地熱勘查

剖析!地熱資源勘探開發技術與發展方向

1 地熱勘探開發現狀及地熱資源分布

中國地熱資源分布廣泛,主要分布在地殼活動帶和構造活動區。地熱水主要分布在我國東部、南部和西南地區,地熱蒸汽主要分布在西北地區。同時,干熱巖資源主要分布在西藏、青海、新疆等地區。中國地熱勘探開發歷史悠久,但在資源量、勘探水平和開發利用方面與發達國家相比還有很大的差距。目前,我國地熱勘探開發主要集中在地熱能電站地熱供暖方面。其中,地熱能電站主要集中在云南西藏、海南等地,而地熱供暖主要集中在東北、華北、西北等地。地熱能電站是目前我國地熱勘探開發的主要形式,其技術水平已經逐步提高。目前,我國地熱能電站已經發展到了第三代地熱電站,具有較高的發電效率和穩定性,見圖1。


剖析!地熱資源勘探開發技術與發展方向-地大熱能

圖1 我國中東部地熱資源主要開發區域分布


2 地熱資源勘探開發的重要性

熱能是一種可再生能源,其能源來源來自地球內部的熱量,不會因天氣或季節的變化而受到影響,有助于提高能源可持續性地熱能的開發和利用過程中,相對于傳統化石燃料,碳排放較低,有助于減緩氣候變化,并對環境產生較小的負面影響。地熱能可作為一種穩定的基礎負荷電源,提供持續、可靠的能源,有助于平衡電力系統,減少對不穩定能源的依賴。地熱資源開發不僅有助于降低能源成本,還可以創造就業機會,促進相關產業的發展,推動當地經濟增長。地熱資源廣泛分布于地球各地,尤其在地熱活躍區域,可以更好地利用這些天然資源,減輕對其他能源的需求。地熱資源開發對于推動可持續能源轉型、減緩氣候變化、促進經濟增長等都具有重要意義。


3 地熱勘探開發面臨的問題及挑戰

我國地熱資源量巨大,但還需要進一步加強資源調查,掌握更為準確的資源分布和儲量情況,以便進行更加有效的勘探和開發。與發達國家相比,我國地熱勘探開發技術水平還有很大差距。需要加強技術研發,提高勘探開發效率和水平。地熱能勘探開發需要高昂的投資成本,因此需要政府給予更多的支持和資金保障。地熱能勘探開發可能會對周邊環境造成一定影響,需要加強環保措施,確保勘探開發過程對環境的影響最小化。中國地熱資源勘探開發仍有很大的發展空間和挑戰。為了更好地利用地熱資源,需要加強資源調查、技術研發、投資和環保措施等方面的工作。


相信隨著科技的不斷進步和政策的支持,中國地熱資源勘探開發將會迎來更好的發展。地下結構的復雜性使得準確勘探和開發地熱資源變得具有挑戰性。勘探和開發地熱資源需要大量資金。地熱開發可能對當地環境產生影響,包括地下水和地表生態系統的變化。部分地區可能需要先進的技術來有效地利用地熱資源,這可能涉及到技術研發和實施的挑戰。


3.1 地熱資源勘探開發研究不足

與西方發達國家相比,我國的地熱資源勘探研究存在嚴重不足。首先很多基礎地熱地質調查深度不夠,不僅無法全方位了解目標區域的地質特征,還不能確定地熱資源的儲存量,對后期的資源開發與利用造成嚴重影響,加劇了地熱資源市場的供需矛盾。其次,我國的地熱資源勘探評價與地熱資源的開發利用不協調,尤其是在重開發、輕勘探理念的引導下,不合理開發、浪費、破壞地熱資源等問題頻頻出現,而這些問題將會影響地熱資源的勘探開發規劃、資源利用以及產業發展。


3.2 地熱資源勘探開發利用水平低

與西方發達國家相比,我國的地熱資源開發利用水平偏低。首先,地熱資源的開發利用不成規模,無法實現產業化發展。一些地熱資源開采企業尚未形成科學合理的生產布局、產品結構和資源利用方式,難以提高地熱資源的開發利用經濟效益。其次,部分地熱資源開采企業使用的生產工藝流程相對落后,開發技術也比較落后,管理模式不夠合理,導致資源利用率低、資源浪費等問題的出現。例如,某些地熱井采取了直供、直排的方式,其地熱資源利用率不足30%。


