新时代地热行业发展特点及几点思考

当前,中国特色社会主义进入了新时代,社会各项建设取得重大成就,地热产业也发展壮大。在大力倡导生态文明建设、推进绿色发展、提升环境保护、推进资源的节约和循环利用的社会发展形势下,一些重要规划和政策的实施、一批重点区域和重大项目的建设、大量地热能开发利用新技术的推广,又给地热产业带来了新的发展契机。不同形式、不同利用方式的地热能都将迎来更广阔的市场、更高的产业增长态势。为顺应新时代行业发展,地热产业应抓住机遇,迎接挑战,创新突破,成就未来。本文将从上位决策、项目建设、技术创新、管理等方面,分析当下地热行业发展的形势、特点和存在的问题,提出相关建议,以共同探讨,相互借鉴。     

松嫩盆地北部林甸地热田供暖尾水处理试验

将混入污染物和杂质的地热尾水直接排向地表水体,会造成水、土环境污染,也会造成水资源的浪费。为高效减少地热尾水中污染物,实现供暖地热尾水的无害化排放,以林甸县花园镇供暖地热尾水为例,通过混凝沉淀、超滤、纳滤工艺开展供暖尾水处理的室内实验和中试试验研究,连续监测获取地热尾水各处理工艺运行参数,组合工艺稳定运行期间监测到溶解性总固体浓度由5 824.7 mg/L降为432.40 mg/L、氯化物浓度由3 010.13 mg/L降为194.16 mg/L、氟化物浓度由1.57 mg/L降为0.31 mg/L、硼浓度由4.04 mg/L降为1.62 mg/L。确定该区地热尾水处理的最佳组合工艺为采用超滤运行压力为0.1 MPa,纳滤膜为陶氏NF90,操作压力为0.60 MPa,进水量为0.8 m3/h。室内实验溶解性总固体去除率90.21%～92.49%,氯化物去除率91.63%～93.02%,氟化物去除率96.81%,硼去除率55.20%～55.69%。中试试验溶解性总固体去除率为92.62%;氯化物浓度200 mg/L,氯化物去除率为92.57%;硼浓度1.77 mg/L,硼去除率为55.7%,以上实验结果均达到相关规范标准。试验证明本工艺处理松嫩盆地北部林甸地热田供暖尾水是可行的,解决了供暖尾水处理中资源浪费和尾水回收利用的技术性问题,为地热资源可持续利用提供了新的途径。     

新型同径分层止水工艺在地热探采深井的应用

原平大营地热探采结合深井完钻井深3088 m,为探明494~3088 m变质岩地层的水文地质参数和水源补给情况,基于岩心和测井资料划分4个抽水试验段,且试验后需要恢复目的含水层。根据“一孔同径分层止水”原则,设计了管内止水托盘止水、管外止水伞止水的新型同径分层止水工艺。该工艺简化了井身结构,避免了管外投粘土球、注水泥等堵塞含水层的情况。现场实施表明,该工艺止水效果完全满足水文地质抽水试验要求,可为同类工程提供经验和借鉴。     

复杂环境条件下地铁降水回灌系统设计与研究

针对北京市地铁丰益桥南站和丰益桥南站—终点区间施工降水回灌场地周边复杂环境,基于抽水试验、场地回灌试验、周边回灌试验等,从回灌池的深度、回灌井的深度、单井回灌水量、回灌井布置等方面设计了回灌系统.分别采用解析法和数值法检验了回灌系统方案的合理性,最终确定了以84眼小口径井和1眼大口井进行补充的回灌方案能满足施工降水排水需求.经实际运行显示,系统回灌总量7261×104 m3,实现了地铁降水排水100％资源性回灌.     

大地电磁测深在地热勘查中的应用研究

大地电磁测深法(AMT)作为一种传统的频率域测深法,在地热调查中应用广泛。本文基于大地电磁测深和静电α卡测量两种物探手段,对陕北某工区进行地热勘查研究,基于大地电磁测深资料,以石炭系-侏罗系碎屑岩裂隙地热水为重点,通过反演地电模型,结合地质、物性等资料,推测地层的空间展布形态、构造特征以及富水状态,研究结果显示：勘查区地层在横向上的展布比较平稳,地质构造较简单,电性层分布情况较明显。推断测区有两层含水层,上层为侏罗系地层含水层,取水深度约为200 m;下层为三叠系地层含水层,埋深在1 000～1 800 m左右,可作为取用地下水的主要层位。利用勘查成果可在测区拟定钻孔深度为1 800 m,确定合理取水段为上层侏罗系含水层和下层三叠系含水层。研究结论证明大地电磁测深在该地区具有较好的勘查效果。     

