地熱資源開發(fā)利用

近年來地熱資源開發(fā)利用的發(fā)展趨勢

  近10年,我國對地熱資源勘查開發(fā)利用進展迅速,是我國歷史上最快的時期,勘查開發(fā)利用技術與管理逐步走向成熟,變化呈現(xiàn)以下趨勢:
 
  一是注意非地熱異常區(qū)的地熱資源勘查開發(fā),拓寬了地熱資源開發(fā)利用的范圍。地熱資源分布廣,在深部有強滲透儲層分布的條件下,按地熱增溫率計算,在一定深度內都有可能獲得所期望的地熱資源。隨著地質勘探技術的進步,目前鉆3000~4000m的地熱深井已不是難題,這就使得對地熱資源開發(fā)有了新的思路,不局限在地熱異常區(qū)或分布較淺的地區(qū),尤其是在一些大型沉積盆地區(qū)和有經濟基礎的城鎮(zhèn),開始進行隱伏地熱資源開發(fā)的探索,有的已取得了成功,如沈陽城北開發(fā)區(qū)、石家莊、鶴壁等地。經濟發(fā)展快的上海、蘇州、揚州、鎮(zhèn)江等地也開始了地熱資源勘查工作。
 
  二是油田地區(qū)地熱資源開發(fā)受到了普遍的關注。沉積盆地油田地區(qū)實際上也是地熱資源廣泛分布的地區(qū),相當一部分有水無油的石油勘探井可以改造地熱開采井。油田開采后期水多油氣少,如華北、勝利一些油田含水量已高達95~97%,逐步轉為以開采地熱資源為主,可在開發(fā)地熱資源的同時開采剩余的油氣資源,對油田地區(qū)的經濟發(fā)展和產業(yè)調整十分有益。這點已引起了石油界同行普遍關注,并且已在華北、勝利、大慶等地的油田進行了試點,取得了很好的效果。
 
  三是重視地熱資源綜合利用梯級利用,提高地熱資源的利用率和經濟社會效益。對地熱資源的開發(fā)利用已由初期的一次性利用向綜合與梯級利用方向轉化。地熱水往往先用于采暖供熱,再用于環(huán)境用水,或依據(jù)建筑物對溫度的不同要求實行梯級采暖,或將一次采暖后的尾水,利用熱泵進一步提取其熱能等方式。這些措施提高了地熱資源的利用率和技術含量。在農業(yè)溫室種植方面,也在考慮根據(jù)不同作物對溫度的不同要求,對地熱資源實行按溫度的梯級合理利用,如北京小湯山地區(qū)的現(xiàn)代農業(yè)園、豐臺南宮世界地熱博覽園。
 
  四是重視采灌結合,保證地熱資源的可持續(xù)利用。在一些早期開發(fā)地熱的地區(qū),如北京天津、福州、西安等地,地熱水水頭已有較明顯的下降,在一定程度上影響到資源的開發(fā)和持續(xù)利用。根據(jù)國內外開發(fā)地熱的經驗,回灌已成為維續(xù)地熱資源可持續(xù)利用和提高地熱田資源開采率的共識。這些早期開發(fā)地熱資源的地區(qū),除了開展回灌試驗研究外,也將采灌結合列入了對熱田進行管理的重要內容。如北京小湯山熱田,由2002年前的地熱回灌試驗逐步轉向生產性回灌,在管理上,實施新增地熱井必須同時建回灌井的措施,目前年回灌量已達年開采量的30%以上。
 
  五是推進規(guī)模化開發(fā),使地熱資源的配置趨于合理,提高行業(yè)整體經濟效益。這一措施是適應地熱資源采灌結合的開采方式的需要,其目的是限制只采不灌的小型單位對地熱資源的開發(fā),在資源條件好的地區(qū),鼓勵有經濟條件實行規(guī)模化開采、并可實行采灌結合措施的單位開發(fā)地熱資源北京近年來對昌平北七家及現(xiàn)代農業(yè)園、豐臺南宮、北工大等開采地熱資源的單位推行了這一模式,并擬對延慶、鳳河營地熱田的開發(fā)推行這一模式。
 
  六是地熱開發(fā)利用中開始應用自動控制技術,提高管理水平。自動控制包括兩方面的內容:一是對地熱開采井的產量、水量配置、地熱尾水的排放溫度按供求的實際需要進行自動控制,達到節(jié)約使用的目的;二是對地熱水的開采量、井內水位(頭)變化、水溫等參數(shù)實行自動監(jiān)測及遠距離傳輸,為地熱資源統(tǒng)一管理、資源遠景評價提供依據(jù)。在北京、天津、大慶林甸、陜西咸陽等地已啟動了地熱開采系統(tǒng)的自動監(jiān)測及遠距離傳輸?shù)?a href="http://www.rijz.cn/t/技術.html" >技術的應用工作。
 
  七是注重地熱資源開發(fā)的品牌效應,積極申報命名與建設《中國溫泉之鄉(xiāng)、地熱城》。自2003年我國首次命名廣東省恩平為“中國溫泉之鄉(xiāng)”以來,短短五年多的時間內,相繼有大慶林甸、海南瓊海、北京小湯山、湖南郴州、廣東清遠、河北雄縣、湖北咸寧山東威海、重慶巴南、廣東陽江、福建永泰和連江等13地由中國礦業(yè)聯(lián)合會命名為“中國溫泉之鄉(xiāng)”;陜西咸陽、山東臨沂被命名為“中國地熱城”、陜西西安臨潼被命為“中國御溫泉之都”;湖北應城湯池、河北霸州、固安、江蘇連云港溫泉旅游區(qū)、南京湯山等五處地區(qū)被授予“全國溫泉(地熱)開發(fā)利用示范區(qū)”。這一活動,規(guī)范了地熱(溫泉)資源的開發(fā)與管理,提高了地區(qū)的知名度和地熱開發(fā)利用的社會經濟效益。
 
  八是利用熱泵技術,開發(fā)淺部地熱能發(fā)展地熱采暖空調。目前已普遍利用水(地)源熱泵,將儲存于恒溫帶以下一定深度的淺部低品位地熱能用于采暖空調,并已在北京、天津沈陽等地得到了比較廣泛的應用。
 
  九是開始關注干熱巖的開發(fā)利用問題。干熱巖是深埋于地下(一般在3000m以下)、溫度大于200℃、內部不存在流體或僅有少量地下流體的巖體。巖體中賦存有豐富的地熱資源,計算顯示,地殼中“干熱巖”所蘊含的能量相當于全球所有石油、天然氣煤炭所蘊藏能量的30倍,可以說是取之不盡,用之不竭的可再生能源。開發(fā)干熱巖中的“熱能”,就是通過鉆井,從地表往干熱巖中注入溫度較低的水,注入的水沿著裂隙運動并與周邊的巖石發(fā)生熱交換,產生高溫高壓超臨界水或水汽混合物,然后從生產井中提取高溫蒸氣,用于地熱發(fā)電綜合利用。目前,世界上眾多經濟較發(fā)達國家對利用干熱巖發(fā)電的研究方興未艾,美國、法國、德國、日本、意大利和英國等科技發(fā)達國家已基本掌握了干熱巖發(fā)電的原理和技術。隨著相關技術的迅速發(fā)展,可以預見在不久的將來,干熱巖的利用將成為能源利用中不可或缺的重要部分。我國對干熱巖的利用,已引起了有關部門的重視,一些科研單位參與了部分利用干熱巖的國際合作研究。