地热井温度监测--热储温度与产能评估

更新时间：2025-12-09

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随着全球能源结构向清洁化、低碳化转型，地热能作为一种稳定、可再生、分布广泛的清洁能源，正受到越来越多国家的重视。我国地热资源丰富，尤其在华北、西南、东南沿海及青藏高原等地区具备良好的开发潜力。然而，要实现地热资源的科学、高效、可持续利用，离不开对地热系统内部状态的精准掌握。其中，地热井温度监测作为最基础、最关键的参数之一，不仅是评估热储性能的核心依据，更是优化开采方案、预防工程风险、延长井寿命的重要技术支撑。

一、地热井温度监测的意义

地热井是连接地下热储与地面利用系统的“通道”。通过监测井内不同深度的温度变化，可以获取以下关键信息：

1.热储温度与产能评估

热储层的原始温度直接决定地热流体的能量品位和发电或供热潜力。通过静温（关井后恢复的温度）测量，可准确判断热储的真实温度，为资源储量计算和经济可行性分析提供数据基础。

2.流体流动状态识别

在生产或回灌过程中，温度剖面的变化能反映流体的流入/流出层位、窜流现象及井筒内的对流换热情况。例如，某深度温度异常下降可能表明冷水回灌进入，而局部升温则可能指示新裂隙导通高温流体。

3.井筒完整性诊断

若套管破损或水泥环失效，冷地层水可能渗入井筒，导致特定深度温度骤降。持续温度监测可早期发现此类隐患，避免井报废或环境污染。

4.回灌效率与热突破预警

在对井回灌系统中，若回灌冷水过快“热突破”至生产井，将导致出水温度迅速下降，影响系统稳定性。通过双井同步温度监测，可及时调整回灌速率与压力，延长地热田寿命。

二、主要监测技术与设备

根据监测方式和精度需求，地热井温度监测可分为以下几类：

1.点式测温

使用便携式电子温度计或热电偶探头，通过钢丝绳下入井中，在预设深度停留读数。该方法成本低、操作简单，适用于定期普查或浅层井，但无法实现连续动态监测。

2.分布式光纤测温

这是目前地热井监测技术。其原理基于拉曼散射效应：向井下铺设的特种光纤发射激光脉冲，通过分析返回光信号的时间与强度，可沿整条光纤（长达数千米）以0.1–1米空间分辨率、±0.1℃精度实时获取连续温度剖面。DTS系统支持长期在线监测，特别适合生产-回灌动态分析、裂缝激活追踪及热储演化研究。

3.井下温度传感器阵列

在完井阶段将多个耐高温（可达300℃以上）、耐高压的电子温度传感器固定于不同深度，并通过铠装电缆将信号传输至地面数据采集单元。该方式稳定性高、响应快，常用于示范工程或高价值地热井。

4.智能完井集成监测

在地热开发项目中，温度传感器可与其他参数（如压力、流量、声波）集成于智能完井管柱中，结合物联网与边缘计算技术，实现多参数融合分析与远程智能调控。

地热井温度监测绝非简单的“读一个数”，而是打开地下热储“黑箱”的钥匙。它将不可见的地热过程转化为可视、可量化、可预测的数据流，为地热资源从勘探、开发到运维全生命周期提供科学决策依据。