地熱資源開發(fā)利用

地熱開發(fā)利用技術發(fā)展的建議與規(guī)劃

  當前,我國地熱開發(fā)利用工作中,普遍存在著地熱資源勘查程度偏低;資源家底不清;以利用地熱水(氣)為主而不是以利用熱能為主;缺乏統(tǒng)一的開發(fā)利用規(guī)劃;深部開發(fā)風險高、開采深度淺、利用程度偏低;全國缺乏統(tǒng)一的法規(guī),管理制度不健全、存在多頭管理等問題。在一定程度上影響著地熱開發(fā)利用的快速發(fā)展。針對存在的這些問題,提出以下建議:
 
  1、加強地熱資源勘查研究,查清地區(qū)可開發(fā)利用地熱資源量及其開發(fā)利用條件。在資源勘查中,應針對不同的地熱田類型,采取相應的勘查方法。對于呈帶狀分布、受斷裂構造控制的地熱田,應著重查明控熱斷裂構造的展布方向及賦存條件、地熱水的補給來源及其補給量,評價地熱水的可持續(xù)開發(fā)利用量。對于呈層狀分布的盆地地熱田,應著重查清主要熱儲層的埋藏條件、滲透性能及上覆巖層地溫梯度,圈定適宜開采的地區(qū)及有利的開采地段,確定在一定時期內可持續(xù)開發(fā)利用資源量。對于淺層地熱資源,應著重查明淺部地層結構、滲透性能,確定水(地)源熱泵的適宜區(qū)(段),測試地層熱交換參數(shù),評價在保持熱均衡條件下的可利用的資源量。
 
  2、制定統(tǒng)一的開發(fā)利用規(guī)劃。依據(jù)地區(qū)的資源條件,制定地區(qū)統(tǒng)一的開發(fā)利用規(guī)劃。為了資源的可持續(xù)利用,應區(qū)別以下幾種情況:
 
  (1)對于泉源型地熱資源,其規(guī)劃開發(fā)的利用量,以長期的泉水流量動態(tài)監(jiān)測資料為依據(jù),其年平均開發(fā)利用量,不宜大于泉水的枯期流量。
 
  (2)對于不具備回灌條件的新生界熱儲,其規(guī)劃開發(fā)利用量,以一定時限內保持一定降速條件下的開采量為依據(jù)來確定開發(fā)利用規(guī)模及開采年限,嚴格控制水位的年下降速率。
 
  (3)對于具備回灌條件的基巖熱儲(主要是灰?guī)r熱儲),其規(guī)劃開發(fā)的利用量,在某種程度上取決于回灌量的大小,以采灌量保持一定比例的動態(tài)平衡開采量為依據(jù),確定開發(fā)利用規(guī)模并對采灌量實行嚴格控制。
 
  (4)對于淺層地熱資源,其規(guī)劃應明確劃定水(地)源熱泵適宜地區(qū),結合城鎮(zhèn)發(fā)展的實際需要制定。
 
  3、提高勘查、開發(fā)利用技術。新區(qū)與深部地熱資源開發(fā)風險高、難度大,是地熱界的共識。開采愈深,風險愈大。近幾年,在新區(qū)和開發(fā)深部地熱資源時,有不少未能達到預期目的甚至是失敗的。如北京的王佐、地壇、亞運村、來廣營、金融街等地的深井,上海青浦、哈爾濱北區(qū)等地地熱勘查均未取得滿意結果。為了減少鉆井風險,主要應從以下幾方面努力:一是投入精度高的地球物理勘查方法,如可控源音頻大地電磁測深等技術設備進行深部地質勘查,搞清深部地層結構、分布,為正確地選定鉆井位置和編制地質設計文件提供依據(jù)。二是改進成井工藝,包括鉆機設備選型、鉆井結構設計、循環(huán)液的選用、防孔斜技術、防滲漏問題的處理技術、洗井技術等環(huán)節(jié)。
 
  4、優(yōu)化資源的配置。我國目前開發(fā)利用地熱資源的主要方式是通過開采其載體—地熱水。地熱水是集熱、礦、水于一體的寶貴資源,開發(fā)利用時只有對這三方面實行綜合利用梯級利用、循環(huán)利用,才能體現(xiàn)其最佳的經濟、資源和環(huán)境效益?,F(xiàn)階段要做到這一點,還需做出很大的努力。
 
