大型岩溶热储识别方法与规模化可持续开采技术

为了支持中深层地热资源取暖产业化发展,寻找热资源储量大且易于开发利用的地热聚集区和研发相应的高效率可持续开发利用的关键技术至关重要。经过20年的探索与实践,在继承和发展的基础上,我们完善了地热系统源通储盖分析理论原理和地热储层聚热机理的识别方法。在华北牛驼镇凸起上确定了首个大型岩溶热储,并且提出了二元聚热模式,在原有模式上发展为沉积盆地中低温对流-传导复合型地热系统。这是在华北克拉通独特地质构造-热背景上形成的渤海湾盆地特大型地热聚集系统。这个以中上元古界雾迷山组碳酸盐岩为主体的岩溶热储,储层厚度大,温度高、储层孔渗性好、水质优、易开采、好回灌。针对这类地热资源可持续开采而研发的采灌优化设计技术和动态监测与数值模拟技术,形成了一整套热储开采技术。我们基于政、产、学、研相结合的思路,自2009年起,在河北雄县实施了百万平方米级中深层水热型地热清洁取暖示范工程。经过5年左右的建设,于2014年被国家能源局认定为"雄县模式",并向全国推广。该项目超过了冰岛的雷克雅未克地热取暖项目,是迄今为止世界上最大规模的同类地热取暖工程。经过5年以上的运行监测和检验,项目实现了百分之百回灌的高质量发展标准,是真正意义上的地热清洁取暖示范工程。基于大华北地区和全国同类热储的对比研究,我们发现类似的热储还有很多,技术推广应用的前景广阔。

雄安新区地热资源与开发利用研究

雄安新区地热资源丰富且比较容易开采,在生态文明建设中可发挥重要作用。雄安新区浅层(<200米)地热能宜于开采;深层(200—3000米)地热能中的砂岩储层和碳酸盐岩储层热量大,宜于开采;超深层(>3000米)地热能也具有开采潜力。雄安新区的雄县在利用大型岩溶热储开展规模化供暖方面,单一项目已实现世界最大(450万平方米)供暖能力。文章认为,雄安新区应该加大地热资源勘查力度,重点是超深层碳酸盐岩热储;在利用上,要做到因地制宜,深、浅资源合理配置,还要重视环境保护,协调好与其他资源利用的关系;同时,要发展地热储能技术,形成以地热为主体,多能互补的"地热+"的清洁能源利用新格局。