地热井的腐蚀结垢及应对之策

地热能是一种宝贵的地热资源，中国探索地热能的开发已经有40多年了，地热能为改善中国人民的生活质量，增加国家能源总量，具有十分重要的经济意义和生态效益。但无论是地热水供暖还是地热发电，是温泉旅游还是温泉疗养，都离不开地热井的开采。

  湖北地大热能科技有限公司地热钻井部工程师认为，地热井工程中的状况，直接影响到地热能各个层级的利用，而地热井中的腐蚀结垢等状况，也是造成地热能减产的重大问题，在钻井前期的勘察和钻井过程中，以及地热井的后期维护中，都应针对具体的地质钻探情况，慎重对待，以确保地热井的长期产出与经济效益。

  地大热能钻井工程师指出，地热钻井中的锈蚀，主要是金属井管部分的锈蚀，这是一种普遍存在的问题，也是不可避免，属于钻井中的正常现象，但是在地热井中，因为开采的是地热矿泉水，使在正常情况下能够使用20年以上的金属井管井壁，在两三年间就会强烈地腐蚀井壁，甚至穿透，造成地热井水流失减产。因此，在地热井中，其腐蚀是多重联合腐蚀的，这些腐蚀分为很多种。
 

  一、全面腐蚀

  这种腐蚀是在金属井管的全部暴露表面上均匀进行，管壁的金属逐渐变薄，最后被破坏，这种腐蚀通常是受地下水的酸碱度影响的。

  二、双金属腐蚀

  两种不同的金属同时存在于导电性较强的水介质中，两种金属的电极电位不同，很容易形成电子的流动，形成腐蚀电池。地热钻井的金属井管中存在着杂质因此双金属腐蚀在水井中普遍存在。

  三、沉积腐蚀

  在地热井内的井管连接处，一些表面沉积物、金属的腐蚀产物，在加上缝隙处积存少量的静止流体，从而形成腐蚀电池，对井管造成强烈腐蚀。这种腐蚀在地热井中是普遍存在的，一些形态称缝隙腐蚀，也称垢下腐蚀或沉积腐蚀。这种类型的腐蚀在任何井中都存在泥沙、腐蚀产物、水垢、微生物粘泥 都是造成这种腐蚀的元凶。
 

  四、点蚀

  点蚀是在金属表面上产生小孔，这是一种极为局部的腐蚀形态。孔的直径大小不一，有些点蚀孤立存在，有些凑在一起，像一片粗糙的表面。这种腐蚀与地下水里的氯离子含量有很大关系。

  五、冲击腐蚀

  在地热井中，腐蚀性流体和金属井管表面的相对运动引起了金属加速破坏和腐蚀，特别是在抽水过程中，含砂量偏高时，冲击腐蚀的速度就会增加。
 

  六、应力腐蚀

  应力腐蚀是指拉应力和特定腐蚀介质的共同作用而引起金属的破裂。焊接应力、管材自重产生的拉应力、滤水管残余应力这些都会造成应力腐蚀。

  地大热能有多年的地热钻井工程实践经验，在目前地热钻井技术经济条件下，上述地热井中的腐蚀问题是不可避免的，但是，其中的一些腐蚀是可通过一定的技术手段和措施解决。湖北地大热能不断推广地热钻探工程技术的研究和新技术、新方法，探索着更多的解决这些问题的途径。

  目前的地热井容易出现的腐蚀与结垢问题，与地热钻井所使用的材料有很大的关系。普通碳钢井管其材质含有一定的杂质或表面粗糙度过高，因此在地下水介质中很容易产生大量的腐蚀电池。

  地大热能认为解决这一问题的途径就是加强新材料或表面处理的研究工作，如物理涂层、化学涂层、激光涂层等技术的应用。同时，在钻井工艺方面，使用新型泥浆的研究和气举反循环工艺技术、气动和液动潜孔锤技术等联合钻井技术，最大程度地减轻钻井设备材料对地层的污染和堵塞。

  此外，地大热能还建议推广应用新兴过滤器，使地热井能够顺畅健康的运行，延长地热井的使用寿命。地热井通常处于深处的地层，无论是地质状况还是地热水状况都比普通睡几个复杂，因此，根据现有经验和技术手段，地大热能从设备、测试仪器、机具、工艺、安全防护等方面进行研究实践和应用，以便解决地热井工程中出现的腐蚀问题。

  地大热能在地热勘察方面有着一流的技术和丰富的经验，其前身为中国地质大学地热开发研究所，在地质构造和地热水存储方面有着详实的资料和丰富的踏勘经验，依托专业的精英技术团队，全面掌握地热资源的成矿条件和赋存情况。地大热能将这些信息总结出科学的开采方案，应用于地热井成井中，规避因地质构造问题长期作用造成的地热井垢的产生。