我国地热资源开发现状

中国石化新星公司国家地热能中心二〇一七年三月2前言习近平总书记在主持中央财经领导小组第十四次会议时强调，推进北方地区冬季清洁取暖，尽可能利用清洁能源，加快提高清洁供暖比重。为推进清洁供暖工作，发改委、财政部、环保部、住建部、国家能源局等组织9个调研组赴河南、河北、山东多地开展清洁能源供暖调研工作。2月9号，国家发展改革委副主任、国家能源局局长努尔.白克力带领调研组赴河北雄县调研清洁取暖和地热资源开发利用工作，地热成为清洁供暖聚焦点，地热能迎来历史性重大发展机遇期。3汇报提纲二、中国石化地热产业发展状况三、中国地热能开发利用“十三五”规划一、中国地热资源开发利用现状4水热型地热资源指蕴藏在地下水中，通过天然通道或人工钻井进行开采利用的地热能。3.0km10.0km0.2km地面浅层地热资源指蕴藏于地表一定深度（一般小于200m）范围内岩土体、地下水和地表水的热能，主要通过热泵进行利用。干热岩地热资源指埋深3000m、温度大于200℃，内部不存在流体或仅有少量地下流体的有较大经济开发价值的热储岩体。根据地热能赋存埋深和温度，地热能可分为三类：浅层地热资源、水热型地热资源及增强型地热资源（干热岩地热资源）。（一）地热能的分类一、中国地热资源开发利用现状5（二）我国地热资源储量•地级以上城市浅层地热能年可采资源量折合标煤7亿吨。•4000米以浅水热型地热资源量折合标煤12500亿吨，年可采资源量折合标煤18.7亿吨。•3.0-10.0km内资源量相当于860万亿吨标准煤•现正处于研发阶段浅层地热能水热型地热能干热岩（国土资源部2015年发布）一、中国地热资源开发利用现状6地热资源的开发利用可分为发电和直接利用两个方面。高温地热资源主要用于发电；中温和低温地热资源则以直接利用为主；对于25℃以下的浅层地热能，可利用地源热泵进行供暖和制冷。地热开发利用方式中低温地热直接利用地热供暖地热温室地热工业利用地热水产养殖地热温泉水疗地热农业利用高温地热发电浅层地热能供暖或制冷（三）中国地热资源的开发利用形式一、中国地热资源开发利用现状71.浅层地热能供暖/制冷上世纪90年代引入地源热泵技术，虽然起步晚，但发展很快。目前应用范围扩展至全国31个省市自治区。到2015年底，全国浅层地热能供暖/制冷面积达到3.92亿平方米，实现年替代标煤1160万吨，年减排二氧化碳3000万吨。国奥村（污水源热泵）经过各级政府、研究院所、大学，特别是企业界的不断努力，中国的地热产业取得了长足的进步，截止“十二五”末，已实现年替代标煤2000万吨，占一次能源消费的0.465%，成为我国可再生能源家族中的重要一员。北京用友软件园地源热泵项目用友软件园中所设计的“地源热泵+冰蓄能+冰蓄冷”系统，是为用友软件园量身定制的一套集热泵技术、变频技术、夏季蓄冰、冬季蓄热技术和地下土壤的换热技术有机合理地结合为一体的复合式能源系统，是暖通空调领域内的一次革命性的技术创新。一期二期一、中国地热资源开发利用现状82.中深层地热能直接利用20世纪90年代以来，地热资源开发利用得到了蓬勃的发展，形成了以天津、陕西、河北为代表的地热供暖，以北京、东南沿海为代表的温泉旅游与疗养等中深层地热资源直接利用方式。到2015年底，全国中深层地热供暖面积达到1.02亿平方米，实现年替代标煤290万吨，减排二氧化碳750万吨。雄县地热供热站雄县盛唐小区地热供暖一、中国地热资源开发利用现状93.地热发电中国20世纪70年代，先后在广东丰顺、河北怀来、江西宜春、湖南灰汤、辽宁熊岳、广西象州和山东招远等7个地区，建设了中低温地热发电站，在西藏羊八井建设了中高温地热发电站。因发电效率、经济效益等原因，目前仅广东丰顺和西藏羊八井尚在发电。2014年底，中国地热发电总装机容量仅为27.88MW。