黃河三角洲地區(qū)的地熱資源極為豐富。東營市位于山東省北部黃河入?？谌侵薜貐^(qū), 地處地熱異常區(qū),地下熱水儲量豐富、熱值高, 是該市僅次于油氣資源的第2大能源礦產(chǎn)。地質(zhì)專家2005年曾探明東營城區(qū)、孤島和河口3個大型地熱田, 面積約650 km2 , 每天可采資源量達205萬m3 , 潛在經(jīng)濟價值800億元以上[ 1] 。

 

  目前在區(qū)內(nèi)發(fā)現(xiàn)可利用的地熱資源主要分布于草橋、陳莊、勝坨、義和、廣利及孤島、青坨子、五號樁等地[ 2] 。地熱作為1種新的可再生替代能源, 具有其他能源無法具備的優(yōu)勢, 除了具有熱能外, 還具有醫(yī)療和保健功效。地熱可用于居民供暖、生活洗浴、溫泉理療、溫池游泳以及溫室花卉和養(yǎng)殖等方面。在能源緊缺的今天, 大力開發(fā)地熱資源, 對于緩解能源緊張、減少環(huán)境污染、促進經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

 

  1 東營市可利用地熱資源量及可采熱水量

 

  1.1 東營市可利用地熱資源量

 

  東營市東營城區(qū)地熱田可利用熱能為764 MW, 面積342 km2 ;孤島地區(qū)地熱田可利用熱能為171.17 MW,面積84 km2 ;河口地區(qū)地熱田可利用熱能為

 

  173.88MW, 面積65 km2 。這3個大型地熱田屬于低溫地熱資源, 自上而下有3 個熱儲層組。埋深1 000 ～1 800 m, 熱儲溫度55 ～ 95℃, 地熱水礦化度10 ～ 20 g/L,單井出水量1 000 ～ 2 000 m3 /d, 富含偏硅酸、溴、碘、鍶、鋰等有益化學成分。經(jīng)測算, 3個熱儲層地熱資源量共計365.636 ×1018 J, 折合標準煤124.79 ×1018 t;可利用地熱資源量合計為79.81 ×1018 J, 折合標準煤27.23 ×1018 t。

 

  1.3 東營市地熱資源開發(fā)利用條件分區(qū)

 

  根據(jù)區(qū)內(nèi)地熱儲量分布條件, 劃出4個地熱資源開發(fā)利用區(qū)。

 

  (1)孤島地熱開采區(qū)。該區(qū)位于孤島至仙河鎮(zhèn)一帶。開采目的層自上而下為館陶組、東營組和寒武-奧陶系, 熱儲層熱水溫度較高, 可根據(jù)不同用途進行不同層位的開發(fā)。各開采層主要開采指標見表3。

 

  (2)汀河-陳莊東區(qū)地熱開采區(qū)。該區(qū)位于陳家莊凸起北側(cè), 汀河-陳莊一帶, 館陶組厚度大, 成井深度1 100 ～ 1 200 m, 即可獲得60 ℃左右的熱水。

 

  (3)東城-西城地熱開采區(qū)。該區(qū)以西城為中心,呈東西條帶狀分布, 寬約6 km, 開采層主要指標見表3。該開采區(qū)地處市區(qū), 交通便利, 位置優(yōu)越, 經(jīng)濟發(fā)達, 開采目的層深度適中, 館陶組、東營組砂層厚度均較大, 已施工有專門地熱井, 開采條件是全市最好的地區(qū)。

 

  (4)牛莊-六戶地熱開采區(qū)。該區(qū)距市區(qū)較近, 位于牛莊-六戶一帶, 砂層厚度較大, 埋藏條件適中, 是較理想的開采區(qū)。館陶組砂層厚度大, 水量較豐富, 是該區(qū)優(yōu)先考慮的開采層, 其次考慮東營組。

 

  2 東營市地熱資源開發(fā)與利用現(xiàn)狀

 

  早在1973年, 勝利油田就在距離入?？诓贿h處的孤島地區(qū)打出1口溫泉井。然而, 東營市真正開發(fā)利用地熱資源較晚。2002年第1口專用地熱井—東營賓館地熱井才開發(fā)成功。目前東營市共勘探發(fā)現(xiàn)地熱井30口[ 4] , 利用率已達76.7% (表4)。多數(shù)為房地產(chǎn)、賓館、療養(yǎng)院等行業(yè), 主要用于供暖、生活用熱水和生產(chǎn)用水(表5)。

 

  東營市地熱資源在農(nóng)業(yè)種植、養(yǎng)殖方面也曾發(fā)揮重要作用。廣饒縣碼頭鄉(xiāng)利用草2井(水溫58 ℃、水量890 m3 /d、自流)和利津縣汀河鄉(xiāng)利用陳10井(水溫75 ℃, 水量900 m3 /d)地熱水進行羅非魚越冬保種,多年試驗結(jié)果表明, 不僅能越冬保種, 而且在冬季還能生長繁殖[ 5] 。這2口熱水井都曾取得了明顯的經(jīng)濟效益和社會效益, 目前由于井壞, 已停止使用。

