单井井下换热器开采方式在中深层地热开发中的适应性分析

摘要

在中深层地热资源的开发中,存在成本高、技术难、井筒易结垢和腐蚀等问题.单井井下换热器开采具有"取热不取水"的特点,能有效解决回灌中腐蚀结垢问题,是一种低成本、低环保风险的新兴技术,对中深层地热资源开发具有重要意义.基于国内外单井井下换热器的理论研究和现场应用状况,解释不同类型的单井井下换热器的工作原理,对比分析3种类型的单井井下换热器开采的优缺点,提出未来的发展方向.研究结果表明:①在中深层单井井下换热技术中,同轴套管井下换热器换热效率高,技术成熟,现场完井深度可达2300 m,出口水温超过40°C,热能产出可达220 MWh/a;②超长重力热管换热器具有避免工质损失、减少压裂等优点.虽然目前现场应用较少,但其产出温度超过100°C,具有巨大的发展潜力;③U型管换热器虽然换热量低,但具有安装简便,不易渗漏的优点,目前现场应用很少.基于U型管换热器在浅层地热资源开发中的重要性,它也将成为未来中深层单井换热的主攻方向之一.