自2020年以来,我国多地关停了大量违规地热井。今年上半年,依然有地方政府在加大力度整改地热井。这些被关停整顿的地热井主要原因在于其开采不回灌,导致环境污染等系列环境事件。目前,不少地方管理者提出强制采灌均衡、100%回灌的要求。那么这是否意味着地热水必须先要做回灌才能开发?地热尾水回灌一定要做到100%吗?
中国地热产业工作委专家委员会主任郑克棪在出席2021年9月9日召开的“地热加·水热型地热的未来”线上公益研讨会上表示,“地热开发不可能服从某个统一的模式,地热管理也决不是一刀切。各地热田应按照自身热储工程的特点来发挥其最大的利用效益。这就是因地制宜。”
他进一步指出,因地制宜是强调了遵循地热能自身特性来科学合理开发利用资源,并实施专业的地热管理。地热资源的分布受地质条件约束控制,各地有温度高低,热水中矿物质含量有多寡,它们分别适宜各自不同的可利用方式。
地热尾水回灌一定要做到100%?
因地制宜可以说是地热利用应遵循的基本属性,而地热回灌也应遵循“因地制宜”的开发利用原则。
北京市水文地质工程地质大队高级工程师刘久荣日前在出席“西藏地热产业论坛”作报告时指出,地热回灌的目的主要在于地热废水的处理,改善热能的开采,以及通过维持热储水位的压力来稳定地热田的开采能力。
“经常听说要做到‘100%回灌’,这不能一概而论。”刘久荣说,流体开采量是天然补给量、激发的补给量和回灌量的总和,在有明显流体补给的地热田,如北京市小汤山地热田,只需要部分回灌就可以。他强调,地热回灌不能为了回灌而回灌,地热回灌也不能不计成本。
郑克棪非常认同刘久荣的观点。在100%地热回灌方面,郑克棪曾指出,近几年多地宣传100%地热回灌。“各地的地热地质条件不尽相同,砂岩回灌是国际难题,有时确实做不到100%没有关系。”他说,国际交流外国专家的意见是技术、经济条件综合考虑,如果经多次过滤、加压回灌的设备和用电的开销比利用地热水热量受益还高,就成赔本买卖了。郑克棪强调,回灌是措施、是手段,不是以回灌为目的而回灌的。
记者获悉,为加大地热回灌保护力度,河北省提出,补办取水许可和采矿许可手续的地热供暖项目,地热尾水同层回灌量应不低于95%。山东省提出,开采孔隙热储型地热资源的回灌率不低于80%,开采岩溶热储型地热资源的回灌率不低于90%。
地热水必须首先做回灌才能开发?
据记者了解,目前国内不少地方管理者提出强制采灌均衡、100%回灌等要求,否则不予批准开采。对此郑克棪认为这是“矫枉过正,并无必要。”
他举例说,世界第一个地热发电的意大利拉德瑞罗电站1913年商业运行,1979年开始回灌,前期60多年没回灌,感觉增产潜力吃紧了,才去回灌。世界第二个地热发电的新西兰怀拉基电站1958年商业运行,70年代中后期产能有所下降了,才去回灌,前期近20年没有回灌。世界第三个地热发电的美国盖瑟尔斯电站1960年商业运行,1973年就做成世界最大地热发电,1983年开始回灌。
这些地热田为何拖了几十年没有回灌?郑克棪解释说,因为热田开始生产的时候热储压力很大,井口3~5MPa,即30~50个大气压的高温热流体喷出来,没法回灌。“它那么高压喷出来,你至少得再增加2个大气压的压力才能把它顶回去吧,需要消耗刚产出的功率,值得费大劲去做吃力不讨好的事吗?等到多年后热储压力下降了,也需要回灌来补充和增压了,回灌就顺理成章了。”
前不久,甘肃省张掖钻成地热井自流78℃,出水量6000m?/d,承压水水头压力达1.5兆帕。当地媒体报道,这是迄今为止甘肃省境内钻孔深度最大、水温最高、水量最大的地热勘探孔,也是目前西北地区地热勘探活动中效果最好的项目。
根据张掖市政府要求,此项目必须先做回灌才能开发。郑克棪认为,该项目现在没有必要先强调做回灌,等将来井多了,压力降低了,再做回灌就可以了。“回灌的理念需要早有考虑,计划要做,但开始开采先做好监测,到需要的时候提前试验,再实施回灌。”他进一步说道。