自然资源部王贵玲:如何合理开发利用雄安新区地热能资源?
“2018 年能源大转型高层论坛” 于2018 年 8 月 25在北京召开。本次会议由国务院发展研究中心资源与环境政策研究所主办。大会邀请国家相关部门、国内大企业、国外相关国际能源机构、企业和咨询管理机构与会,讨论天然气、地热能与能源互联网、能源转型的发展趋势和实现途径。
自然资源部中国地质调查局水文地质环境地质研究所副总工程师王贵玲出席会议并作精彩演讲。
以下为发言实录:
尊敬的汪院士、各位领导、各位专家,大家下午好!
我是地调局的,主要是做地热资源的勘察评价工作。在十一五中国地质调查局用了四年时间,对全国地热资源调查评价的现状和存在的主要问题研究的基础上,在进行了三个省一个市的浅层地热和水热型地热资源调查评价、技术规范和要求的研究的基础上,在十二五期间,地调局全面启动了全国地热资源勘察评价工作,调查了336个城市浅层地热资源情况。主要层次浅层资源结合资源7亿吨左右,水热型资源是7.7亿吨标准煤,这个是不回灌的情况,如果实施回灌以后,今天发布的数据,18.6亿吨,如果实时回灌总资源量、可再生资源量,能在每年18.6亿吨。估算了10公里以前的干热岩的储量,研究地热资源勘察、评价、开发和利用过程中存在的很多问题,我们认为在十二五工作的基础上,基本查明了中国主要城市的浅层地热能的富存条件和开发利用的现状和开发利用的前景和区划工作,评估了全国的水热型地热资源的潜力,这个研究程度相对还是比较低的。估算了干热岩资源的储量,中国水热型地热资源和干热岩的家底并不是十分清楚,在地调局调查的基础上,需要加大比例尺开展勘察工作。
在十三五期间,地调局对于地热资源比较丰富的地区进行勘察和评价工作,主要进入了东南沿海,青藏高原,东北的松嫩平原以及京津冀地区的调查评价工作,去年也调查了雄安新区的地热资源评价工作。围绕这项工作,我今年给大家汇报三个方面的内容,一个是这个主要位置和投入的主要工作,第二个是取得的主要新的一些认识和资源潜力的评估,三是合理开发利用的一些建议。
在去年一年成立雄安新区之后,中国地质调查局就全面评价了整个雄安新区浅层地热资源潜力,认为雄安新区是浅层地热最适宜开发利用的一个地区之一,总的利用量可支撑供暖制冷面积在1亿平方米以上,在核心区192平方公里面积上,支撑面积在35000平方米左右。对全区的水热型地热资源进行了估算,施工了三口勘探井,之后又部署了14口勘探井,对全区资源进行深入研究。部署主要工作就是这个里面,整体来看,我们一致认为雄安新区是中国东部地区地热资源最好的一个地区,总量最好的在华北,勘探最好的在华北,勘探利用最好的地区在雄安。这是太行山,过来是冀中凹陷区。
在这里我们部署了三个地热田,一个是容城地热田,还有一个是雄县地热田,就是牛驼镇地热田,还有高阳地热田。启动了两批地热勘探井,去年是3口,今年启动了14口,截止到今年年底之前,再启动10到20口左右,构建碳酸盐岩热储结构模型,获取储层相关参数。从垂相来看,这里是浅层地热层,然后有砂岩热储,这个平均在一千米左右,到1400到2000左右。在核心区进行了地球武力探测工作,初步构建了基底起伏特征。地热钻探工作,布置了两纵六横八个剖面的钻探控制,地调局布置了34口井,企业设置了6口井水这是一个纵向的,这是一个纵向的,这个纵向是穿过整个雄安新区的,这个是穿过牛驼凸起,这边是高阳突起区。勘察主要集中在核心区这个位置,这三口井已经打完了,这是勘探井布置的情况。
对这些工作的研究,我们取得主要的一些认识,一个是断裂构造叠加基地隆起造成了水量和热量的再分配。为什么雄安新区这个地区的地热资源开采条件是最好的地区,这个地方是从水量和热量来看,一个是浅部的层间层内的对流,以及岩石热导率的差异,造成热在这个突起区的集聚。而且去年施工的井,这个地方不光是传导和对流决定了这个热的集中,同时这个地方的断裂构造对这个地方中温热的形成也有决定性的作用。这是这口井看到的,这是咱们施工的一口井。这口井空口温度达到了37度,目前分析来看,这个边上就是溶洞断裂,穿过溶洞断裂以后,形成了倒转。这个高产能的地热井,是深部的热流起造成的情况。大王镇的这口井是产能最大的一口井,这个空口温度达到93度,供暖面积在25到30万平方米左右。