广东丰顺地热发电站西藏羊八井地热发电站一、中国地热资源开发利用现状100100002000030000400005000048,43521,07514,42312,5365,4264,4087,2597,4223,288总之，经过多年的地热资源开发，中国地热直接利用连续多年位于世界首位，如图所示中国地热直接利用是第二名美国的2倍多。如果加上地热发电折算成年产出热能，2014年中国地热总体利用为48570GWh，仍远大于美国的36328GWh。中国地热直接利用结构发生了可喜的变化。2014年底浅层地热供暖占58%，中深层地热供暖占19%，温泉洗浴仅占18%。地热开发的能源性、技术性得以突出。2014年世界地热直接利用对比图年产出热能（GWh）58%19%18%5%2014年中国地热利用比例浅层地热供暖中深层地热供暖温泉洗浴其他一、中国地热资源开发利用现状11汇报提纲二、中国石化地热产业发展状况三、中国地热能开发利用“十三五”规划一、中国地热资源开发利用现状12中国石化很早就开始探索开发地热资源，2006年以后地热利用规模几乎以连年翻番的速度加快发展，2016年中石化提供中深层地热供暖能力达4900万平方米，占全国中深层地热供暖面积的40%，年可替代标煤142万吨/年，减排二氧化碳350万吨/年，现已成为国内地热开发利用规模最大的企业。中国石化历年提供常规地热供暖面积二、中国石化地热产业发展状况05001000150020002500300035004000450050002007年2008年2009年2010年2011年2012年2013年2014年2015年2016年358015030051010002000300040004900132013年2月21日，中石化集团公司党组在雄县地热项目现场，召开中心组学习会。会议确定了将地热业务作为集团公司的一个单独产业进行整体规划，充分发挥集团“上中下游一体化”的优势，加快发展。明确新星公司作为中国石化集团清洁能源专业公司的发展定位，标志着中石化地热产业呈现出跨越式发展态势。二、中国石化地热产业发展状况14中国石化坚持资源先行的战略，加强基础研究和选区、选带评价工作。全力推进新区新层系新领域地热勘察突破和规模发现，探索了碎屑岩热储、岩溶热储、裂隙型热储三种类型，相继在渤海湾盆地、南华北盆地、汾-渭盆地、青藏高原等地区取得了一系列勘探突破，形成了河北省平原地区、豫北—鲁西南—豫东地区、山西太原、陕西关中地区四个规模性的地热勘察主战场。1.地热勘探稳步推进兰考甘孜华县菏泽辛集故城突破容城太原博野南乐清丰二、中国石化地热产业发展状况152014年及以来，截止2016年底，公司共完钻60口勘探井，累计进尺11.89万米。投入勘探经费超过1亿元，分布于河南、河北、山东、山西、陕西、四川、吉林和黑龙江等地区，有效地指导了公司地热资源发展。二、中国石化地热产业发展状况16河北博野县构造位置处于渤海湾盆地冀中坳陷高阳低凸起的中东部边缘，高阳低凸起与饶阳凹陷的交界处。地层发育较为简单，据地球物理勘探成果，勘查区新生界地层直接覆盖在中上元古界蓟县系雾迷山组地层之上。1）典型案例1：河北博野蓟县系雾迷山组岩溶热储取得突破二、中国石化地热产业发展状况17本井首次在河北地区勘探出超过100℃（含蒸汽）的地热水，为该区开拓地热梯级利用示范项目奠定了资源基础。东方家园1井博野县东方家园1井，井深3758.17m，井底层位蓟县系雾迷山组，2015年5月8日试水，水温110℃，水量97m3/h（汽水混合）。二、中国石化地热产业发展状况182013年部署钻探的清丰探采1、2井，在河南东北部地区的古生界奥陶系灰岩层找到了中低温热储，这两口井的成功为2014、2015年清冶系列生产井的成功奠定了基础，为开拓河南清丰乃至整个濮阳地区的地热供暖市场发挥巨大作用。清丰地区古生界奥陶系灰岩层温度稳定在54-56℃，水量110-130m3/h。武陟凸起中牟凹陷典型案例2：河南清丰奥陶系灰岩层获得突破二、中国石化地热产业发展状况19由于清丰地区没有物探资料，对该区域地层、构造认识不清。清丰一系列探井的部署，更新清丰地区古生界地层与断层的认识，为之后钻凿的香槟小镇系列生产井提供了详实的设计依据。