  5、積極實施地熱回灌。地熱回灌是提高地熱資源采取率、減少污染、保持穩(wěn)定的地熱水位(頭)和良好的開采狀態(tài)、維持資源可持續(xù)利用的有效措施。早期開采的盆地地熱田,隨著開采量的增加、開采年限的增長,地熱水位(頭)都呈現(xiàn)出逐年下降的趨勢,水位下降速率與開采量大小、開采時間的增加成正比關系,直接影響著熱田的持續(xù)利用。實施地熱回灌工作,對減緩熱水位(頭)的降速和熱水位的穩(wěn)定、回升有一定的作用。有條件、有能力回灌盆地地熱田,在開采一段時后,具備自流回灌的條件時,都應積極推進地熱回灌,尤其是對于滲透條件好的灰?guī)r熱儲,應普遍推行地熱回灌。以利用熱儲中的“熱”為主,實現(xiàn)由取熱儲中的“熱水”,向取熱儲中“熱能”的方向轉化。在有明顯補給區(qū)的地熱田,為減少回灌成本,還可考慮在其補給區(qū)或熱儲埋藏較淺的部位,利用其他清潔水源實施集中回灌。
 
  6、防高礦化地熱水對環(huán)境的污染。部分地熱水中溶解性總固體含量高,有的高達10克/升以上,有的地熱水中某些組份含量超過排放標準。這些地熱水利用后若隨意排放,就會對環(huán)境會形成一定的污染,值得重視。
 
  7、加強開采動態(tài)監(jiān)測。國內外早期開發(fā)利用地熱田的經驗表明,熱田開發(fā)過程中進行動態(tài)監(jiān)測,是熱田統(tǒng)一管理、指導持續(xù)開發(fā)利用的需要,是進行資源可靠性評價的主要依據(jù)。熱田投產后,就應對其開采量、水位(頭)、水溫、水質的動態(tài)變化進行連續(xù)而系統(tǒng)的監(jiān)測,掌握其變化規(guī)律,分析開采量與水位(頭)下降的關系,確定能夠使水位(頭)保持相對穩(wěn)定的開采量,以確保資源的可持續(xù)利用。
 
  8、強化對熱田開發(fā)利用的統(tǒng)一管理:地熱資源具有公共性、資源性、可持續(xù)性、流動性的特征,屬國家所有,應主要為公眾服務。隨著對地熱資源開發(fā)利用的普及,一些地熱田(或集中開采地區(qū))的開采井不斷增加,少則幾眼,多則上百眼,分屬不同的單位和部門,開采過程中相互干擾的問題普遍存在,為了資源的可持續(xù)利用,建立統(tǒng)一的管理制度勢在必行。就全國來說,制定“地熱資源管理辦法”,統(tǒng)一對地熱資源的管理也勢在必行。
 
  9、積極推進“中國地熱城”、“中國溫泉之鄉(xiāng)”的建設活動。在地熱資源開發(fā)利用較集中的城鎮(zhèn)地區(qū),按照“資源清楚、利用高效、管理到位、環(huán)境優(yōu)美、傳承文化、持續(xù)利用”的標準要求,由行業(yè)協(xié)會授予(命名)“中國溫泉之鄉(xiāng)(地熱城、示范區(qū))”的稱號。這將有利于推動地熱開發(fā)的規(guī)范化與法制化管理,促進地熱(溫泉)資源合理開發(fā)利用及當?shù)厣鐣洕陌l(fā)展,是政府主管部門、地熱資源勘查與開發(fā)單位都十分歡迎的事,應在嚴格掌握標準、突出特點的基礎上積極予以推動。
 
  10、開展“干熱巖”開發(fā)利用的試驗研究。“干熱巖”具有巨大潛在熱能,是未來能源開發(fā)利用的重要組成部分。目前我國在這方面的應用還是空白,但從我國的經濟發(fā)展水平、干熱巖的資源條件、開發(fā)利用技術等方面來說,還是具備條件的,社會也有了這方面的需求。應積極創(chuàng)造條件,開始“干熱巖”利用的試驗研究,為后續(xù)的開發(fā)利用積累經驗。