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國土資源部中國地質調查局表示,日前我國科學家在青海共和盆地3705米深處鉆獲236℃的高溫干熱巖體。這是我國首次鉆獲溫度最高的干熱巖體,實現了我國干熱巖勘查的重大突破。經過初步評價全國陸域干熱巖資源量為856萬億噸標準煤,根據國際標準,以其2%作為可采資源,全國陸域干熱巖可采資源量達17萬億噸標準煤。
據了解,自2014年在共和盆地地下2230米處成功鉆獲溫度高達153攝氏度的干熱巖之后,此次在地下3705米深處的鉆探成果再次刷新了干熱巖溫度的記錄。干熱巖埋藏于地下3到10千米,是沒有水或蒸汽的、致密不滲透的高溫巖體。這種新興地熱能源,溫度在150℃以上,可廣泛用于發電、供暖、強化石油開采等等。
干熱巖的開發新進度,讓地熱資源利用再度引發關注。
相比遠在青海的干熱巖資源,雄安新區則是近期地熱資源開發的另一重點區域。國土資源部中國地質調查局披露的調查成果顯示,雄安新區地熱資源豐富,可開發利用條件適宜,每布設1平方米地埋管可滿足2~3平方米建筑面積的供暖制冷需求。綜合利用地源熱泵系統供暖制冷,起步區可滿足3000萬平方米建筑面積,全區可滿足約1億平方米建筑面積。
與干熱巖不同,雄安新區屬于地熱水資源,其中雄縣地熱田位于冀中平原中部,距離北京城區108公里,熱田面積300余平方公里,是中國東部平原中地熱水資源埋藏淺、溫度高、水質優、資源豐富、開發利用條件好的地熱田之一。
早在2009年,雄縣政府就與中石化新星公司簽訂戰略合作協議,共同建設開發地熱資源用于供暖。到2016年,雄縣建成供暖能力達450萬平方米,城區95%以上的建筑實現地熱供暖。
雄安新區建立后,中石化方面表示在雄安新區有望規劃約1億平方米規模的新增地熱供暖覆蓋,預計雄安新區地熱總投資有望達到500億元以上。
目前,中石化旗下新星公司是目前雄安地區地熱能開發的唯一龍頭。中石化新星公司作為國內最大常規地熱資源開發利用企業,已形成了京津冀、關中、豫魯、山西、東三省五大區域布局,業務輻射16個省份,地熱供暖能力達到4000萬平方米,占全國常規地熱供暖的40%。
中國地質調查局副局長王昆在國土部今天(9月6日)上午舉行的《關于加強城市地質工作的指導意見》新聞通氣會上,接受經濟觀察網記者提問時說,國土部已經完成對雄安新區的第一階段城市地質調查,并移交雄安新區。結果顯示,雄安新區適宜淺層地熱能開發利用,國土部將開展容城地熱田初步勘查。
王昆介紹雄安新區城市地質調查取得的進展時說,國土部按照"世界眼光、國際標準、中國特色、高點定位"要求,明確了雄安新區地質調查思路,提出了"構建世界一流透明雄安、打造地熱資源利用全球樣板、建成多要素城市地質調查示范基地、為雄安新區規劃建設運行管理提供全過程地質解決方案"四大愿景目標。
今年6月正式啟動雄安新區地質調查野外工作,經過兩個多月奮戰,第一階段地質調查工作首戰告捷。
王昆介紹,雄安新區的城市地質調查主要取得五方面結論。一是區內場地穩定性和工程建設適宜性總體較好,場地穩定和基本穩定區占 89.5%,均適宜或較適宜工程建設; 二是重點調查區地下空間開發利用條件優越,適合規?;_發;三是重點調查區土壤環境清潔,清潔區面積占 99.3%;四是地下水質量總體良好,但目前地下水仍處于超采狀態,地下水位持續下降,地面沉降呈加劇趨勢;五是區內適宜淺層地熱能開發利用,起步區內適宜開發利用地熱資源的土地面積約 12 平方千米,可滿足約 3000萬平方米建筑面積供暖制冷需要。
關于下一步的工作,國土部將進一步精準對接需求,有的放矢推進雄安新區地質調查工作,全面服務雄安新區規劃、建設和管理。
王昆介紹, 國土部將開展容城地熱田初步勘查、重點地區工程地質詳細勘察、深層水文 地質勘探試驗、深部三維地質結構探測,初步搭建透明雄安數字平臺框架,為控制性詳細規劃編制提供基礎資料和決策支持。
其次,開展地面沉降嚴重區高分辨率調查,構建地面沉降立體監測網,建立地下水模擬與三維地面沉降模型,評估地面沉降風險,為工程規劃建設和地面沉降風險防控提供決策依據。
另外,國土部將全面實施地熱田整裝勘查,深入開展多要素城市地質調查,系統建立國土資源與地質環境監測預警網絡,全面建成透明雄安數字平臺,為雄安新區規劃建設、運營管理提供全過程地質解決方案。
在近幾年的新能源領域,地熱能開始展露頭角,它清潔高效、穩定安全,具有獨特的優勢,并且儲量巨大,尤其是我國的地熱資源,約占全球地熱資源量的六分之一。地熱能的利用系數是80%,在所有可再生能源中,它的利用率是最高的。
地熱能既可以發電,也可以供暖,還可以進行溫泉旅游開發以及地熱農業種植和養殖,它能夠輔助治理霧霾,減少非可再生能源的消耗,作為新能源的重要部分,是未來能源結構調整中的一個重點,目前地熱能雖然沒有太陽能、風能的普及度高,但也在加速發展,積極預熱,目前很多地熱資源豐富的地區都在開始進行地熱資源開發,而地熱資源開發中最基礎也是最重點的工程,就是地熱鉆井。
