地熱資源的開(kāi)發(fā)與保護方法

  開(kāi)發(fā)地熱資源與開(kāi)發(fā)其他固體礦產(chǎn)資源不同，它是通過(guò)鉆探地熱井采取熱儲層中的地熱水來(lái)實(shí)現的，但它又與常溫地下水有常年性的補給來(lái)源不同，在一定意義上是不可再生的自然資源之一，資源的開(kāi)發(fā)與保護應并重。依據地熱資源的特點(diǎn)和我國多數地熱田開(kāi)發(fā)利用的實(shí)踐，為合理開(kāi)發(fā)有效利用地熱資源，一般的作法是：

 

  1) 開(kāi)采深度取決于熱儲層的埋藏深度及當前的開(kāi)采技術(shù)經(jīng)濟水平。構造隆起區受斷裂構造控制的對流型地熱田，深部的地熱水沿斷裂循環(huán)，在適宜的構造部位排出地表，通過(guò)勘查，可在淺部找到來(lái)自深部溫度較高的地熱水，地熱水的開(kāi)發(fā)深度一般都比較淺，如近年來(lái)在海南等沿海地區勘查開(kāi)發(fā)的地熱田，開(kāi)采利用50～80℃的地熱水，開(kāi)采深度一般都在300m以?xún)?。處于沉積盆地主要靠地熱增溫的傳導型地熱田，只有達到相當深度的熱儲層才有實(shí)際開(kāi)采意義，因而地熱水的開(kāi)采深度均比較深，如華北盆地區的大多數地熱田，欲開(kāi)采40℃以上的地熱水，熱水井深度一般須達到1 000m以上。就當前我國地熱水開(kāi)發(fā)的經(jīng)濟技術(shù)水平而論，開(kāi)采深度超過(guò)2 500m的地熱水已不經(jīng)濟了。

 

  2) 大多數地熱田實(shí)行邊探邊采或滾動(dòng)式勘查開(kāi)發(fā)。由于地熱資源的開(kāi)發(fā)是通過(guò)勘探打井直接取地熱水實(shí)現的，不論是地熱勘探孔還是地熱水源井一經(jīng)打成，就可用于地熱水的開(kāi)發(fā)，因此地熱資源開(kāi)發(fā)并不需要等到勘探工作結束后。中國不少地熱田的勘探經(jīng)驗也證明了這一點(diǎn)，即地熱勘探孔，結合地熱開(kāi)發(fā)的實(shí)際需要進(jìn)行，勘探結束后，轉入開(kāi)發(fā)利用；一些地熱水開(kāi)采井，結合地質(zhì)勘探進(jìn)行，又為全地熱田的勘查提供信息。兩者相結合，既解決了地熱勘查工作投資大，經(jīng)費不足的問(wèn)題，又解決了開(kāi)發(fā)單位急需利用地熱資源的矛盾，收到了事半功倍的效果。

 

  3) 地熱田開(kāi)發(fā)一開(kāi)始，就需加強動(dòng)態(tài)監測。地熱資源是在特定地質(zhì)條件和一定的地質(zhì)歷史時(shí)期里形成的，其補給來(lái)源受到特定地質(zhì)構造條件的限制，補給量有限，有的基本沒(méi)有補給，在一定意義上講是不可再生的資源，開(kāi)發(fā)一點(diǎn)，就消耗一點(diǎn)，開(kāi)發(fā)得多，消耗得多，這一變化都將在地熱水的動(dòng)態(tài)變化中顯現出來(lái)。中國絕大多數地熱田，隨著(zhù)開(kāi)采量的增加，地熱水水位逐年下降就是很好的例證。系統地取全取準地熱開(kāi)采動(dòng)態(tài)觀(guān)測資料，尤其是開(kāi)采量與相關(guān)的水溫、水位、水質(zhì)動(dòng)態(tài)監測資料，是重新評價(jià)地熱田的可采資源，對地熱田實(shí)行科學(xué)管理的重要手段和依據。動(dòng)態(tài)觀(guān)測在地熱田勘查開(kāi)發(fā)一開(kāi)始就應引起足夠的重視。

 

  4) 地熱回灌是提高地熱資源利用率的必要手段。中國一些地熱田在短短幾年、十幾年的開(kāi)采中，就形成了數十米的水位下降，為減少水位下降不得不嚴格控制其開(kāi)采量。如北京東南城區地熱田，每開(kāi)采150萬(wàn)m3的地熱水，水位平均就下降１m，因而不得不將其年開(kāi)采量控制在400萬(wàn)m3左右。天津塘沽、西安等地熱田，每年也以2～3m的速度下降?？墒?，按其采出的水量進(jìn)行熱量換算，按目前的開(kāi)采水平進(jìn)行限量開(kāi)采，100年內采出的熱量?jì)H僅是熱儲層中儲存熱量的1％～2％，儲存水量的2％～5％，顯然，地熱資源沒(méi)有得到有效的開(kāi)發(fā)，其原因在于熱水資源補給不足，已開(kāi)發(fā)的地熱水資源是靠降低水位，消耗已有的儲存量來(lái)實(shí)現的，增大開(kāi)采量，必然加大地熱水水位的降低。為提高地熱資源的利用率，可通過(guò)對熱儲層進(jìn)行人工回灌來(lái)實(shí)現，法國巴黎盆地地熱資源開(kāi)發(fā)有這方面的經(jīng)驗，中國天津濱海地區也開(kāi)始了這方面的試驗研究。

 

  5) 地熱開(kāi)發(fā)必須同時(shí)重視環(huán)境保護：地熱水開(kāi)發(fā)相應地可引起兩個(gè)環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題：一是隨著(zhù)開(kāi)采量的增大，在開(kāi)采影響區內，引起地下水位下降，進(jìn)而造成地面沉降，尤其是淺部熱儲層為軟弱松散層的地區，因開(kāi)發(fā)地熱水，局部地段已引起了數十厘米的地面沉降，造成了一些危害；二是高礦化度或含有害成分超標的地熱廢水排放，對當地淺層水形成的污染。這是開(kāi)發(fā)地熱水應引起重視的。