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據新華社消息,經過8年時間的勘查和評價,新疆國土資源部門近日驗收確定,在位于新疆帕米爾高原的塔什庫爾干塔吉克自治縣發現兩處總面積達15平方公里的地熱資源,將滿足當地冬季供暖以及溫泉旅游、溫室大棚等開發,助力經濟發展和民生改善。
第八屆清潔能源部長級會議6月7日在北京開幕,國務院副總理張高麗表示,中國將堅持“節約、清潔、安全”的能源戰略方針,著力構建清潔低碳能源消費體系。中國國家主席習近平指出,發展清潔能源,是改善能源結構、保障能源安全、推進生態文明建設的重要任務。
我國地熱直接利用已連續多年位于世界首位。中國工程院院士、中石化副總經理曹耀峰在聯合國全球契約中國網絡主辦的2016實現可持續發展目標中國峰會上說,我國地熱直接利用是位居全球第二的美國的2倍多。2014年底,我國地熱供暖比例達19%,首次超過溫泉洗浴,地熱開發的能源性、技術性更加突出。
曹耀峰表示,國家“十一五”規劃中列入了風能、太陽能規劃目標,十年來,風能裝機容量從2005年的126萬千瓦增長到2015年的12934萬千瓦,增長了103倍;太陽能光伏發電裝機容量從2005年的7萬千瓦增長到2015年的4418萬千瓦,增長了635倍。今年國家專門編制了《中國“十三五”地熱產業發展規劃》,從風能和太陽能10年來的發展速度不難看出,地熱產業的發展前景將不可限量。
從全國范圍內看,根據地熱能開發利用十三五規劃初步估算,到2020年我國地熱能利用量相比2015年增長2.5倍,到2020年地熱實現替代標煤7210萬噸,2020年能源消費總量48億噸標煤測算,屆時地熱在我國能源結構中占比將達到1.5%。將帶動投資約2600億元。淺層地熱能供暖(制冷)可拉動投資約1400億元,水熱型地熱能供暖可拉動投資約800億元,地熱發電可拉動投資約400億元。在《地熱開發利用“十三五”規劃》的指引下,地熱開發有望取得爆發性高增長。
16年5月,聯合國糧食及農業組織近日發布報告稱,從地核散發出的熱流——地熱能是一種可再生、清潔且廉價的能源,只需對其利用進行初始投資,便可使其為發展中經濟體高效、可持續的糧食生產及加工提供獨特的機會。
地熱能還可作為溫室、土壤和養殖用水的主要加熱來源。研究表明,溫室使用地熱供暖能夠減少真菌感染,并降低燃料成本高達80%,有助于大大節省經營預算。在世界一些地區,石油和天然氣昂貴且稀缺,但從5000攝氏度地核中釋放出的約4200萬兆瓦能量在數十億年間不會枯竭。很多發展中經濟體都有條件將熱能用于農業,包括處于環太平洋火山帶的國家,如墨西哥、印度尼西亞、菲律賓以及南美洲太平洋沿岸國家等。
目前,全世界有38個國家在農業生產中直接使用地熱能;24個國家利用其來發電,其中冰島、哥斯達黎加、薩爾瓦多、肯尼亞、新西蘭和菲律賓利用地熱能,能夠滿足本國10%的用電需求。使用地熱能的發展中經濟體目前有23個,但其對地熱能的利用大多僅限于供暖和洗浴等休閑目的。只有不到一半的國家正在順利實施地熱農業項目,包括水產養殖、種植和加工等。
中國的地熱農業起步很早,早在上世紀70、80年代,就涌現了地熱種植與養殖熱潮。到了21世紀,由于地熱行業本身的再度升溫,地熱農業又逐漸回暖,與其他地熱項目配合,綜合發展起來。
