地熱資源開(kāi)發(fā)利用

如何利用油井開(kāi)發(fā)地熱能?

      目前,歐盟正在支持大量不同的研究項目,其中包括多站點(diǎn)EGS示范項目——MEET項目,該項目的理念是利用EGS電廠(chǎng)的低溫流體和油井,來(lái)示范在更廣闊的地區不同的地質(zhì)條件下(結晶型、沉積型、變質(zhì)型、火山型),低成本、小規模的電力和熱力生產(chǎn)。

      MEET將提供下一個(gè)目的站點(diǎn)的實(shí)施路線(xiàn)圖,在那里演示EGS解決方案在不久的將來(lái),是可以被復制用于電力和熱力生產(chǎn)的。MEET項目的主要目標是:收集不同地質(zhì)條件EGS電力及熱力生產(chǎn)的相關(guān)情況;增加現有電廠(chǎng)的熱力生產(chǎn),將油井轉化為地熱生產(chǎn)井;利用智能移動(dòng)有機朗肯循環(huán)(ORC)裝置增強低溫(60~90℃)熱-電轉換;通過(guò)促進(jìn)EGS電力和/或熱力廠(chǎng)的推廣來(lái)實(shí)現技術(shù)的推廣復制。

      通常地熱開(kāi)發(fā)需要鉆井,而這些鉆井因其高風(fēng)險性而被認為是昂貴的。從這個(gè)角度看,如果可以利用來(lái)自油氣行業(yè)現成的鉆井,則有助于在世界范圍內促進(jìn)地熱能的利用。利用油井生產(chǎn)地熱能有兩種可能:一是可以將油井轉用于地熱生產(chǎn);二是可以油、熱聯(lián)產(chǎn)。不論哪種情況,重復利用現有的油井,避免新鉆井的昂貴成本,也意味著(zhù)社會(huì )對地面設施更好的接受度。

      有數以百計的陸上油井因其不再能夠生產(chǎn)出足夠的石油,變得不再經(jīng)濟而停產(chǎn),但它們仍然可以生產(chǎn)大量的水。與其永久放棄,不如考慮一下利用它們的地熱潛力,只要滿(mǎn)足以下幾個(gè)條件:

      首先,附近一定要有供暖需求。與石油不同,熱能因其需要昂貴的隔熱管線(xiàn)而不宜遠距離輸送。

      其次,熱源在溫度和流量方面必須足夠高才能滿(mǎn)足需求。平均梯度達到30℃/km、2~3 km深的井具有足夠的潛力。流量取決于地質(zhì),但可以通過(guò)連接新的區域來(lái)加強。理想的情況下,井應該足以噴發(fā),否則井下抽水將需要消耗大量的能量,從而降低了系統的整體能效比。即使對油井來(lái)說(shuō),地熱能的可持續利用也意味著(zhù)地熱能的生產(chǎn)和利用要造福子孫后代和環(huán)境。

      第三,井孔條件必須足夠好。套管和水泥的狀況隨著(zhù)時(shí)間的推移會(huì )損壞,可能需要昂貴的修復費用。

      通常情況下,在油井的使用壽命內,石油產(chǎn)量會(huì )下降,而水會(huì )增加。深部?jì)拥乃_到地表時(shí)的溫度可達90℃以上。這些熱水通常被回灌到儲層中,以提高產(chǎn)量和維持壓力。這意味著(zhù)水的熱量被浪費了。我們可以選擇在回灌之前先提取出熱量,用于直接供暖發(fā)電。

     法國南部Arcachon的Les Portes du Pyla生態(tài)社區正在使用80%的地熱能和20%的甲烷來(lái)滿(mǎn)足能源需求。地熱能就來(lái)自于Vermilion能源公司的石油生產(chǎn)井。這口井的出水溫度在70℃左右。

      在 Arcachon地區,Vermilion公司已經(jīng)證明,一所高中利用其油井聯(lián)合生產(chǎn)的地熱能代替了天然氣供暖。在減少溫室氣體排放的同時(shí),地熱可以滿(mǎn)足學(xué)校近90%的供暖需求。