3.3 地熱資源的監督管理不到位

目前,我國在地熱資源的監督管理方面還存在很多不足之處。首先,我國尚未形成完善的地熱資源管理法規與標準,無法利用法律手段約束對地熱資源的破壞和浪費行為。其次,我國的地熱資源管理體制不夠完善,工作人員的工作職責不夠明確。如《中華人民共和國礦產資源法》和國際慣例指出,地熱資源需由地礦行政主管部門負責管理,但是某些地區卻按照普通水資源的管理方式管理地熱資源,導致了地熱資源管理的混亂。


3.4 地熱資源開發設備短缺

地熱資源的開發與利用,離不開相關工藝技術設備的支持。但是,設備短缺的問題在我國地熱資源開發與利用工作中普遍存在。首先,地熱資源的開發與利用設備研發速度較慢,很多地熱資源開采企業依然使用非常傳統的設備,設備研發能力偏低,尚未研發出能夠滿足地熱資源開采需求的配套設備。其次,國外的地熱資源開發與利用設備比較先進,但這些設備的引進需要企業投入大量的資金。


4 地熱資源勘探開發技術及模型建立分析

地球物理勘探使用地震、電法、磁法等技術,通過分析地下結構來確定潛在熱源位置。這些方法提供了對地下巖石和流體性質的重要信息。孔隙流體示蹤通過注入示蹤物質并監測其在井中流動,可以了解地下水流和熱傳導情況。這有助于評估地熱系統的可行性。


地熱井鉆探通過地熱井進行巖石和水文地質勘探,獲取地下結構信息。這是了解熱水循環可能性的重要手段。地熱溫度測量地下溫度,通過分析熱梯度和溫度分布來確定地熱潛力。這有助于識別適合地熱利用的地區。使用數值模型模擬地下熱流和熱水循環,以優化地熱系統設計。這種方法可幫助預測系統性能和改進效率。熱泵技術利用地下熱能通過熱泵系統提供供暖制冷。這是一種高效利用地熱能的方法,逐漸成為清潔能源系統的一部分。


這些技術的綜合應用可以提高地熱資源的勘探效率、可行性和可持續性。隨著科技的不斷進步,地熱勘探開發技術也將不斷演進,見圖2。

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圖2 地熱資源循環示意


地熱資源開發模型的建立通常涉及以下幾個關鍵步驟:進行地質勘探和資源評估,了解地下熱能儲量、溫度分布等關鍵參數,以確定資源的可行性和潛在價值??疾觳煌?a href="http://lichunhm.cn/t/地熱開發技術.html" >地熱開發技術,包括直接利用地熱能(供暖、溫泉等)和間接利用地熱能(發電等),并評估其在特定地區的適用性。進行環境影響評估,考慮地熱資源開發可能對生態系統、水資源和周邊環境產生的潛在影響,確??沙掷m開發。進行經濟評估,包括投資成本、運營成本、預期收益等,以評估地熱資源開發項目的經濟可行性和回報期。研究當地和國家層面的法規、政策市場條件,了解可能影響地熱資源開發的因素,確保項目的合規性和可持續性??紤]社會和當地居民對地熱資源開發的態度,進行社會影響評估,建立與當地社區的有效溝通機制。利用建模工具對地熱資源開發過程進行模擬,通過優化參數和方案,提高項目的效益和可持續性。綜合這些步驟,地熱資源開發模型的建立需要綜合考慮技術、環境、經濟、社會等多個方面的因素,以確保項目的可行性和可持續性,見圖3。

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圖3 碳酸鹽巖熱儲建模成果


5 未來地熱資源勘探開發方向

持續推動地熱勘探和開發的技術創新,包括提高鉆探效率、提升數值模擬精度以及改進熱泵技術等。對深部地熱資源的勘探將成為焦點,以滿足不斷增長的能源需求,需要深入了解地球內部的熱結構。強調可持續性開發,減少對環境的不利影響,采用更環保的技術和方法。將地熱能源與其他可再生能源整合,建立綜合能源系統,提高能源的可再生比例。使用先進的監控技術,實時追蹤地熱系統性能,以提高運營效率和及時發現問題。促進國際間的合作,共享經驗和技術,推動地熱資源的全球可持續開發。這些方向將有助于推動地熱資源的更廣泛、更有效的利用,以滿足可持續能源需求。


6 結束語

地熱資源是一種清潔型能源,在當今時代有著極為廣闊的應用前景。為了有效勘探開發地熱資源,加強環境保護,不僅要高度重視設備方面的研發工作,還需要制定完善的法律法規體系,加強地熱資源開發利用過程的監督與管理。與此同時,還要從技術層面促進地熱資源開發技術的提升與轉型。