乡宁县十里铺勘查区地热资源评价研究

以山西乡宁县十里铺地区为研究区,为对区域地热资源进行勘查评价,通过布设的孔深为2 008.87 m的K₁勘探孔对该区域水文地质条件进行勘察,充分收集水文地质资料综合分析,在此基础上对勘查区地热资源特征进行评价,并对地热资源量进行计算。评价结果认为：勘查区地热资源属于低温温热水资源,地热井出水温度为41℃,地热田单井年可采热水量3.03×10⁵ m³,可利用热量33.62×10⁶ MJ,勘查区储存热量为1.695 5×10¹² MJ,地热田规模属中型,地热开发利用属经济较适宜型。研究结论可为十里铺一带地热资源合理开发利用提供科学依据。     

鲁山县碱厂地热田地热资源特征及开发利用潜力研究

地热资源已成为现阶段重要的绿色能源之一,研究区鲁山碱厂地热田位于车村—下汤深大裂带与南部的二郎庙—温汤庙裂带及水磨庄—栗村断裂之间。受到北西和北东向次级断裂带的影响,在次级两断裂的交汇处原有温泉出露,呈泉群形式产出。研究区热1井,水温50℃,涌水量95.8 m³/h,地热流体属于氟—硅复合型理疗热矿水。属于对流型地热,热储类型为带状热储,热储层由熊耳群安山玢岩组成,属断裂带裂隙承压水。研究区1 000 m深度内,热储中地热资源量7.37×10¹⁷ J,储存热水量7.10×10⁸ m³。地热流体可开采量8.76×10⁵ m³/a的,产能4.12 MW,为小型低温地热田。通过研究该地热区的地热资源特征开发利用情况,对鲁山地热资源勘查评价与开发有着积极的指导意义。     

沧县隆起中段献县凸起和阜城凹陷岩溶型地热资源特征

为探究华北平原的岩溶热储分布规律,以及如何高效开发利用献县凸起和阜城凹陷地热田的地热资源,结合前人研究成果与已有地热井的测井、地震、水化学等资料,分析了岩溶热储分布规律以及献县凸起和阜城凹陷地热田的四大要素即"源、储、通、盖"等地热地质条件,建立了地热田概念模型,并精细评价了地热资源量.研究表明地热田是形成于渤海湾盆地...     

粗糙单裂隙换热特征及全局灵敏度分析研究

干热岩开采时,往往需要借助于压裂手段对储层改造形成换热通道,因此,热储裂隙中的对流换热过程对干热岩采热有重要影响．借助于巴西劈裂试验得到粗糙单裂隙,利用三维激光扫描仪扫描裂隙面得到裂隙的点云数据,经处理之后导入至COMSOL Multiphysics数值模拟软件,建立二维粗糙单裂隙对流换热模型,分析其对流换热特性并开展Morris全局灵敏度分析．结果表明：出口温度和平均对流换热系数随粗糙度增加而增加．局部对流换热系数与裂隙起伏度和波动程度呈强相关性,局部粗糙度较高,换热效率可有效得到提高．在裂隙开度较大（大于40μm）或初始流速较高（大于50 mm/s）时,平均和局部对流换热系数在粗糙度越高时增幅越明显．体积流速与裂隙起伏度有强相关性,起伏度越大的位置对应体积流速越大．压力差随着粗糙度的增大而平缓增加．裂隙开度、初始流速、流体比热容和岩石热导率是花岗岩粗糙单裂隙对流换热过程中的灵敏参数,这些参数对模型的换热效率影响较大,并且与其他参数的相互作用也越强．该研究能够揭示流体在粗糙裂隙中的换热特征,并且找到影响对流换热的主控因素,为增强型地热系统优化设计提供科学依据．     

酒东盆地地温场特征及肃州城区地热开发可行性分析

酒东盆地是典型挤压造山型盆地,在以往石油勘探和水文地质普查中已发现有地下热水存在。肃州城区一带通过可控源音频大地电磁测深探测和石油普查直流电测深资料重新解释,结合以往石油勘探成果,认为酒泉凹陷具备地热资源形成的储、盖、通、源条件,属中低温盆地传导型地热资源,具有经济开发价值。