zé)峋_(kāi)采/回灌工藝,控制地?zé)峄毓鄰?qiáng)度和回灌量等,最終實(shí)現(xiàn)了新近系熱儲(chǔ)的1∶1 同層自然回灌。經(jīng)過(guò)連續(xù)6 a 的供暖運(yùn)行,系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定。年節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤0.6×104t,減少CO2排放1.6×104t。
3.2.1 廢棄油氣井改造地?zé)峋夹g(shù)及工程應(yīng)用
油田開(kāi)發(fā)至中、后期,形成大量廢棄油氣井,這部分油氣井雖然不再具備油氣生產(chǎn)條件,但卻可以用來(lái)實(shí)現(xiàn)地?zé)豳Y源開(kāi)發(fā)利用。熱儲(chǔ)層成巖程度相對(duì)較好、井下情況相對(duì)簡(jiǎn)單、井口離用熱點(diǎn)近的廢棄油氣井都可以改造成地?zé)峋甗9]。改造后的地?zé)峋_(kāi)采量、回灌量與新建地?zé)峋嘟?,可以?jié)約建井費(fèi)用,因而具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益,是油田區(qū)開(kāi)展地?zé)崮荛_(kāi)發(fā)利用的主要方式。通過(guò)對(duì)油氣開(kāi)發(fā)過(guò)程中成熟的井下作業(yè)技術(shù)集成創(chuàng)新,便形成了廢棄油氣井改造地?zé)峋夹g(shù)。同時(shí)自主研發(fā)了多項(xiàng)技術(shù),如定點(diǎn)取換套技術(shù),星孔燒結(jié)篩管制作技術(shù),高揚(yáng)程潛熱水泵技術(shù)等。大慶油田、華北油田等單位都先后進(jìn)行了廢棄油水井改造地?zé)峋膰L試試驗(yàn),均取得了很好的利用效果。
2016 年遼河油田公司首次利用廢棄油井黃06-6 井、黃6-5C、黃04-4 改造為地?zé)峋_(kāi)采熱儲(chǔ)層為古近系東營(yíng)組,通過(guò)射孔、定點(diǎn)取換套、抽汲等方式,單井最大開(kāi)采量達(dá)到45~50 m3/h,溫度為41 ℃左右,結(jié)合熱泵技術(shù)實(shí)現(xiàn)興一礦3.5×104m2辦公樓供暖,取締了原燃煤鍋爐。通過(guò)經(jīng)濟(jì)性分析,與新建地?zé)峋畬?duì)比,改造后地?zé)釂尉克拷咏陆ǖ責(zé)峋?,但成井費(fèi)用要比新建地?zé)峋图s200 萬(wàn)元左右。廢棄油井改造地?zé)峋疽鈭D見(jiàn)圖3。
圖3 廢棄油井改造地?zé)峋疽鈭DFig.3 Schematic diagram of transforming abandoned oil wells into geothermal wells
2020 年,遼河油田公司實(shí)施了中石油重點(diǎn)工程-歡三聯(lián)地?zé)崂檬痉豆こ?,利用廢棄油井改造技術(shù)把14 口廢棄油井改造成地?zé)峋?,結(jié)合2 口新建地?zé)峋? 口地?zé)峋?0 ℃)為熱源,利用燃?xì)鉄岜眉夹g(shù)和換熱器替代原水套加熱爐為聯(lián)合站原油脫水、原油外輸、軟化水加熱、站內(nèi)采暖,歡三聯(lián)工藝流程見(jiàn)圖4??蓪?shí)現(xiàn)年節(jié)省天然氣931.5×104m3,減少CO2排放1.88×104t。
圖4 歡三聯(lián)工藝流程Fig.4 Flow of Huansanlian process
3.2.2 油田采出水余熱能換熱技術(shù)及工程
在石油開(kāi)采過(guò)程中,將各油層采出液經(jīng)原油脫水工藝處理后的脫出水被稱為油田采出水。油田采出水主要來(lái)源于原油脫水站、聯(lián)合站內(nèi)原油儲(chǔ)罐的罐底水及含鹽原油洗鹽后的油田采出水;油層中原有的地層水、對(duì)注水井進(jìn)行洗井作業(yè)的洗井水;鉆井油田采出水、井下作業(yè)油田采出水、油區(qū)站場(chǎng)周邊工業(yè)廢水等。在石油的生成、運(yùn)移和儲(chǔ)集過(guò)程中,石油的主要伴生物是水。隨著開(kāi)發(fā)時(shí)間的延長(zhǎng),采出的原油含水量就會(huì)不斷升高[10]。原油開(kāi)采過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的油田采出水,特別是對(duì)于遼河油田等在進(jìn)入油氣開(kāi)采末期的油田,油田采出水產(chǎn)出量一般會(huì)占到總液量的90%以上。據(jù)計(jì)算,每年可產(chǎn)生熱能相當(dāng)于17.5×104tce 的發(fā)熱量,這些熱能完全可利用熱泵技術(shù)提取油田采出水熱量,解決聯(lián)合站原油處理的供熱問(wèn)題,前景十分廣闊。