 

  3 東營市地熱資源開發(fā)與利用存在問題

 

  3.1 地熱資源開發(fā)利用單一, 開發(fā)規(guī)模小

 

  目前東營市的地熱開發(fā)企業(yè)大多經(jīng)營規(guī)模小, 梯級利用程度低, 技術力量比較薄弱, 綜合效益較差。并且, 主觀上自覺保護和節(jié)約資源的意識較差, 開發(fā)利用模式單一, 僅用于洗浴、冬季供暖, 而在農(nóng)業(yè)種植、水產(chǎn)養(yǎng)殖等方面利用程度較低。處于自發(fā)、分散和粗放的利用階段, 社會和經(jīng)濟效益不夠顯著。

 

  3.2 目前地熱井不宜回灌

 

  地熱井回灌是1項既能節(jié)約資源又能保護環(huán)境的雙效措施。然而經(jīng)過專家論證表明:①東營市開發(fā)利用的熱儲層大部分為孔隙-裂隙發(fā)育, 地層多為泥巖或沙巖,孔隙度小, 滲透率低, 回灌壓力大, 不適宜回灌;②地熱回灌井的井口結(jié)構和套管的技術要求較高, 成井或操作不當會造成回灌濾水管堵塞, 甚至井身炸裂;③回灌會改變熱儲狀態(tài), 如回灌井與開采井距離不當, 回灌水會快速到達開采井, 從而引起開采井水溫下降。反之回灌水達不到開采區(qū), 就起不到保持地熱壓力、穩(wěn)定地熱的作用。鑒于以上情況, 專家建議在進行成功的回灌試驗前, 不宜全面推行地熱回灌。

 

  3.3 地熱尾水排放對周邊環(huán)境造成一定影響

 

  地熱資源開發(fā)利用在促進生態(tài)環(huán)境保護、經(jīng)濟發(fā)展及提高人民生活質(zhì)量的同時, 也會對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生不同程度的影響。根據(jù)前期現(xiàn)場調(diào)查, 地熱排放渠道主要是雨污水管道。由于無法實現(xiàn)綜合利用, 地熱尾水排放溫度(30 ～ 40 ℃)和礦化度較高, 排放時間集中, 對周邊環(huán)境會造成一定程度影響。

 

  3.4 地熱資源勘查評價程度較低

 

  目前, 東營市地熱資源勘查仍然較粗, 沒有對各縣區(qū)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)進行詳細地測算。再加上對地熱產(chǎn)業(yè)的認識不夠, 有關部門只將地熱作為1種礦產(chǎn)來開發(fā), 忽視了地熱資源的綜合開發(fā)效能, 缺少相應的綜合開發(fā)利用規(guī)劃, 難以形成產(chǎn)業(yè)鏈。

 

  4 東營市地熱資源合理開發(fā)與利用對策研究

 

  4.1 梯級開發(fā), 綜合利用

 

  東營市應遵循“梯級開發(fā)、綜合利用” 的策略, 對地熱資源開發(fā)合理布局、分步實施、科學開采、綜合利用。①對東營城區(qū)地熱資源, 主要考慮用于供暖、洗浴、工業(yè)、醫(yī)療以及保健等。②河口區(qū)水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)發(fā)達, 該地區(qū)地熱資源可注重用于蔬菜種植、花木繁育、禽畜孵化以及水產(chǎn)養(yǎng)殖基地的魚苗過冬、新蝦產(chǎn)卵、幼蝦生長和海參養(yǎng)殖等方面。尤其是利用地下熱水直接或間接養(yǎng)殖羅非魚, 不僅能使其安全越冬, 還可以孵化繁殖和養(yǎng)殖成魚。③孤島地區(qū)地熱溫度較高, 可以建立大面積的地熱溫室, 有效做好地熱資源的綜合利用、梯級利用, 可以使該區(qū)形成較大規(guī)模的地熱產(chǎn)業(yè)[ 6] 。④廣饒縣工業(yè)較為發(fā)達, 資金較為充裕, 雖其地熱溫度不高, 但可考慮深層地熱資源的開發(fā)與利用, 進行工業(yè)供熱或取暖。

 

  目前東營地區(qū)幾家大型養(yǎng)雞場均為電孵, 在地熱孵化養(yǎng)雞方面還屬空白。電孵模式成本高、污損嚴重, 建議當?shù)卣皹I(yè)務部門大力開發(fā)地熱, 對現(xiàn)有養(yǎng)雞場進行技術改造, 用地熱取代電源, 以降低電費, 有效控制溫度和濕度。

 

