地熱測井丨地大熱能：發(fā)現地球深部綠色能源的眼睛

在能源供應緊張的今天，清潔的地熱能的利用為我們開(kāi)辟了能源利用的一個(gè)新領(lǐng)域——地熱能。地球由地殼、地幔、地核三部分構成，地表以下平均每100米溫度升高約3℃?？茖W(xué)家研究顯示：地核與地幔邊界的溫度大約為3700℃，而地核內部溫度可能高達5000℃，幾乎與太陽(yáng)表面一樣熾熱。因此，地球內部蘊藏著(zhù)驚人的熱量。眾所周知，地熱資源，是指在當前經(jīng)濟技術(shù)條件下，地殼內可供開(kāi)發(fā)利用的地熱能、地熱流體及其有用組分，是一種清潔能源。與煤炭、石油和天然氣等傳統的化石能源相比，地熱能源具備數量巨大、可再生和不污染環(huán)境三大要素和清潔、環(huán)保、就地取用等優(yōu)勢。

地熱井，指的是井深3500米左右的地熱能或水溫大于30℃的溫泉水來(lái)進(jìn)行發(fā)電的方法和裝置，地熱分高溫、中溫和低溫三類(lèi)。高于150℃，以蒸汽形式存在的，屬高溫地熱；90℃～150℃，以水和蒸汽的混合物等形式存在的，屬中溫地熱；高于25℃、低于90℃，以溫水、溫熱水、熱水等形式存在的，屬低溫地熱。2010年3月12日在北京市大興區鳳河營(yíng)村成功打出一口地熱井，經(jīng)過(guò)測量溫度達到103℃，打破了北京地熱出水溫度的紀錄，成為北京首個(gè)中溫地熱井。2017年5月在青海省共和縣恰卜恰鎮完井的GR1干熱巖勘探孔再獲溫度新高，井底溫度達到200℃以上，取得了一批重要成果，為我國進(jìn)一步開(kāi)展干熱巖勘查開(kāi)發(fā)研究打下了重要基礎。

地球物理測井，簡(jiǎn)稱(chēng)測井，是應用地球物理方法測量井中巖層的各種物理信息，研究油氣田、煤田等鉆井地質(zhì)剖面，解決某些地下地質(zhì)、生產(chǎn)及鉆井技術(shù)問(wèn)題的一門(mén)應用技術(shù)學(xué)科。具體地講，是通過(guò)井下專(zhuān)門(mén)儀器，沿鉆井剖面測量巖層的導電性、聲學(xué)特性、放射性、電化學(xué)特性等地球物理參數的方法。測井方法眾多，聲、電、放射性只是最基礎的方法。每一種測井方法都只能間接地、有條件地反映巖層特性的某一個(gè)側面，要想全面認識地下地質(zhì)情況，發(fā)現和評價(jià)儲層，應該綜合應用多種測井方法。

地熱測井是對地熱井鉆孔所穿透的地層的各種特性數據記錄下來(lái)的所有作業(yè)。地熱鉆孔內異常高溫，不利的井孔條件，異常的地質(zhì)環(huán)境（破碎的、火成的、變質(zhì)的）以及特殊的參數要求等，大大地限制了現有的石油測井儀器的應用。因此要求研制專(zhuān)門(mén)用于地熱環(huán)境的測井設備。在進(jìn)行測井作業(yè)時(shí)通常需要采取預防措施。有時(shí)井孔需要冷卻。地熱測井工作除在鉆進(jìn)、完井和試井過(guò)程中進(jìn)行外，將持續到整個(gè)生產(chǎn)期間。為了使描述說(shuō)明整個(gè)熱儲或地熱資源所使用的測井測量方法和解釋技術(shù)得到必要的發(fā)展，優(yōu)先進(jìn)行的測量項目的次序如下：①用時(shí)間間隔溫度測量法作出地層真實(shí)溫度剖面圖；②地層的巖性、深度和厚度；③粒間滲透率和裂隙滲透度；④粒間孔隙度和裂隙孔隙度；⑤裂隙發(fā)育狀況；⑥鉆孔幾何形狀；⑦流體成分；⑧熱導率和比熱容；⑨巖石的彈性系數。