2015 年,遼河油田在油田工業(yè)生產(chǎn)中開(kāi)展了吸收式熱泵技術(shù)應(yīng)用生產(chǎn)性試驗(yàn),曙五聯(lián)示范工程工藝流程見(jiàn)圖5。在曙光油田曙五聯(lián)合站利用站內(nèi)高溫油田采出水等工業(yè)余熱作為熱源,通過(guò)燃?xì)鉄岜眉夹g(shù)替代原系統(tǒng)的燃?xì)饧訜釥t工藝,可以將進(jìn)站原油由60 ℃加熱到90 ℃以上。試驗(yàn)表明,該套生產(chǎn)工藝完全滿足原油脫水和外輸?shù)臏囟纫?。而采用燃?xì)鉄岜锰娲鷤鹘y(tǒng)燃?xì)饧訜釥t輸送原油方式,可使輸送單耗由7.92 元降為6.5 元,輸油成本降低18%。通過(guò)此次試驗(yàn),最終形成了一套適合原油集輸伴熱的燃?xì)鉄岜脩?yīng)用技術(shù)。為油田生產(chǎn)余熱能利用提供了有效手段。
圖5 曙五聯(lián)示范工程工藝流程Fig.5 Flow of Shuwulian demonstration project process
3.2.3 地?zé)崮軗Q熱技術(shù)及工程
地下200 m 以內(nèi)的地?zé)崮芡ǔ7Q為淺層地?zé)崮?,淺層地?zé)崮苡捎诰哂蟹植紡V泛、儲(chǔ)量巨大、持續(xù)穩(wěn)定、清潔環(huán)保,倍受人們的青睞,結(jié)合水源熱泵、地源熱泵技術(shù),人們利用淺層地?zé)崮芄┡c制冷,實(shí)現(xiàn)“取熱制冷不取水”,是我國(guó)利用最為廣泛的地?zé)崮堋?012 年以來(lái),遼河油田首次進(jìn)行了嘗試,并積累了許多經(jīng)驗(yàn)與技術(shù)。然而受地埋管占地面積大、易形成冷/熱堆積等因素限制,應(yīng)用受到限制。及時(shí)針對(duì)中深層地?zé)崮軗Q熱進(jìn)行了探索,利用廢棄油井改造換熱井,進(jìn)行了試驗(yàn)性研究。從地?zé)峋脑?、工藝設(shè)計(jì)、現(xiàn)場(chǎng)施工進(jìn)行了探討,并對(duì)不同工況進(jìn)行測(cè)試,如進(jìn)出口溫度之間關(guān)系,循環(huán)水與換熱量之間關(guān)系,確定了最大換熱量。
2012 年,興35 站熱泵供熱改造工程投入使用。工程采用地埋管技術(shù),鉆探30 口地埋管孔從土壤中提取熱量,利用熱泵機(jī)組產(chǎn)出50 ℃以上的循環(huán)熱水,替代水套爐為進(jìn)站原油加熱,提高操作的安全性,并為站內(nèi)冬季供暖,解決邊遠(yuǎn)小站供熱問(wèn)題。每年可節(jié)約天然氣22.8×104m3,減少CO2排放587 t。
2012 年,運(yùn)輸大隊(duì)地源熱泵供暖制冷工程投入使用。該項(xiàng)目共鉆探83 個(gè)地埋管孔,其中單U 孔80 個(gè)、雙U 孔2 個(gè)、鋼管換熱器單U 孔1 個(gè),孔間距均為4 m,單孔取熱量為3.5 kW。按照66 W/m2熱量值計(jì)算,單孔可實(shí)現(xiàn)供熱70 m2。實(shí)現(xiàn)供暖、制冷面積6 000 m2。
2017 年,利用廢棄油井黃32 井,開(kāi)展井下?lián)Q熱試驗(yàn),采用同心管柱提取井下熱量,測(cè)試不同進(jìn)水溫度、不同進(jìn)水水量時(shí)的熱工參數(shù),并利用模型計(jì)算出井下?lián)Q熱的最優(yōu)值。井深2 449 m,井內(nèi)徑121 mm,地溫梯度2.8 ℃/100 m,最大制熱量242 kW。試驗(yàn)的成功,驗(yàn)證了“取熱不取水”在油田礦區(qū)應(yīng)用的可行性,換熱試驗(yàn)后接入礦區(qū)供暖系統(tǒng)。
3.3.1 低孔低滲熱儲(chǔ)改造
遼河油區(qū)中深層砂巖水熱型地?zé)豳Y源分布廣、開(kāi)發(fā)利用潛力大,但存在回灌難的問(wèn)題。由于熱儲(chǔ)層低孔低滲、地?zé)崃黧w礦化度高、腐蝕、結(jié)垢嚴(yán)重等問(wèn)題,嚴(yán)重制約著中深層地?zé)岬拈_(kāi)發(fā)利用。目前遼河油田公司正在組織開(kāi)展低孔低滲地?zé)醿?chǔ)層的改造技術(shù)研究,對(duì)工藝技術(shù)比較成熟的油井壓裂、酸化等技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化研究,最終形成一套適合油區(qū)地?zé)豳Y源綜合利用完整的廢棄油氣井改造-地?zé)峋霎a(chǎn)-熱儲(chǔ)層改造的工藝流程,通過(guò)加大地?zé)崃黧w運(yùn)移通道的間隙,增加地?zé)崴牧鲃?dòng)速率等手段,大幅度提高地?zé)岵晒嗑牟晒嗔?,進(jìn)一步提高中深層地?zé)豳Y源的利用效率,對(duì)提高地?zé)峁こ痰慕?jīng)濟(jì)價(jià)值具有十分重要的意義。
