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不谈干热岩,因为在这里,地热梦想更可能会照进现实

放大字体 缩小字体 发布日期:2017-09-18  来源:荟萃能源
[摘要]我们印象中的地热大多与地壳运动活跃的火山地带仅仅联系在一起,例如我国著名的西藏羊八井,美国的Geysers,其实我们忽略了另一个重要的领域:油田地热。
 
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      “2017年8月30日,中国地质调查局发布消息,在青海省共和盆地3705米深处钻获236℃的高温干热岩体。这是我国首次钻获埋藏最浅温度最高的干热岩体,实现了我国干热岩勘查的重大突破。”

      相信大家最近在各种社交媒体资讯上反复被这条新闻刷屏,一时间“干热岩”占据了大家朋友圈最显眼的位置。

      对于石油从业者来说,应该如何看待地热?是地热的发展让石油行业雪上加霜?还是让石油从业者重获机会?今天小编不谈世界上的地热田,也不谈青海新发现的干热岩,重点谈一下我们身边油田里的地热,因为在这里,梦想可能会照进现实!

      开发油田地热的优势
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      我们大家都知道地热是蕴藏在地球内部的热量,也是驱动整个地球发生发展的原动力。它被认为是一种可再生能源,具有资源量巨大、能源利用效率高、成本低、节能减排效果好等诸多优点。我们印象中的地热大多与地壳运动活跃的火山地带仅仅联系在一起,例如我国著名的西藏羊八井,美国的Geysers,其实我们忽略了另一个重要的领域:油田地热。油田不仅有大量的地下热能储层,而且为地热的开发和利用提供了巨大的便利。

      ①油田地热储量丰富。地层温度随深度的增加而增大,一般地温梯度为3.5-4°C/100m,考虑到我国油田的钻探深度,我国众多油田的许多井都可以达到120°C及以上的井底温度,蕴藏有巨大的地热能源。据研究,油田伴生地热资源温度为120℃左右时,利用产出水地热发电的投资回收期在3-5年之间[文献1]。据统计我国油田地热资源的储量相当于8532亿吨标准煤。油田地热资源包含地压型热流体资源、联产型热流体资源等。

      ②油田已有的基础设施极大的降低了地热能源的开发成本。人类对地热资源的开发和利用可以追溯到1904年,但是受制于较高的开发成本,地热资源一直没有得到大范围的利用。在传统的地热田开发过程中,前期的勘探、钻井的投入大约占到整个地热发电项目成本的50%-65%,同时钻井的风险较高,目前国际地热钻井成功率约为55%,所以地热开发的初期投资成本和风险较高。因此,勘探、钻井存在的风险及高昂的初期投资拉高了地热利用的成本。然而,油田已有的基础设施直接解决了这个制约地热发展的最大问题。现有的井筒提供了直达井底最高温度和生产的通道,井口设备和地面管线也为地热的开发提供了现成的设施。

      ③油田中大量存在的高产水井和废气油井是开发地热能源的最佳候选。我国油田在经过多年油气开采后,有大量的高产水井和废气油井,开采价值已经逐渐降低,甚至失去了开采价值,在采取一定的措施后就能成为地热井,通过利用其中依然存在地热能源,使这些逐渐失去经济价值的井到充分的利用,甚至产生额外的价值。这样既减少了钻探开发地热井所需的花费从而降低了地热发电的总成本,又能够解决废弃油井所造成的环境污染和安全隐患等问题。

      ④油田积累的生产技术和数据为地热开发提供了极大的支持。油田长期开发过程中积累了大量的地质资料、钻完井资料、储层资料和生产数据,这个庞大的资料库为油田地热的开发提供了数据支持,也为开发地热提供了巨大的便利。

      油田地热的开发方式

      ①油田地热发电。地热发电是一种最重要的地热利用方式,这种方式利用油田高含水井在油气生产过程中伴生的热水,进行发电。双工质发电技术尤其适用于中低温油田地热资源。双工质发电通过循环工质与地热水之间的热传递实现能量交换。有机工质在换热器中从地热水中吸收热量,生成具一定压力和温度的蒸汽,蒸汽推动汽轮机做功,从而带动发电机发电。2011年4月,华北油田投产了国内首座利用油田产出液发电的中低温发电站,采用双工质螺杆膨胀动力机发电技术,装机容量400kW。发电站所用热水来自留北油藏8口高含水井(含水97%以上),温度为110°C,流量为2880m3/d。在满负荷条件下,预计其年发电能力为270万kW·h,每年可节约燃料4100吨。该地热发电站成为国内油田梯级利用地热资源的成功典范[文献3]。

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      华北油田国内首座油田产出液发电站[文献4]

      ②油田地热水驱和伴热输油。稠油开采的核心是降低原油黏度。目前采用的稠油开采技术有蒸汽驱、蒸汽吞吐、热水驱、电加热等,这些方法加热成本高(多以燃烧原油/天然气产生蒸汽/热水、电加热耗电量大)、热利用效率低等缺点。利用油田伴生的地热水进行热水驱为稠油油藏开发提供了一种新的途径。伴热输油也是利用地热水降低原油粘度的应用之一。利用采出的地热水,可以替代燃油热水锅炉,用于集输伴热系统,节省燃油资源。

      ③通过热泵取暖。利用产出的地热水通过热泵对相对集中的办公、娱乐、住宅等场所,提供冬季送暖和夏季制冷,促进节能减排和降低消耗。胜利油田在这方面油田地热资源的利用上面为全国油田做出了示范。胜利油田小区地热采暖工程项目利用温度为82°C的地热水为7万平方米的范围提供了供暖,年节约成本约156万元。

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      胜利油田小区地热采暖项目概述[文献2]

      油田地热的发展前景

      长久以来,无论是国外的油气开发商,还是我国的油田单位,大多都聚焦并下大力气从地下储层获取油气资源,而在当前能源供需紧张、大力发展新能源的背景下,地热资源受到了越来越多的重视!与最新勘探成功的干热岩相比,将目光放到油田地热,似乎离“地热梦想照进现实”更近一些。借助于油气田现有基础设施和勘探开发技术,避免高额的开发成本和风险,有效开发油田地热资源,真正地使“开发地热资源”的梦想看到现实的曙光,同时实现维持油田可持续发展和新能源开发的“双赢”选择。

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