二、中国石化地热产业发展状况20热水塘DZK02井，井深1847m，层位是中三叠统杂谷脑组砂板岩。DZK02井采用地热地质调查、工程测量、物探、水样采集等工作手段开展野外调查工作，实施地球物理勘察，研究落实了该区构造以及地层发育情况。典型案例3：四川甘孜热水塘区块取得突破二、中国石化地热产业发展状况21DZK02井钻进1847m，层位中三叠统杂谷脑组砂板岩。2013年12月24日放喷实验数据：井口温度116℃，井口压力0.33MPa，水量54m³/h（1200-1800m井段）。松潘一甘孜地区构造纲要图DZK02该探井为在高原、少数民族聚集区特别是环保要求高的地区，对地热资源开发积累了宝贵的经验，为探索青藏高原裂隙型热储迈出坚实步伐。二、中国石化地热产业发展状况22沃探-1井临汾盆地是山西地堑系中一系列新生代断陷盆地之一，盆地总体走向ＮＮＥ，主要由侯马、临汾和洪洞３个凹陷组成。曲沃位于临汾盆地侯马凹陷。沃探1井的部署探索侯马凹陷地热资源情况。典型案例4：山西曲沃寒武系-奥陶系灰岩取得突破二、中国石化地热产业发展状况232016年8月10日试水获水温50℃、水量125方/小时，降深28m，动水位27.45m。采样井段：1173.00-1182.00m，进尺9.00m，芯长2.10m,收获率23.3%，岩芯出筒严重破碎，浸水试验无气泡冒出，口尝无咸味，久置不返潮，无盐霜。岩性：灰色、深灰色白云岩，灰色角砾白云岩，灰黄色泥质白云岩为主。二、中国石化地热产业发展状况24勘探稳步推进，除了依靠前期地质勘查外，后期钻井也是重要一环。经过多年勘探，总结了一些经验，也吸取了一些教训。濮阳地区是河南公司地热开发主战场之一，该地区地热井施工问题较多，从已钻井的情况来看，石炭二叠系以下地层井漏、卡钻等工程复杂情况多发。据不完全统计，该地区的地热井灰岩热储钻进中漏失严重，多个井口失返，漏失会引起井眼坍塌进而发生卡钻事故，严重的还会导致井眼报废。改地区地层由于断裂带分布复杂，导致不能正确认识地层，中完卡层难以确定。多数井二开套管没有下入奥陶系地层，留下隐患较多。二、中国石化地热产业发展状况25清冶5井（移）技套顶部230m长井段固井差，暴露了9个水层。四社区探采3井技套底部固井质量不合格。南乐府前街D4井技套固井质量不合格，经挤水泥操作封住了技套顶底部。南乐府前街D5井技套顶部固井质量不太好，存在一定隐患。此外，前期的清冶5井、清冶3井等固井质量也存在隐患。1）技套固井差，存在隐患根据成井资料分析，该区域固井质量较差问题多发，技套顶底部固井不合格在后期供暖抽水过程中，可能会导致上部套管外的冷水进入井筒内，致使整体抽水温度下降。二、中国石化地热产业发展状况26清丰县地热井集中在石炭二叠系底部发生问题，中完卡层作为钻井施工的重中之重，需要高度重视。根据已钻多井资料进行分析，可知若中完二叠系封固不完全，会对三开施工造成严重问题，严重的会引起井眼报废。应该加强对井下情况的判断与预防，提高发生井下事故后的分析、判断、处理能力。同时应加强对现场的管理，采取正确措施处理问题，避免问题扩大不可收拾。香槟小香槟D3井：二叠系未完全封固，三开出煤层，完钻测井时两次遇阻清丰香槟小镇D5井：二叠系未完全封固，三开出煤层，且本井不出水香槟D4井（移）：三开不足一百米，不出水香槟小镇探采1井：二叠系未封固，完井电测困难晓月D3井：二叠系未完全封固，三开顶部地层不稳定，井眼垮塌、卡钻2）二开提前中完未封住石炭二叠底部，存在隐患二、中国石化地热产业发展状况27香槟小香槟D4井（移）二开井深1382m中完，未完全封固二叠系底部，最深曾钻至1656m。该井三开筛管下深只有1454m，三开井段仅73m。完井抽水试验，抽水断流，不出水。起下钻过程中多次遇阻，且遇阻点逐渐上升，判断为套管鞋处石炭二叠系底部发生垮塌。后经多次划眼困难、洗井返砂失败后提前完钻。典型案列：香槟小镇D4井（移）二、中国