东北煤田地质局物探测量队 辽宁省沈阳市 110101
摘要:地热资源由于具有节能减排、价廉量稳等特色,受到国内外广泛关注,我国地热资源含量较大,目前已经广泛运用于发电和供暖领域,近年来对地热资源的开发速度较快。但是开发过程中,出现了评价程度低、回灌量小,不重视勘查等问题,而且对于干热岩的利用、地热信息系统建立等问题缺乏相应研究,导致我国在地热资源勘察与开发方面还存在一些问题。
关键词:地热资源;勘察;开发
地热资源是一种可再生清洁能源,与其它能源和矿产资源相比,地热资源具有以下三点优势:一是节能环保,开发地热资源可以节省大量的煤炭和石油等资源,有助于改善当前的能源结构;二是高效利用,地热资源利用面广且利用率高,在当前所有可再生资源中利用系数最大;三是价廉量稳,相较于太阳能、风能和潮汐能,地热资源建设成本更低,且不受气候等因素影响。如何更科学更有效开发利用地热资源,对发展低碳经济意义重大。
1地热资源勘察常用技术手段
1.1地质测量
地质测量是地热资源勘察方面的基础性工作,在测量过程中,可以借助于该区域已有的石油勘查、地质方面的资料,提前了解勘察所在区域的底层时代、地质条件构造与岩性特点,避免重复劳动。
1.2地球物理调查
地球物理调查是整个地热资源勘察工作重要组成部分,在普查阶段即开展相关工作,其目的是为了确定地热异常范围以及热储体的空间分布情况,对于地热能源可能丰富的地区进行二次勘察确认。地球物理调查是当前使用较多的技术,在我国多个地区都有应用。以重庆地区为例,该区域地热资源的特征为层状热储,首先用人工地震法确认地层断裂位置与热储能结构。一般来说地球物理调查与地质测量比例尺保持一致,根据物探结果研究布井方式。
1.3钻井
根据地热勘察重点,明确温度、水位、压力等基本热储信息,在勘察过程中需要保持勘探井垂直,100m深度内倾斜角不得大于1°,根据测井取样需求确定勘探井口径。每个热田至少要保证1个探测井全部取芯,钻井时需要做好钻井液录井、钻时录井等工作,同时钻进过程中需要时刻关注泥浆槽液面的变化情况,时刻关注涌水、井喷等现象的出现,并针对性分析原因并采取针对性措施。
1.4动态监测
勘察过程中,应尽早建立热流体动态监测网,分析地热流体开采的变化规律,分析地热田的发展趋势,特别是针对地面塌陷、水位下降等方面的提出相关数据支撑,监测点定期收集水压、水位等基础资料。
1.5实验分析
针对地热流体需要进行相关实验分析SiO2、H2S、Zn和Cu等微量元素含量以及放射性元素的影响,特别是对于旅游业高度发达区域,需要对污染指标进行分析,并结合利用目的对相关内容进行分析。
2当前地热资源开发存在的问题
2.1勘察研究程度低
目前大多数地区对地热资源的调查和研究局限于区域性,没有专门开展地热资源勘探,就地热田的空间分布、资源量和开发利用提出针对性方案。
2.2盲目施工
建设单位在进行地热资源开发时,根据自身需求引入相应的钻探施工队伍,但是由于前期缺乏地质勘探工作,在地热资源存储不清楚的情况下盲目下井,导致布井成功率低下,浪费人力财力物力。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
2.3盲目开采
由于对资源缺乏系统性勘探,对地热资源的含量不清楚,开发利用方案不够系统合理,导致地热资源被盲目开采,主要表现在以下三点:一是地热开采点过于集中,井点间相互干扰导致区域水位大幅下降,改变了热储构造系统和地下水流场,大量的浅部冷水补充使得热储结构中的热流体温度降低,甚至导致水质发生变化,破坏资源;二是布井不合理,大量地热开采点由于布井过密导致地热资源快速枯竭;三是对于封闭性热储构造系统需要适当进行人工补灌,但是大量的开发公司没有意识到这个问题的必要性和重要性,采用掠夺式的开采方式,导致大量地热资源的浪费。
2.4地热管理体系不完善
地热资源属于矿产资源,受《矿法》保护,但是当前各省对地热管理方面的政策、法规、规划和标准体系都不够完善,地热资源被大肆破坏且缺乏相应的执法约束,地热资源开采过程中可能造成的生态地质环境破坏缺乏预判和监督管理,地热资源开采过程中缺乏节约资源的约束意识。
3地热资源开发建议
3.1主要地热田勘查
对地热资源进行现状调查后,挑选终点勘察开发区进行进一步勘查评价,为后续地热资源的开发利用提供科学支撑。对于已经进行地热勘查的地区,结合石油勘探井孔、地震等物探资料,对地热资源的分布、埋深和温度等进行分析。对于未进行地热勘查的地区,可以试探性开展钻探验证地热,明确地热资源存在的可能性及开发前景,对于资源条件较好区域,可以示范性开采。
3.2浅层地热能调查和监测
地热能调查和监测工作由于成本较高,适用于经济较好地区,主要是针对浅层热能进行详细调查评价从而查明浅层地热资源的分布等。依据调查结果,结合当地经济情况和城市发展规划特征针对地热资源开采利用编制专项规划,根据地质环境不同划定不同等级的开采等级,同时做好地热资源的监测工作,搭建浅层地热能监测网,分析地温、岩土质量、地下水水位、水质等参数,从而及时了解地温变化动态。
3.3专题研究
针对干热岩地热资源可以进行发电利用,但是需要选用地热梯度大、开发条件较好的区域,对这些地区进行详细的地热地质勘查和物探,结合前沿的热岩发电关键技术,突破相应技术难题,建立相应的科学实验基地。首先以大陆板块间的碰撞地带作为研究重点,以干热岩发育较好的区域作为靶区,例如可在我国滇藏地区可开展相应勘查评价工作。然后针对勘查结果开展钻探和水流循环试验,分析干热岩的三维构造以及水岩之间的相互作用,探索发电技术,完善当前我国在干热岩资源发电方面的技术瓶颈。
3.4统一规划
各地区应结合已有资料对所在地区的地热资源进行详细调查,调查方式要结合野外实地与资料结合,对于拟开发地区要进行详细的现状调查和采样分析,全面评价所在点的地热资源和开发潜力,建立地热资源开发利用数据库并定期更新,结合经济发展和城市规划,对地热资源提出可持续发展意见。
4结论
对于地热资源我们需要了解如何正确对地热资源进行开发利用,梳理正确的理念,合理利用当前已有的地热资源勘查技术,做好相关技术的研发和突破,同时理论与实践紧密结合,在对地热进行开发利用前做好勘察和规划,开发过程中做好监测,开发后做好维护,这样才能可持续高效利用地热资源。
参考文献:
[1] 陈秀忠,陈洪波,杜继洋等.浅层地热资源的开发与利用[J].华北科技学院学报,2014(10):23-27.
[2] 刘桂英,李继江,张扬.地热资源勘查开发工作现状及对策研究[J].中国国土资源经济,2010(10):17-21.
[3] 孙艺伟.地热资源的利用及其面临的若干问题[J].探矿工程,2010(10):44-47.
作者简介:葛欢(1987-01-04),男,满族,籍贯:辽宁省沈阳市,学历:本科,研究方向:物探,矿产勘查,水文地质
论文作者:葛欢
论文发表刊物:《防护工程》2018年第7期
论文发表时间:2018/8/7
标签:地热论文; 资源论文; 地区论文; 过程中论文; 物探论文; 开发利用论文; 地质论文; 《防护工程》2018年第7期论文;