地热井综合开发与改造措施

  地热井综合开发与改造,要根据实际情况,从合理开发、综合利用、科学保护的观点出发,因地制宜的采取科学措施,达到地热资源的持续开发利用。

 

  1.1 依据动态数据规划分区,实行总量与强度 双控 地热资源的开发利用必须符合可持续发展的原则。但从全国情况可以看到,地热资源的开发利用面临着许多问题,最为突出的是热储层水位大幅下降、资源锐减和地面沉降。地热水的大量开采,引起热储层水位大幅度下降,形成了水位下降漏斗区,造成地热水资源短缺。事实上,我国的地热开发区普遍存在着程度不同的热储层水位下降的问题。加强地热水的动态监测是保证地热水持续、稳定开发,科学管理和有效保护的基本手段。在地热资源规划中,应以地热水的动态监测数据为依据,规划控制分区,对不同的分区分别进行合理开发保护、深度开发利用、深入勘探研究以及地热资源普查和地热资源远景调查等。在各规划分区中,按照地热水水位的动态变化,分别制定地热水开采强度指标和地热水年开采总量指标,实行动态管理。

 

  1.2 推广集约化新技术,提高资源利用率 为了解决地热资源的可持续发展问题,就必须依靠科技进步,一方面使足量的地热水载体不断地将地热能从地层中带出,另一方面提高地热能利用的集约化水平,极大地提高地热利用率。

 

  在富热地区,开发梯级高效利用集约化技术,降低地热尾水排放温度,提高资源利用率,解决环境热污染问题。基本原理为,第一梯次是将开采出来的地热水经过换热器换热后供散热器采暖用户采暖,第二梯次是将散热器采暖系统的排水供地板辐射采暖用户和空调用户采暖。从第一梯次和第二梯次之间提取部分排水作为生活热水使用。由第二梯次系统排出的地热水,进入热泵机组进行温度提升后,再供地板辐射采暖用户和空调用户采暖。热泵机组排出的地热水通过回灌井回灌到地下。梯级高效利用集约化技术可将地热尾水排放温度降低到20℃以下,将地热资源利用率提高到90%以上。

 

  在多热源地区,开发多热源耦合供热集约化技术,解决各单一热源负荷量小、经济性差、容易造成资源浪费的矛盾。基本原理为,将流量较小的地热水与其他热源(如热电厂的蒸汽冷凝水)的热媒混合后,供散热器采暖用户采暖,回水以串联方式再供地板辐射采暖用户和空调用户采暖。地板辐射采暖系统的回水将热泵机组提温后再供下一级地板辐射采暖用户和空调用户采暖。蒸汽冷凝水属于纯水,故可与地热水一起回灌到地下,增加地热水回灌率。

 

  在贫热地区,开发混合水源联动运行空调集约化技术,解决单一水源与工程建设需求不相匹配的矛盾。基本原理为,因地制宜采用地热水、城市中水、地表水等多种热源分别作为同一水源热泵空调 系统的冷、热源,进行多能源混合利用,从中提取冷量和热量,冬季供暖,夏季制冷。

 

  根据生物对温度的不同需求,实现生物梯级温度需求与地热梯级利用的耦合,开发现代农业生产系统和养殖系统地热利用集约化技术。基本原理为,根据植物生长对温度的不同要求,将地热水供热系统进行梯级利用工艺设计,使各个暖棚内形成不同的温度效应。暖棚供热系统的地热回水进入室内养鱼池进行鱼类养殖。养鱼池的废水用于浇灌暖棚内的植物。收集农业生产中的植物根、茎、叶以及动物粪便,用于生产沼气,作为供热系统的调峰热源。在地热资源的开发利用中,要高度重视地热资源的利用率,无论是新建项目与改扩建项目的审批条件,还是资源管理办法都必须高度体现提高地热能利用的集约化水平。对地热资源利用集约化程度低的建设项目不予审批,对地热资源利用集约化程度高、地热尾水排放温度低、有回灌设施的开发利用单位,制定相应的优惠政策,从资源规划和资源管理方面推动地热开发利用集约化技术的应用。

 

  1.3 开发与改造并举,持续优化布局 由于历史原因,一些老的地热井在布局、结构等方面存在一些对地热资源可持续发展有不利影响的问题。例如,有的地热井系统不进行回灌;有的地热井开采的热储层失水后引起地层沉降;还有些地热生产井密度过大等。对于历史遗留问题,要有计划地进行技术改造和结构调整,以很少的改造费用,换取最大的效益。对于密度过大的地热生产井,要进行分析评价,将其中的一些生产井改造为回灌井、备用井及监测井等,实行采灌平衡。对于热储层容易失水沉降的地热生产井,应实行采灌平衡,保持热储层压力,或将其改造为基岩地热生产井。