鉆井的深度范圍很大，淺的只有幾十米，深的則可以達到數千米。井內特征復雜，裸眼不可見(jiàn)，井內環(huán)境是黑暗、潮濕、高溫、高壓。為了得到地下詳細的地質(zhì)情況，找到地熱儲層的具體位置，地球物理測井不可或缺。簡(jiǎn)單說(shuō)，在高溫、高壓、潮濕、黑暗的井下世界里，有一雙“明亮而智慧的眼睛”，可以去觀(guān)察地層、看清地層及其地質(zhì)特征等，這就是測井！利用測井，我們可以獲取地下的巖石的巖性、物性，例如獲取溫度、電性、彈性、放射性，還可以利用成像測井獲取地下巖石的裂縫、孔洞的發(fā)育情況，評價(jià)地層的地應力等。有了測井這雙“眼睛”，地質(zhì)人員可以獲得地下幾千米深地層的各種信息，就可以用來(lái)評價(jià)該井位有沒(méi)有地熱，適不適合開(kāi)采地熱，以及指導后續工作如何開(kāi)采地熱。

1927年，法國斯倫貝謝兄弟發(fā)明電測井以來(lái)，測井技術(shù)經(jīng)歷了五代的更新?lián)Q代：從第一代的半自動(dòng)測井儀，經(jīng)歷了模擬、數控、成像等階段。我國測井儀器經(jīng)歷了從引進(jìn)、集成、吸收的幾個(gè)階段，目前已實(shí)現了國產(chǎn)化，性能指標接近國外先進(jìn)的測井儀器。例如在青海干熱巖開(kāi)發(fā)現場(chǎng)進(jìn)行的地熱測井，使用的都是國產(chǎn)測井儀器，常規測井儀器能達到200℃以上的耐溫指標，成像測井儀器也能達到175℃~200℃的耐溫指標，基本滿(mǎn)足干熱巖測井的需求，但如果要進(jìn)行更深層的地熱勘探，地熱測井儀器的性能還遠遠不夠，仍需科研人員進(jìn)行攻關(guān)，研發(fā)出更高性能指標的地熱測井儀器。

總之，地熱開(kāi)發(fā)利用的技術(shù)原理雖然簡(jiǎn)單，但實(shí)際應用過(guò)程中仍存在大量的技術(shù)性難題，例如在干熱巖中鉆井，對鉆桿、鉆頭的壽命以及具有“鉆井血液”之稱(chēng)的泥漿穩定性都是極大的挑戰；地熱井的高溫，對測井等井下儀器的考驗也是極大地，而地層中含有大量的礦物質(zhì)，在地熱開(kāi)發(fā)中，被氣化的礦物質(zhì)會(huì )重新在井壁結垢，類(lèi)似血管中的“血栓”，沉積時(shí)間一久很容易將開(kāi)采通道堵死。面對眾多的技術(shù)性難題，科研人員唯有加快技術(shù)探索的步伐，才能在這場(chǎng)國際能源競賽中拔得頭籌?。ㄗ髡邌挝唬?a href="http://keyinmall.com/t/中國.html" >中國地質(zhì)科學(xué)院地球物理地球化學(xué)勘查研究所）

湖北地大熱能科技有限公司專(zhuān)注于地熱資源開(kāi)發(fā)與利用，已經(jīng)擁有16年悠久歷史，在溫泉鉆井，地熱鉆井有著(zhù)豐富的項目經(jīng)驗，地熱鉆井團隊有著(zhù)科學(xué)的管理模式、過(guò)硬的技術(shù)能力、嚴格的質(zhì)量把控體系，在鉆井過(guò)程中嚴格按照科學(xué)的方法實(shí)施鉆進(jìn)，并根據不同的情況科學(xué)的預判鉆井施工問(wèn)題并解決，為提高鉆井成果率，延長(cháng)地熱井的使用壽命，確?？蛻?hù)投資后的長(cháng)期收益。