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油田通常位于地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜的地區(qū)，地層深處蘊(yùn)含著大量的熱能。由于石油的形成和儲存過程與地?zé)釛l件密切相關(guān)，因此，油田往往具有較高的地?zé)崽荻群拓S富的地?zé)崃黧w［3］。對油田地?zé)崮軡摿Φ臏?zhǔn)確評估是開發(fā)利用的基礎(chǔ)，需要綜合考慮地質(zhì)結(jié)構(gòu)、儲層特性、流體性質(zhì)等因素。

W廠所屬區(qū)域地溫梯度達(dá)到3.0℃～3.5℃/100m，轄區(qū)中深層地?zé)豳Y源量達(dá)到247×107GJ，具有巨大的開發(fā)潛力。

2油熱共生的原理與特點(diǎn)

油熱共生是指在同一油田中，石油和地?zé)崮芄泊媲蚁嗷ビ绊懙默F(xiàn)象。石油的開采過程會改變地層壓力和溫度分布，從而影響地?zé)崮艿姆植己土鲃犹匦?。同時，地?zé)崮艿拈_發(fā)也可能對石油開采產(chǎn)生一定影響。深入理解油熱共生原理，對于優(yōu)化開發(fā)方案、提高資源利用率具有重要意義。同時，油田企業(yè)有著豐富的開發(fā)技術(shù)和油氣井資源，為油氣井轉(zhuǎn)地?zé)峋_發(fā)奠定良好基礎(chǔ)。

3油熱同采技術(shù)

通過合理設(shè)計井網(wǎng)和開采工藝，可以實(shí)現(xiàn)石油和地?zé)崮芡瑫r開采。在采油過程中，利用地?zé)崃黧w的熱能進(jìn)行加熱、驅(qū)油等操作，可以提高石油采收率。將地?zé)?/span>流體提取出來進(jìn)行發(fā)電、供熱，需要應(yīng)用深井鉆井技術(shù)、地?zé)崃黧w提取與輸送技術(shù)、熱能轉(zhuǎn)換與利用技術(shù)等［4］。

3.1閑置井地?zé)崂眉夹g(shù)

閑置井的地質(zhì)條件有較好的適配性。閑置井通常具有地質(zhì)條件穩(wěn)定、地層溫度適宜等特點(diǎn)，這些區(qū)域往往也是地?zé)豳Y源豐富的地區(qū)。井筒結(jié)構(gòu)條件較為完整，部分閑置井的井筒和套管形變或損傷，經(jīng)過適當(dāng)修復(fù)和改造即可用于地?zé)崮艿拈_采。油田開發(fā)的技術(shù)儲備完整，對地?zé)崮艿拈_采、轉(zhuǎn)換和利用技術(shù)已經(jīng)相對成熟，為閑置井地?zé)崂锰峁┝藞?jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)［5］。

閑置油井地?zé)崂眉夹g(shù)具有廣闊的應(yīng)用前景和顯著的經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)保效益。利用閑置油井進(jìn)行地?zé)崮艿拈_采，可以避免重新鉆探的成本和時間，降低地?zé)犴?xiàng)目的投資成本。閑置油井作為現(xiàn)成的地下通道，可以充分利用地下熱能資源，提高資源利用率。

3.2重力熱管技術(shù)

重力熱管技術(shù)作為一種高效、可靠的熱傳導(dǎo)方式，在地?zé)釕?yīng)用中展現(xiàn)出獨(dú)特的優(yōu)勢。該技術(shù)具有高效傳熱特點(diǎn)和良好的適應(yīng)性，通過利用工質(zhì)的相變過程進(jìn)行熱傳導(dǎo)，傳熱效率遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)方式，能夠顯著提高地?zé)崮艿睦寐?。重力熱管的結(jié)構(gòu)緊湊，無需外部動力，維護(hù)成本低，適用于各種復(fù)雜的地質(zhì)條件［6］。

通過優(yōu)化工質(zhì)選擇、加強(qiáng)熱管設(shè)計、強(qiáng)化熱管維護(hù)等措施，可以進(jìn)一步提高重力熱管技術(shù)的傳熱效率和穩(wěn)定性。未來，隨著技術(shù)的不斷創(chuàng)新和智能化管理的引入，重力熱管技術(shù)將在地?zé)釕?yīng)用中發(fā)揮更加重要的作用，為地?zé)崮艿目沙掷m(xù)利用和環(huán)境保護(hù)作出貢獻(xiàn)。

3.3同軸換熱技術(shù)

同軸換熱技術(shù)是一種利用兩個同軸管道進(jìn)行熱量傳遞的熱交換方式。基本原理是，內(nèi)外管道之間形成一個環(huán)形空間，通過流體在管道內(nèi)的對流和傳導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)熱量傳遞。在同軸換熱器中，內(nèi)管道通常用于輸送工作流體，而外管道則與地下巖土體或地?zé)崃黧w接觸，實(shí)現(xiàn)熱量交換。這種結(jié)構(gòu)不僅提高了熱交換效率，還減少了換熱器的體積和重量，便于在復(fù)雜地質(zhì)條件下進(jìn)行安裝和使用。同軸換熱器可以根據(jù)不同的地質(zhì)條件和應(yīng)用需求進(jìn)行靈活設(shè)計，適應(yīng)性強(qiáng)。同軸換熱技術(shù)無需燃燒化石燃料，減少了溫室氣體排放和空氣污染，符合可持續(xù)發(fā)展要求。

