地熱資源開發利用

天津市地熱資源概況和未來勘查布局

地大熱能天津市地熱資源豐富,開發歷史悠久,自20世紀30年代發現地熱以來,勘查開發工作經歷了由淺部向深層、由粗放向集約、由過渡消耗向可持續開發的發展之路。地熱資源勘查開發在時間跨度、深度、規模、精度、科研、管理等各個方面取得令人矚目的業績。目前天津地熱開發利用已達一定規模,為進一步提升能源結構清潔能源的占比,助力雙碳目標實現,在當前的勘查基礎和開發利用形勢下,天津水熱型地熱資源勘查戰略布局進行了研究。

 

一、資源分布及儲量

 

天津水熱型地熱資源賦存潛力巨大,目前已探明在寧河寶坻斷裂以南11079.4km2的廣大平原區,自上而下發育有兩類六大熱儲層,其中孔隙型熱儲包括明化鎮組、館陶組和東營組,基巖裂隙型熱儲層包括奧陶系、寒武系、薊縣系霧迷山組。截至2023年天津累計勘查面積達6380km2,占南部平原區總面積的66%,最大地熱井勘查深度4512.49m。據2020年《天津市地熱資源潛力評價》成果,4000m以淺水熱型地熱流體可開采量4.96×108m3/a,其中主力開采層館陶組和霧迷山組熱儲,在定降深、定降速和定溫降條件下,館陶組按50%回灌率、霧迷山組按90%回灌率開采模式下可開采量為1.64×108m3/a。

 

二、資源需求及挑戰

 

水熱型地熱資源天津市當前乃至未來較長時間內可進行規模化、效益化開發的最重要的地熱資源類型。預計2035年天津市水熱型地熱資源開采總量達1.5×108m3/ a,實現供熱能力1.2×108m2,10年內翻一番,未來對水熱型地熱資源需求巨大。目前已探明評價的資源儲量雖可觀,但受限于儲層可開發強度、回灌能力和分布不均等客觀因素,資源保障能力不容樂觀,亟需對未來勘查工作布局進行研究,指導下一階段的勘查工作,擴大資源儲備。


天津市地熱資源概況和未來勘查布局-地大熱能

 

三、勘查工作布局研究

 

(一)勘查方向

針對不同類型的熱儲層,明確不同勘查方向:孔隙型熱儲重點加強基礎地質研究,提升勘查精度,突破回灌技術難點;裂隙型熱儲需提高勘查評價精度,合理設置采灌布局和開發模式,并挖掘深部“第二空間”的熱儲資源。   


針對不同開發程度區域,把握相應勘查重點:地熱資源開發程度較高、未來資源量需求大的區域,重點加強“開采”精度勘查評價,查明未來熱儲開發潛力。開發程度較低地區,資源潛力較大但利用率低,可結合供熱需求,因地制宜地擴展地熱田勘查范圍,提高地熱勘查評價精度,提升地熱資源儲備。

 

(二)勘查布局

加大未勘查區的工作投入,推進勘查工作全覆蓋。目前天津仍有3287km2勘查空白區,主要集中在寧河、寶坻、靜海等開發利用程度較低的外圍地區。需設立財政專項資金,加大勘查工作投入;采用就礦找礦理論,依托已有的地熱田地熱異常區勘查工作,勘探區域外圍(探邊)新的地熱田地熱異常區。重點挖掘外圍區奧陶系、寒武系熱儲資源潛力,增加地熱資源儲量。積極開展薊州區資源勘查工作,為薊州區溫泉康養、地熱旅游產業提供能源保障

 

全面梳理已勘查區勘查成果,進一步提升勘查精度。天津市已完成勘查區面積6380 km2,以預可行性勘查和可行性勘查為主,開采勘查工作尚未啟動。開采勘查是地熱資源勘查階段劃分的最高階段,代表著地熱地質條件基本查明,綜合研究已達到較高水平,適用于規模化開發地熱田。天津市內六區及東麗區霧迷山組熱儲、濱海新區及武清區館陶組熱儲,可作為開采勘查的先行區,結合開采中出現的問題,開展熱儲工程地熱田水熱均衡研究,每5年對地熱流體可采量及開采對環境影響進行重新評價。對未形成開采規模的已勘查區,結合城市發展與供熱需求,適當投入少量的控制性地熱鉆探工程,提升勘查精度。

 

優選有利勘查靶區,先行先試開發深部熱儲。天津滄縣隆起區4000~6000m深的薊縣系碳酸鹽巖“第二空間”熱儲潛力巨大,可作為下一步地熱資源開發利用的目標區。優先圍繞熱顯示良好區域補充開展勘查工作,例如以濱海新區深部巖溶裂隙型熱儲的新發現為支撐點,加大臨近區巖溶裂隙型熱儲的勘查工作。針對寧河區和靜海區內的滄縣隆起區,可充分挖掘現有霧迷山組熱儲存量資源,試點勘探深部資源。在雙窯凸起區的團泊東區一帶,處于背斜核部和斷裂附近,裂隙較為發育,基巖埋藏淺,分析4000~6000m即可鉆遇高于莊組地層,是深部熱儲勘探的重要突破口。

 

綜上,本次勘查布局研究,提出了擴大勘查范圍、提升勘查精度、推進深部勘查等工作布局,在勘查手段和方法上提出建設性意見,能夠最大化提升天津市水熱型地熱資源儲備和保障能力,滿足未來能源需求,也為全國加大地熱資源勘查開發提供了借鑒。


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