  4.2 重視地熱尾水排放與回灌技術研究

 

  根據(jù)東營市地表水、地下水、土壤背景和地表植被等原生與次生環(huán)境條件, 目前條件下地熱尾水排放對地表水、地下水環(huán)境和土壤環(huán)境影響較小。但從長遠考慮, 東營市應大力推廣自動化監(jiān)控與熱泵技術, 加強地熱尾水的排放技術研究以及地熱回灌井的井口結(jié)構和套管等回灌技術研究, 提高地熱綜合利用率, 徹底解決由于把含鹽、高礦化度的地下熱水排放到地表而造成生態(tài)災難的問題, 同時又可緩解由于開采地下熱水引發(fā)的地面沉降問題[ 8] 。同時, 建立健全地熱資源開發(fā)利用生態(tài)環(huán)境監(jiān)測、監(jiān)督、管理體系, 形成主管部門、專業(yè)監(jiān)測、群眾監(jiān)測的監(jiān)管網(wǎng)絡, 實現(xiàn)開發(fā)與環(huán)境恢復治理同步, 地熱資源開發(fā)利用與生態(tài)地質(zhì)環(huán)境保護協(xié)調(diào)發(fā)展。

 

  4.3 開展地熱資源監(jiān)測和管理工作

 

  未取得開采利用經(jīng)驗, 不了解開采與水位、水質(zhì)、水量動態(tài)關系以及對環(huán)境影響程度、對人體健康影響之前, 不宜大規(guī)模開發(fā)地熱資源。安裝遠程自動監(jiān)測系統(tǒng), 對地熱開發(fā)利用的各種信息進行實時監(jiān)測研究。并根據(jù)監(jiān)測信息及時調(diào)整地熱開發(fā)利用規(guī)劃, 為政府部門提供地熱管理基礎資料, 以指導地熱監(jiān)督管理工作。

 

  4.4 開展淺層地熱能的調(diào)查與開發(fā)利用研究

 

  東營市地下100 ～ 200 m埋藏有豐富的淺層地熱能資源。淺層地熱能可用于供暖與制冷, 適宜于辦公樓與高檔住宅小區(qū)。因此, 建議應在進行地質(zhì)調(diào)查評價的基礎上, 進行適宜性區(qū)劃, 建立淺層地熱能利用示范工程, 逐步推廣利用。

 

  4.5 開發(fā)地熱井智能網(wǎng)絡化管理系統(tǒng)

 

  東營市可參照天津市的有關經(jīng)驗, 開發(fā)適合當?shù)氐牡責峋悄芫W(wǎng)絡化管理系統(tǒng), 利用自動化和網(wǎng)絡信息技術, 實現(xiàn)對各地熱水井運行情況數(shù)據(jù)的實時采集和監(jiān)控, 如每個井的開采量、開采溫度、動態(tài)水位及運行狀態(tài)等, 為征收礦產(chǎn)資源補償費提供可靠依據(jù), 也為資源跟蹤評價提供基礎資料。

 

  5 結(jié)語

 

  東營市地熱資源豐富, 開發(fā)潛力巨大。通過合理規(guī)劃, 如果形成以東營、河口、孤島、廣饒為中心的4個大面積系統(tǒng)的開發(fā)利用體系, 則將會進一步推動該區(qū)域的經(jīng)濟發(fā)展。但地熱資源屬國家所有, 開采利用地熱資源, 必須按照規(guī)定繳納資源稅和資源補償費。凡在東營市欲從事地熱資源勘查、開采的企業(yè), 都應當向山東省國土資源行政主管部門申請登記, 領取勘查、開采許可證, 取得探礦權、開采權。同時, 為防止造成地質(zhì)災害、資源浪費、環(huán)境污染和生態(tài)破壞等, 企業(yè)在開采地熱資源前還應當進行環(huán)境影響評價。并且城市供熱系統(tǒng)覆蓋的區(qū)域內(nèi), 不得利用地熱供暖, 要嚴把技術水平關、資源消耗關和環(huán)境保護關, 合理地布置全市的地熱水井位。

 

  對于目前已成井的2口熱水井要限期投入使用, 已封的5口井要徹查原因, 加以改造。同時, 還要推廣地熱資源的利用層面。除用于供暖、洗浴外, 要加大地熱在農(nóng)業(yè)種植、大棚蔬菜、水產(chǎn)以及花卉養(yǎng)殖方面的應用力度, 以降低農(nóng)漁業(yè)生產(chǎn)成本、建立無污染生態(tài)農(nóng)漁業(yè), 適應黃河三角洲高效生態(tài)經(jīng)濟的規(guī)劃與建設。同時, 還可考慮地熱在醫(yī)療保健、旅游度假等方面的應用, 使東營市地熱資源向著科技型、節(jié)能型、效益型與環(huán)境友好型的方向穩(wěn)步發(fā)展。