據2013年數據統計,中國目前利用地熱的溫室大棚有133萬平米,側重于高檔的跨季節果蔬、花卉和菌類的種植和育苗。這些地熱溫室大棚種植,需要的地熱溫度并不高,基本可以利用一些溫泉沐浴和療養過后的溫泉水,相當于二次利用,但帶來的經濟效益卻是不可忽視的,對于很多溫泉村和溫泉小鎮來說,不僅有旅游方面的經濟收益,也能夠促進當地農業的發展和提升。
專家介紹,利用地熱資源進行農業生產模式,及時在冬天也能做到冬日夏云,不僅能充分利用閑置的陽光促進生產,而且也不會消耗過多的能源,是清潔、環保、節能的高新科技,既能夠為區域提供豐富多樣的四季蔬果,又不會造成資源的浪費以及環境的污染,如果能夠得到規?;?、集約化的推廣,將會提高冬季農業生產力,增加農民收入,豐富冬季蔬果市場,帶來較高的經濟效益和廣泛的社會效益。
第一點:鉆機設備選型要比預測的深,不能選定多深就按多深來,從根本上避免現意外情況的出現。
第二點:保持鉆井的垂直最大化,最好不要過多彎曲,以此避免井內出現事故,還能有效的降低井壁管受到磨損,延長使用壽命。
第三點:嚴格使用沖洗液鉆進,熱儲層內鉆進嚴禁使用稠泥漿。要準確的鉆井地質編錄,嚴格并正確的進行地質分層,這點一定馬虎不得,因為工作人員要依據鉆井中的地質變化對可能出現的問題做出判斷并找出對策,及時的修改并完善地質設計的計劃。
第四點:保持合理地井身結構并嚴格的固井,具體是表層關口徑及下入深度應充分考慮取水設備口徑和下入深度的需要;井壁管應下入熱儲一定的深度并嚴格封閉熱儲頂板上部各層位,盡可能做到3徑或4徑至孔底。
第五點:要準確的鉆井地質編錄,嚴格并正確的進行地質分層,因為工作人員要依據鉆井中的地質變化對可能出現的問題做出判斷,并找出對策,及時的修改并完善地質設計的計劃。
第六點:下入表層管、井壁管前及達到設計深度時均應測井,以結合地質編錄進行地質分層、了解地層溫度變化和熱儲的滲透性、含水性特征,用以指導鉆井施工。
第七點:鉆井完工應及時進行洗井和產能測試,嚴禁停滯時間過長,洗井應針對熱儲地層特征、鉆井深度、使用泥漿性質和稠度采用不同的方法,最終產能測試應滿足規范的要求。
當人們泡在溫泉的溫泉里,或是享用溫泉供暖帶來的便利時,很少會想這種福利是怎么來的,更多數人想的是,花錢買來的。溫泉因其特殊的性質,被越來越廣泛的利用起來。溫泉可以作為旅游休閑沐浴,也可以輔助醫療,可以提供供暖,甚至可以用溫泉的水和熱促進農業種植。
如果作為上游供應者,在面臨巨大的利潤誘惑時,更理智的是思考需要經歷哪些重要流程,溫泉開發投資者們,會希望了解最關鍵的步驟,溫泉鉆井背后的故事。
一口溫泉井,從最初的想法,到最終的成井后投入生產,中間要經歷許多故事,但這故事,很多沒有參與過鉆井的人并不了解,大多數人認為,那不就是在地下打口井,越深越好嗎?于是很多原本屬于其他行業的閑置鉆井施工公司,也轉入熱門的溫泉鉆井行業,形成了各自不能言說的故事。
失敗的溫泉井,故事是千奇百怪的,成功的溫泉井,故事卻是大同小異的,只有經過科學的勘察、合理的規劃、因地制宜地施工方案、按部就班的規范施工、持之以恒的后期維護,才能使溫泉鉆井工程順利進行,并保證長期出水,水溫恒定,以確保開發投資商的長久利益。
溫泉勘察:你都不知道熱水在哪里,談什么打井?