3.3.2 中低溫地?zé)岚l(fā)電
地?zé)岚l(fā)電具有對(duì)環(huán)境無(wú)污染、占地面積小、不需要消耗大量燃料、不需要大型鍋爐設(shè)備等優(yōu)勢(shì)。目前中低溫地?zé)崴憧蓾M足地?zé)岚l(fā)電技術(shù)的要求,只要能提供穩(wěn)定、連續(xù)的80~120 ℃的熱水便可。遼河油區(qū)具備中低溫地?zé)岚l(fā)電先行先試的條件,遼河凹陷內(nèi)下伏多個(gè)古潛山構(gòu)造,巖性大多為花崗巖、玄武巖、灰?guī)r、白云巖等。根據(jù)勘察結(jié)果,遼河油田礦區(qū)內(nèi)古潛山熱儲(chǔ)溫度一般為84~165 ℃。特別是碳酸巖古潛山,其富水性相對(duì)較好,地?zé)峋笃诟脑鞚摿薮?,是最有可能首先開(kāi)發(fā)利用的古潛山地?zé)豳Y源。下一步遼河油田公司將選擇適合的地段,利用廢棄油氣井改造為地?zé)峋?,充分利用已有油井井組、井網(wǎng)及注采開(kāi)發(fā)技術(shù)開(kāi)展地?zé)岚l(fā)電及梯級(jí)利用生產(chǎn)性試驗(yàn),為后期大規(guī)模開(kāi)發(fā)利用做好技術(shù)儲(chǔ)備。
3.3.3 增強(qiáng)型地?zé)嵯到y(tǒng)(EGS)開(kāi)發(fā)技術(shù)研究
在充分利用已有石油勘探、開(kāi)發(fā)成果的基礎(chǔ)上,開(kāi)展油田礦區(qū)EGS 地?zé)嵯到y(tǒng)開(kāi)發(fā)利用的可行性評(píng)價(jià),引進(jìn)、吸收國(guó)際先進(jìn)的地下人工儲(chǔ)熱、取熱的技術(shù)和工藝,開(kāi)展熱儲(chǔ)層數(shù)值模擬研究,用數(shù)值模擬結(jié)果指導(dǎo)建設(shè)和生產(chǎn)過(guò)程。
3.3.4 深層閉式井下?lián)Q熱技術(shù)研究
包括地?zé)嵘顚泳斫Y(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)、深層施工技術(shù)、井下深層材料隔熱技術(shù)、深層換熱的性能評(píng)價(jià)、動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)等。應(yīng)加大此技術(shù)研究力度,將理論和實(shí)踐統(tǒng)一,形成一套完整的深層閉式井下?lián)Q熱設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),逐步形成深層閉式井下?lián)Q熱技術(shù)行業(yè)規(guī)范。為遼河油田地?zé)豳Y源開(kāi)發(fā)利用技術(shù)升級(jí)提供支撐。
油區(qū)地?zé)豳Y源是中深層水熱型砂巖熱儲(chǔ)的重要組成部分,具有分布廣泛、資源豐富、開(kāi)發(fā)難度大等特點(diǎn)。遼河油田經(jīng)過(guò)近20 a 的努力,在資源評(píng)價(jià)、綜合利用方面積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)、形成了許多實(shí)用技術(shù)、建設(shè)了多項(xiàng)示范工程,并形成以下幾點(diǎn)認(rèn)識(shí)。
1)油氣田開(kāi)發(fā)中后期,形成了大量廢棄油氣井,這些井可以改造成地?zé)峋?,開(kāi)采量(回灌量)與新建地?zé)峋嘟?,為地?zé)衢_(kāi)發(fā)利用工程建設(shè)節(jié)約大量資金。
2)油氣勘探開(kāi)發(fā)過(guò)程中形成許多勘探、評(píng)價(jià)、鉆修井、采注等全鏈條技術(shù),經(jīng)過(guò)技術(shù)整合、借鑒到地?zé)衢_(kāi)發(fā)利用過(guò)程中,可以快速提升地?zé)峋C合利用技術(shù)。
3)油氣開(kāi)發(fā)利用過(guò)程中許多設(shè)備、設(shè)施都可以直接用于地?zé)豳Y源開(kāi)發(fā)利用。
4)油氣開(kāi)發(fā)利用過(guò)程中培養(yǎng)了許多優(yōu)秀的技術(shù)人員,是未來(lái)的地?zé)衢_(kāi)發(fā)利用過(guò)程中一支重要的有生力量。