碳中和背景下油田区地热资源的低成本可持续利用

doi:10.3969/j.issn.1674-1951.2021.11.008

华电技术 ›› 2021, Vol. 43 ›› Issue (11): 66-73.doi: 10.3969/j.issn.1674-1951.2021.11.008

碳中和背景下油田区地热资源的低成本可持续利用

宋超凡¹(), 赵军¹^,^*(), 尹洪梅¹, 李扬¹, 王贵玲², 邹红丽³

1.天津大学机械工程学院,天津 300350
2.中国地质科学院水文地质环境地质研究所,石家庄 050061
3.大港油田经济技术研究院,天津 300280

收稿日期:2021-09-16 修回日期:2021-10-20 出版日期:2021-11-25 发布日期:2021-11-16
通讯作者: 赵军
作者简介:宋超凡（1998—）,男,吉林吉林人,在读硕士研究生,从事动力工程及工程热物理方向研究方面的工作（E-mail： songchaofan@tju.edu.cn）。
基金资助:
天津市重点研发计划项目(20YFYSGX00020);中国科学院科技服务网络计划(STS计划)项目(KFJ-STS-QYZD-2021-02-006)

Low-cost and sustainable utilization of geothermal resources in oilfields to achieve carbon neutrality

SONG Chaofan¹(), ZHAO Jun¹^,^*(), YIN Hongmei¹, LI Yang¹, WANG Guiling², ZOU Hongli³

1. School of Mechanical Engineering,Tianjin University,Tianjin 300350,China
2. Institute of Hydrogeology and Environmental Geology,Chinese Academy of Geological Sciences,Shijiazhuang 050061,China
3. Dagang Oilfield Economic and Technological Institute,Tianjin 300280,China

Received:2021-09-16 Revised:2021-10-20 Online:2021-11-25 Published:2021-11-16
Contact: ZHAO Jun

摘要/Abstract

摘要：

碳中和、碳达峰意味着经济和社会领域广泛而深刻的系统变革,未来常规化石能源的利用必然会受到限制。地热能作为一种清洁低碳、稳定连续的非碳基能源,是实现碳达峰、碳中和目标不可或缺的能源。我国油田区存在着大量的沉睡油井,其中的水热型地热资源亟须科学合理的低成本、可持续利用,这将对碳中和的实现有重要意义。综述了油田区沉睡油井改造为地热井的方法,分析了我国油田利用改造后地热井的工程实例,以及油田区开发利用地热能的优势和瓶颈,展望了应用前景,为后续的工程研究提供参考。

关键词: 碳中和, 碳达峰, 油田区, 地热资源, 沉睡油井, 工程应用, 清洁低碳

Abstract:

Carbon neutrality and carbon peaking will bring extensive and profound systematic transformations to economic and social fields and limits to conventional fossil energy development as well.As a clean,low-carbon,stable and sustainable non-carbon energy,geothermal energy is indispensable to achieve the goal of carbon peak and carbon neutrality. There are a large number of inactive oil wells in China,and some of them are of abundant hydro-geothermal resources expecting to be explore scientifically,economically and sustainably.The exploration will be of great significance to realizing carbon neutrality.By summarizing the transformation ways of inactive oil wells into geothermal wells,and analyzing the existing engineering examples of transformed geothermal wells in China and the advantages and bottlenecks of geothermal energy utilization in oil fields,the application prospect of this transformation is made,which provides a reference for subsequent engineering researches.

Key words: carbon neutrality, carbon peak, oil field, geothermal resources, inactive oil well, engineering application, clean and low-carbon

中图分类号:

TE09：TK529

宋超凡, 赵军, 尹洪梅, 李扬, 王贵玲, 邹红丽. 碳中和背景下油田区地热资源的低成本可持续利用[J]. 华电技术, 2021, 43(11): 66-73.

SONG Chaofan, ZHAO Jun, YIN Hongmei, LI Yang, WANG Guiling, ZOU Hongli. Low-cost and sustainable utilization of geothermal resources in oilfields to achieve carbon neutrality[J]. Huadian Technology, 2021, 43(11): 66-73.

图/表 6

表1

表2

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表3

参考文献 31

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方法	成本	适用条件	主要步骤
开天窗侧钻法	较高	原井未钻穿馆陶组地层或地层结构完好,但井内有堵塞物	开窗位置导破、取出油层套管;进行开窗作业;钻探施工、下管
直接射孔法	较低	原井已钻穿馆陶组地层,泵室符合要求	下钻杆通井;在取水层下部加人工井底;射孔
改造泵室射孔法	适中	原井已钻穿馆陶组地层,不符合下潜水泵要求	下钻杆通井;在取水层下部加人工井底;针对泵室进行结构性改造,对原井中技术套管和油管之间的环形空间进行封堵;射孔

油田	地温/℃							平均地温梯度/ [℃·(hm)^-1]
油田	1.0 km	1.5 km	2.0 km	2.5 km	3.0 km	3.5 km	4.0 km	平均地温梯度/ [℃·(hm)^-1]
华北油田(含北京)	—	—	66.2~86.6	—	86.8~101.0	—	—	4.0~7.0
大港油田(含天津)	—	—	—	97.5	126.0	140.0	154.0	3.3~4.0
冀东油田	—	56.0	70.0	84.0	99.0	110.0	124.0	2.5~3.3
辽河油田	—	—	85.0	—	100.0	—	141.8	3.2~4.5
胜利油田	48.0~65.0	63.0~80.0	—	—	98.0	—	—	3.7
中原油田	—	—	—	96.7	—	123.0	145.0	3.3
大庆油田	30.0~60.0	—	65.0~118.0	—	90.0~174.0	—	130.0~230.0	1.4~5.7

油田区	井名称	井类型	改造方法
华北	晋14井	报废井	改造泵室射孔法
	霸9井	报废井	酸化洗井后改造泵管
	晋古2-4、晋古2-7井	停产油井	—
大港	GS43井,GX307井,XH24-28井	报废井	开天窗侧钻法
	TR3井	套损井	射孔法
	T38-1,T38-2井	报废井	射孔、防砂技术
大庆	松页油1井	勘探井	螺旋布孔射孔技术
辽河	黄06-6井	废弃井	—
辽河	锦 260 井	报废井	改造泵室射孔法
胜利	牛85、辛65井	报废井	射孔技术
冀东	N34×1井	废弃井	—
江苏	真31井	勘探井	—
吉林	御龙温泉井	勘探井	—

碳中和背景下油田区地热资源的低成本可持续利用

Low-cost and sustainable utilization of geothermal resources in oilfields to achieve carbon neutrality

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