地热资源开发利用

天津市地热资源概况和未来勘查布局

地大热能天津市地热资源丰富,开发历史悠久,自20世纪30年代发现地热以来,勘查开发工作经历了由浅部向深层、由粗放向集约、由过渡消耗向可持续开发的发展之路。地热资源勘查开发在时间跨度、深度、规模、精度、科研、管理等各个方面取得令人瞩目的业绩。目前天津地热开发利用已达一定规模,为进一步提升能源结构清洁能源的占比,助力双碳目标实现,在当前的勘查基础和开发利用形势下,天津水热型地热资源勘查战略布局进行了研究。

 

一、资源分布及储量

 

天津水热型地热资源赋存潜力巨大,目前已探明在宁河宝坻断裂以南11079.4km2的广大平原区,自上而下发育有两类六大热储层,其中孔隙型热储包括明化镇组、馆陶组和东营组,基岩裂隙型热储层包括奥陶系、寒武系、蓟县系雾迷山组。截至2023年天津累计勘查面积达6380km2,占南部平原区总面积的66%,最大地热井勘查深度4512.49m。据2020年《天津市地热资源潜力评价》成果,4000m以浅水热型地热流体可开采量4.96×108m3/a,其中主力开采层馆陶组和雾迷山组热储,在定降深、定降速和定温降条件下,馆陶组按50%回灌率、雾迷山组按90%回灌率开采模式下可开采量为1.64×108m3/a。

 

二、资源需求及挑战

 

水热型地热资源天津市当前乃至未来较长时间内可进行规模化、效益化开发的最重要的地热资源类型。预计2035年天津市水热型地热资源开采总量达1.5×108m3/ a,实现供热能力1.2×108m2,10年内翻一番,未来对水热型地热资源需求巨大。目前已探明评价的资源储量虽可观,但受限于储层可开发强度、回灌能力和分布不均等客观因素,资源保障能力不容乐观,亟需对未来勘查工作布局进行研究,指导下一阶段的勘查工作,扩大资源储备。


天津市地热资源概况和未来勘查布局-地大热能

 

三、勘查工作布局研究

 

(一)勘查方向

针对不同类型的热储层,明确不同勘查方向:孔隙型热储重点加强基础地质研究,提升勘查精度,突破回灌技术难点;裂隙型热储需提高勘查评价精度,合理设置采灌布局和开发模式,并挖掘深部“第二空间”的热储资源。   


针对不同开发程度区域,把握相应勘查重点:地热资源开发程度较高、未来资源量需求大的区域,重点加强“开采”精度勘查评价,查明未来热储开发潜力。开发程度较低地区,资源潜力较大但利用率低,可结合供热需求,因地制宜地扩展地热田勘查范围,提高地热勘查评价精度,提升地热资源储备。

 

(二)勘查布局

加大未勘查区的工作投入,推进勘查工作全覆盖。目前天津仍有3287km2勘查空白区,主要集中在宁河、宝坻、静海等开发利用程度较低的外围地区。需设立财政专项资金,加大勘查工作投入;采用就矿找矿理论,依托已有的地热田地热异常区勘查工作,勘探区域外围(探边)新的地热田或地热异常区。重点挖掘外围区奥陶系、寒武系热储资源潜力,增加地热资源储量。积极开展蓟州区资源勘查工作,为蓟州区温泉康养、地热旅游产业提供能源保障

 

全面梳理已勘查区勘查成果,进一步提升勘查精度。天津市已完成勘查区面积6380 km2,以预可行性勘查和可行性勘查为主,开采勘查工作尚未启动。开采勘查是地热资源勘查阶段划分的最高阶段,代表着地热地质条件基本查明,综合研究已达到较高水平,适用于规模化开发地热田。天津市内六区及东丽区雾迷山组热储、滨海新区及武清区馆陶组热储,可作为开采勘查的先行区,结合开采中出现的问题,开展热储工程地热田水热均衡研究,每5年对地热流体可采量及开采对环境影响进行重新评价。对未形成开采规模的已勘查区,结合城市发展与供热需求,适当投入少量的控制性地热钻探工程,提升勘查精度。

 

优选有利勘查靶区,先行先试开发深部热储。天津沧县隆起区4000~6000m深的蓟县系碳酸盐岩“第二空间”热储潜力巨大,可作为下一步地热资源开发利用的目标区。优先围绕热显示良好区域补充开展勘查工作,例如以滨海新区深部岩溶裂隙型热储的新发现为支撑点,加大临近区岩溶裂隙型热储的勘查工作。针对宁河区和静海区内的沧县隆起区,可充分挖掘现有雾迷山组热储存量资源,试点勘探深部资源。在双窑凸起区的团泊东区一带,处于背斜核部和断裂附近,裂隙较为发育,基岩埋藏浅,分析4000~6000m即可钻遇高于庄组地层,是深部热储勘探的重要突破口。

 

综上,本次勘查布局研究,提出了扩大勘查范围、提升勘查精度、推进深部勘查等工作布局,在勘查手段和方法上提出建设性意见,能够最大化提升天津市水热型地热资源储备和保障能力,满足未来能源需求,也为全国加大地热资源勘查开发提供了借鉴。


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