如何从油井中提取地热能

目前，欧盟正在支持大量不同的研究项目，其中包括多站点EGS示范项目——MEET项目，该项目的理念是利用EGS电厂的低温流体和油井，来示范在更广阔的地区不同的地质条件下(结晶型、沉积型、变质型、火山型)，低成本、小规模的电力和热力生产。

MEET将提供下一个目的站点的实施路线图，在那里演示EGS解决方案在不久的将来，是可以被复制用于电力和热力生产的。MEET项目的主要目标是：收集不同地质条件下EGS电力及热力生产的相关情况;增加现有电厂的热力生产，将油井转化为地热生产井;利用智能移动有机朗肯循环(ORC)装置增强低温(60~90℃)热-电转换;通过促进EGS电力和/或热力厂的推广来实现技术的推广复制。

通常地热开发需要钻井，而这些钻井因其高风险性而被认为是昂贵的。从这个角度看，如果可以利用来自油气行业现成的钻井，则有助于在世界范围内促进地热能的利用。利用油井生产地热能有两种可能：一是可以将油井转用于地热生产;二是可以油、热联产。不论哪种情况，重复利用现有的油井，避免新钻井的昂贵成本，也意味着社会对地面设施更好的接受度。

有数以百计的陆上油井因其不再能够生产出足够的石油，变得不再经济而停产，但它们仍然可以生产大量的水。与其永久放弃，不如考虑一下利用它们的地热潜力，只要满足以下几个条件：

首先，附近一定要有供暖需求。与石油不同，热能因其需要昂贵的隔热管线而不宜远距离输送。

其次，热源在温度和流量方面必须足够高才能满足需求。平均梯度达到30℃/km、2~3 km深的井具有足够的潜力。流量取决于地质，但可以通过连接新的区域来加强。理想的情况下，井应该足以喷发，否则井下抽水将需要消耗大量的能量，从而降低了系统的整体能效比。即使对油井来说，地热能的可持续利用也意味着地热能的生产和利用要造福子孙后代和环境。

第三，井孔条件必须足够好。套管和水泥的状况随着时间的推移会损坏，可能需要昂贵的修复费用。

通常情况下，在油井的使用寿命内，石油产量会下降，而水会增加。深部储层的水达到地表时的温度可达90℃以上。这些热水通常被回灌到储层中，以提高产量和维持压力。这意味着水的热量被浪费了。我们可以选择在回灌之前先提取出热量，用于直接供暖或发电。

在MEET项目中，Vermilion能源公司和Enogia公司将把有机朗肯涡轮机连接到油井来证明发电的可行性。Enogia公司总部设在马赛，专门生产适用于低温应用的涡轮机。Vermilion公司是法国的一家石油生产商，在巴黎人盆地和阿基坦盆地开采了几百口井。他们对油井进行了清查，以评估其热资源。

Vermilion能源公司已经参与了一些地热项目。法国南部Arcachon的Les Portes du Pyla生态社区正在使用80%的地热能和20%的甲烷来满足能源需求。地热能就来自于Vermilion能源公司的石油生产井。这口井的出水温度在70℃左右。

在 Arcachon地区，Vermilion公司已经证明，一所高中利用其油井联合生产的地热能代替了天然气供暖。在减少温室气体排放的同时，地热可以满足学校近90%的供暖需求。

(编译/中国地源热泵产业联盟 郑帆)