地熱井不同于普通水井,因為它打得更深,就會面臨更復雜的地質狀況和其他狀況,因此投資較高,同時也面臨著一定的風險,隨著地質條件的變化,還有很多隱蔽工程,因此可能在中途還要相應地調整鉆井設計方案,而如果在地熱鉆井過程中管理不善或粗放進行,在檢查時很難發現,但在后期卻會埋下隱患。所以,在進行地熱鉆井時,有些事情是不可不知的。
關于地熱勘察
地熱鉆井涉及到的工程金額巨大,所以,要非常慎重,而地熱能開發是有規律可循的,首先要知道資源的狀況,然后進行規劃,再進行開發,地熱勘察就是解決資源狀況的信息問題的,因前期不做勘察而盲目進行地熱鉆井最終造成廢井的狀況屢見不鮮。地熱勘察雖然花時間、耗精力、有費用,但它是地熱鉆井成功率和地熱井質量的保證,為了保證地熱鉆井的科學、順利進行,以及長期的生產效益,地熱勘察不可少。
地熱規劃的重要性
地熱資源的分布是不均勻的,不論是地上還是地下,橫向還是縱向,此外,地熱資源也分很多種,并且資源本身的溫度、化學性質都有所差異。而地熱鉆井是地熱利用的前期工程,這是一項有目的的工程,要先有規劃,再進行生產開發,從而達到資源的合理配置和利用,地熱資源是進行發電還是供暖,溫泉旅游還是地熱農業,這些影響著要打什么樣的地熱井,合理的地熱規劃,不僅能夠提高地熱利用收益,也能夠提升資源的利用率,從而節約資源。
地熱鉆井中,不僅要按部就班,也要具體問題具體分析
地熱勘察提供的信息,使地熱井根據地熱地質狀況選擇設備、技術和鉆井工藝方案,在此基礎上,進行鉆井施工。地熱井在按照鉆井工藝和鉆井施工方案實施時,要進行分步、分項工程劃分,設置工序質量控制點,這樣以便進行工程質量管控,也便于后期檢查和評估。此外,在工程過程中,要注重即時監測,設置井下電視等設備,因為地下地質情況極其復雜,在出現異常時,可以及時處理,避免事故風險,確保地熱鉆井工作的順利展開。
地熱井效率高的秘密
很多人想知道,同樣是地熱鉆井,為什么有的就很高效,有的用個兩三年就不行了呢?這存在一個運維問題。地熱井的利用系統雖然操作簡單,但是客觀存在的地下狀況卻不會因此而變簡單,由于地熱水存在水熱礦三種性質,而井管通常是金屬管的話,結垢生銹這類事情幾乎是不可避免的。所以,即使是成井投產后,地熱井依舊需要保養,定期進行洗井,并且監測水質狀況。
回灌?有這個必要嗎?
地熱資源是有條件的可再生資源。有的地質條件好,設計合理的地熱井,能夠達到采償平衡,就能夠長久運作,而有的地熱井由于抽取量與地下不協調,可能長期開采就會造成地下資源枯竭,在這種情況下,就顯示出了適當回灌的重要性,用的是熱量,而水是可以長久循環的,這樣確保了整個地上地下系統的和諧與資源的持續利用。
隨著全球氣候問題日趨嚴峻,地熱作為一種清潔能源,越來越受到各國政府的重視。據統計,全世界已有78個國家在開發利用地熱能資源。我國是一個地熱資源較豐富的國家,未來地熱能開發利用前景廣闊。
相對打水井而言,地熱鉆探設備十分龐大,為了在地熱鉆井前后組裝拆卸方便,從而縮短施工周期,進行地熱鉆井的鉆機各部件,如鉆塔、機臺等等,要實現輕質量的整體化。
一、使用正確的鉆頭在鉆井過程中,要使用相應的三牙輪鉆頭,防止牙輪掉落井內,造成難以彌補的損失。地熱井的鉆孔很深,隨著孔深的增加,溫度也在上升,地下情況復雜多變,因此一定要選用質量好的三牙輪鉆頭,才能確保安全作業。
二、卷揚機能力要大,自動鉆進裝置來提速地熱鉆探通常是大口徑鉆探,所鉆地層的地質形態多是堅硬、破碎、高溫的巖石。在地熱鉆井過程中,鉆頭的負荷、回轉是影響鉆進的重要因素,故卷揚機的能力要強大,同時配備自動鉆進裝置,以提高鉆進速度,并節省電力。
三、一定要配備大排量泥漿泵.
在鉆進過程中,循環泥漿在接觸高溫地層后,會很快被加熱到沸點,如果不進行處理,就有涌噴的危險。與此同時,高溫對鉆頭的影響很大,泥漿本身的性能也在變化,很容易產生孔壁坍塌等。因此,地大熱能提醒您,在鉆井前,要配備與泥漿冷卻裝置相匹配的大排量泥漿泵,才能安全地控制井內溫度,盡量規避孔壁坍塌的危險。
四、對付熱水和蒸汽要使用防噴裝置防噴裝置是必不可少的,因為在鉆進時,地熱井內發生劇烈變化,當鉆進到高壓汽、水層時因壓力過大,加之泥漿的侵入,,引起泥漿密度急速降低,就會使熱水或熱蒸汽噴涌,而防噴裝置是具有耐熱性的防護設備,有利于迅速制止熱水和蒸汽的噴涌。
五、地熱井內監測設備地熱鉆井的地質情況結合地下熱水蘊藏狀況,通常比較復雜,地大熱能在進行地熱鉆井的過程中,采取相應的實時監測設備,及時的分析鉆井過程中可能出現的事故,分析孔內情況,如果發現井內異常的情況,就會進行及時處理,避免鉆井事故的發生,讓地熱資源的開發利用得到利益最大化。