4油熱同采示范場景

W廠轄區(qū)冀中坳陷是太古界、下元古界變質(zhì)巖，上面覆蓋有華北地臺型沉積地層。根據(jù)地層巖性的熱儲特性和可利用的水溫、水質(zhì)、水量情況，縱向上可劃分為四套熱儲層。第一套為上第三系明化鎮(zhèn)組、館陶組高孔隙型砂巖熱儲層；第二套為下第三系東營組、沙河街組中孔隙型砂巖熱儲層；第三套是下古生界奧陶系和寒武系府君山組裂縫型石灰?guī)r、白云巖熱儲層；第四套是中、上元古界薊縣系霧迷山組和長城系高于莊組裂縫—溶洞型白云巖熱儲層。

篩選地溫梯度大于3.2℃/100m鉆遇霧迷山組146口閑置井，對地層壓力系數(shù)、裂縫發(fā)育程度以及試油等數(shù)據(jù)綜合分析，選取H16潛山高部位Z90和低部位H23兩口井，通過試采試灌試驗(yàn)，Z90采水能力達(dá)到日產(chǎn)2000m3、井口溫度達(dá)到120℃，H23井實(shí)現(xiàn)2000m3無壓回灌。

通過將S轉(zhuǎn)油站外Z90井中的高溫采出水進(jìn)行除砂、分離等工藝，經(jīng)管輸進(jìn)站，根據(jù)S轉(zhuǎn)油站站內(nèi)維溫、脫水、外輸、摻水四個用熱單元所需溫度不同進(jìn)行梯度利用，換熱后的低溫水增壓回注至H23井?；刈⑦^程中，突出精益工程設(shè)計，同溝鋪設(shè)回注管線與H16拉油點(diǎn)集油管線，實(shí)現(xiàn)H16拉油點(diǎn)電加熱器同步替代，最終實(shí)現(xiàn)五級梯度換熱［7］。與傳統(tǒng)的一次換熱操作相比，該廠創(chuàng)新“五級梯度換熱”工藝，實(shí)現(xiàn)同等熱量需求下采出液量減少57%，熱能利用率提高90%以上。

項(xiàng)目投產(chǎn)后，年節(jié)約外購燃?xì)?/span>140萬立方米，項(xiàng)目內(nèi)部收益率達(dá)到18.3%，年減少二氧化碳排放3027噸，取得了良好的經(jīng)濟(jì)和環(huán)保效益，為油田企業(yè)打造了油熱同采的示范場景，具有廣泛的參考和推廣價值。

5結(jié)語

油田地?zé)崮荛_發(fā)具有廣闊的前景和巨大的潛力。油熱共生理念和油熱同采技術(shù)為能源行業(yè)提供了新的思路和途徑。在開發(fā)過程中，應(yīng)充分考慮地質(zhì)條件、技術(shù)可行性和經(jīng)濟(jì)環(huán)境效益，加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研合作，不斷探索創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)油田地?zé)崮艿母咝?、安全、可持續(xù)開發(fā)利用。未來，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，油田地?zé)崮苡型蔀橹匾哪茉垂?yīng)來源，迎來更加廣闊的發(fā)展前景[8]，為能源轉(zhuǎn)型和可持續(xù)發(fā)展作出貢獻(xiàn)。

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作者簡介：王天柱（1987—），男，碩士，高級工程師，研究方向：油氣田和新能源融合開發(fā)。

A Brief Discussion on the Development of Geothermal Energy in Oilfields

WANG Tianzhu1,SUN Moqiu1,HU Xiaobin1,WANG Chao2

(1.The Fifth Oil Production Plant of Huabei Oilfield Branch, PetroChina Company Limited, Xinji  Hebei  052300;

2.Technological Research Institute of Huabei Oilfield Branch PetroChina Company Limited, Renqiu  Hebei  062550)

Abstract:This paper discusses the related issues of oilfield geothermal energy development, elaborates on theimportance and feasibility of developing oilfield geothermal energy. Through the analysis of the geological characteristics of the oilfield and the potential of geothermal energy, the concept of "oil-heat symbiosis" based on the new energy development and transformation of oilfield enterprises in the process of oilfield development is proposed, and three technical routes of "oil-heat co-production" are proposed, which have achieved good economic benefits and formed a demonstration scenario of oilfield geothermal energy development, which has extensive adaptability and promotion value for the realization of the technological development of "oilfield to thermal field".

Key words:oilfield development;geothermal energy;oil-heat symbiosis;simultaneous extraction of oil and heat