对容城地热田进行了评价,深层第一热储层单井供暖潜力翻倍,容城地热田资源潜力在原来是6万吨标准煤以后,这次评价以后,对雾迷山组、砂岩等等四个热储层的评估达到了30万吨。雾迷山组里面空隙发育特别好,有利于换热。里面回灌情况下,储热效果是比较好的。这个是16号孔揭示了这个里面深度的高于装组热储具有很好的开采前景,空口温度达到74度。京津冀地区主要开采层是上面雾迷山组这一层,在这一组的潜力也是比较大的。我在另外一个地区进行实验,对这个斑岩进行储层改造以后,扩大开采量的潜力是非常巨大的。
再一个认识就是,这个里面的深层第二热储的资源整体结构有一个新的认识,这一层CH,在17号孔,在2500米打到了AR,打到了太古的低层,这个地方的地质条件相对特别复杂。这个里面初步探明了空间基本结构,高于庄组在这个地区是广泛分布的,这么一个分布的界面格局,决定这个地区高于庄组热储可以作为雄安新区地热开发的一个储层,高于庄组上段比较大,温度也上得比较大,整个这个出层里面地热增温率相对比较低。我们建立一个地热田进行模拟计算,认为这个地方,雾迷山井间距如果按300米计算,单井开采量不超过100方每小时,那么开采100年以后温度的下降应该小于3度,这么一个基本的计算结果。
这是我汇报的第二部分,在去年工作基础上,今年取得的一些认识。第三部分是合理开发利用的问题。由于这14口井还没有打完,我们在原来3口井的基础上,又对这个储层进行评价,这个数据没有发布,因为还没有进行专家论证,只是我个人计算的结果。一个是馆陶组,对高于庄组等等进行了评价。
第二个方面,关于这个地方的资源潜力是巨大的,分布也是相对比较均匀的,每一个地方有的埋藏深一点,有的埋藏浅一点,对它的开发利用的相关建议以及如何打造雄安新区样板,地热开发利用的样板提供了8个方面的指标。
一个是规模化,中国标杆、世界第一。最起码这里地热的利用量在建筑物供暖制冷里面的占能源总的利用量上规模是比较大的。
二个是可持续性。一个是水量的可持续性,保证水位不能持续下降。
三个是热量的可持续性。这是千年大计,在相当长的一个历史时间内,温度不允许有持续的下降,不允许有大规模持续下降,百年控制在3度还是在1度,正在研究当中。计算保障、采灌均衡,热储改造,把岩石中的热量取出来,这是非常好的一个措施。
四个就是技术的先进性。目前中国直接利用的量在世界一直保持第一。现在直接利用仍然是粗放性的一些利用,热储的探测与评价技术,出层改造技术、回灌的技术,回灌的技术里面就涉及到碳酸盐岩回灌基本上问题不大,这里面还有大面积广泛分布的砂岩热储的回灌依然有技术瓶颈,如果砂岩能够开采,就能够回避回灌的问题,利用上要有好的技术。
五是供暖的比例相对要高。
六是配置的优化性。深浅连用,浅层的热储,深部第一层的砂岩热初和第二层的高于庄的热储,这些层次的优化配置问题,另外在空间的优质配置问题。新区一主五副,应该利用回灌比较容易的一层,在周边的一些特色小镇、农村地区尽量利用浅层地热和引进井下换热技术开发砂岩热储,以及在周边的城乡结合部开发砂岩热初,种植、养殖以及疗养。在城市的核心区尽量用浅层地热勇于公共建筑的利用,地热资源智能感知系统,包括四个方面的智能感知系统。
第七个方面,地热开发的经济性,这个地方的资源要实现居民受益,集中供暖价格是22元/平米,居民受益,企业盈利,只有做到这一点,才能得到地方的支持,调动企业的积极性,要有更多的政策注入。八是实现资源开发利用管理的区块化、数字化、智能化、可视化。
我相信在雄安新区这个地方,有政府的支持,能够做成世界地热资源开发的样板。
谢谢大家!
(能见App根据速记整理,未经发言嘉宾审核)