溫泉也是礦,既然是礦,就要按采礦的道理來——它并不是單純的打井,甚至和打石油井都有巨大區別,雖然石油井更深,但是溫泉除了“水”、“礦”的性質,它必須還有“熱”,哪個更難打,還真的挺難判斷。即使溫泉比石油分布廣泛,也不是隨處都可以打出來的,更何況它還有著變化的性質。
溫泉的賦存是有規律的,因此進行溫泉開采之前,就要針對溫泉的各種規律,進行科學詳細的溫泉勘察,摸清地下溫泉的存在深度、有多少熱水,有多熱,它的形成條件是怎樣的,如何補償,如何流動,蘊藏溫泉的地層周邊是什么樣的,等等諸如此類的問題,都要交給專業的溫泉勘察技術人員來進行實地考察、理論分析,做出溫泉勘察的可行性報告,再進行溫泉后期的鉆井工程,這樣才能知己知彼,百戰不殆。
溫泉規劃:知道要做什么再做什么效率最高
溫泉勘察得出的結果,不僅僅是為了溫泉鉆井服務的,規劃這一步也很重要。好比這個地區有能夠進行大型地熱區域集中供暖的溫泉水量,但偏偏拿它來洗澡,這不是暴殄天物嗎?洗澡后帶有余熱的溫泉水白白流掉,不覺得心疼嗎?同樣,該地只有開發小規模溫泉洗浴的水溫和水量的溫泉水,一定要大干一場的話,通常會造成短期過度開采,導致資源枯竭,逆天而行的結果往往很痛苦。
因此,在勘察之后,鉆井之前,要對溫泉資源進行規劃,有多少熱水做多少事,既不浪費,也不耗盡,不僅要對溫泉的每個溫度梯度做綜合利用的規劃,也要對溫泉地理區域進行劃分,能打多少井,每片區的井用來供應哪些應用,同時也對溫泉供應管網進行規劃,爭取最大程度利用溫泉資源,這也是降低成本提高產出的方式。
溫泉鉆井工藝及設計方案:鉆井高效不單靠設備先進
溫泉鉆井是鉆井,但它鉆采的是溫泉,因此,要想高效地開發溫泉這種特殊的礦產資源,不僅要有相應的設備,還必須有因地制宜并且合理的鉆井工藝設計方案,它必須考慮到當地的地質情況和溫泉水賦存情況,采用相應的鉆進設備——是相應的,不是越貴越好、越先進越好,什么樣的巖石影響著選擇什么樣的鉆頭,才能確保鉆進效率和降低設備磨損程度,同時使工程順利進行。
此外,設計方案也會考慮特殊的地質狀況可能產生的問題,畢竟即使再詳細的勘察,也不可能像土行孫一樣遁地千里,在鉆進的同時進行監測,也可以隨時進行調整,規避可能因地質問題帶來的事故,降低風險成本,達成高效的溫泉鉆井。
后期維護:沒有多余的工作,只有集約式管理
溫泉鉆井開采的溫泉,通常帶有各種礦性,這往往在前期勘察中就已經得到了了解,但了解并不能避免溫泉中的礦物質經過長期沉淀造成的結垢,也無法阻擋鉆井設備中金屬管生銹等問題。結垢和生銹并不是事故,但如果長期忽視這種問題,就會造成整個溫泉利用項目系統的亞健康狀態,亞健康狀態發展成慢性病,最終如同血栓一樣堵塞水口水管,整個項目就會出現大危機。
因此,日常的除垢防銹工作非常重要,這是溫泉鉆井后期管理工作的重要環節,不僅要利用各種有效手段除垢防銹,還應根據溫泉的開采和地下溫泉系統的補償速度比例,進行監測,如有需要,適當回灌,以確保溫泉資源能夠得到長久的開發,從而使項目的收益可持續化。
地熱水的大量集中開采會因其埋藏深度大、補償緩慢、再生速度不快而使地熱水水位下降形成地面沉降和人為意義上的資源匱乏。為解決地熱資源的長久不衰、長期享用,最有效的途徑就是實現地熱尾水回注?;毓嗑褪菍⑹褂眠^的已降溫的熱水重新注入到砂巖含水層中。
地熱開采示意
地下熱能資源非常豐富,水只是作為熱能載體,要充分利用地熱資源,采取一次性開采地熱水的方法是極為有限的,棄水回注是目前國際上解決地熱水位下降,延長地熱使用壽命的最好方法,通過回注形成良性循環狀態,在循環過程中,地熱水不斷將地球深部熱能帶到地表,從而使地熱能得到持續利用。
回灌裝置簡圖