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行業(yè)資訊

油田轉型 少不了地熱資源“清潔替代”

地大熱能隨著國家碳達峰、碳中和目標的提出,地熱資源作為一種新型清潔、可再生能源倍受重視。2020年,中國石油踐行綠色低碳發(fā)展戰(zhàn)略,大力推動新能源業(yè)務發(fā)展,確定了“清潔替代、戰(zhàn)略接替、綠色轉型”三步走戰(zhàn)略,并針對新能源做了“十四五”整體規(guī)劃部署。2020年底,集團公司耗能總量1180×104t標煤,大慶油田是耗能大戶,耗能總量600×104t標煤,總耗能量占中石油的50.85%,替代任務較為艱巨,尤其是歐洲能源危機和東北三省拉閘限電,給大慶油田敲響了警鐘。

 

大慶油田積極搶抓綠色低碳轉型機遇,編制《大慶油田綠色低碳可持續(xù)發(fā)展示范基地建設規(guī)劃方案》,在“十四五”期間,積極探索碳中和新路徑,實現減碳、替碳、用碳、埋碳等多種措施并行推進。松遼盆地北部平均地溫梯度3.8℃/100m,是中低溫傳導型熱盆,地熱資源豐富,類型多樣,是實現“清潔替代”的現實領域,同時具備油田熱能“清潔替代”的潛力和基礎,要加快地熱能勘探開發(fā)步伐,推進地熱能綜合利用進程,為實現清潔替代目標、綠色低碳發(fā)展提供保障。

 

大慶油田地熱資源潛力分析及利用情況

 

地熱資源潛力分析

結合國家標準《地熱資源地質勘查規(guī)范》GB11615-2010中對地熱能按溫度分類標準,溫度界限大于25℃小于90℃是低溫地熱資源;溫度界限大于90℃小于150℃是中溫地熱資源;大于150℃是高溫地熱資源。按照國家標準對標劃分松遼盆地北部地熱資源分三種類型,第一種以青二三段和姚家組含水砂巖為主,深度1000~2000m,地層溫度40℃~80℃;第二種以泉二段及以下致密層為主,深度2000~3500m,地層溫度80℃~150℃;第三種以基底花崗巖為主,深度3500~6000m,地層溫度大于150℃,具備“清潔替代”的潛力和基礎。


松遼盆地北部面積約為11.6×104km2,為大型陸相近海湖相沉積。在盆地發(fā)育斷陷期和坳陷期兩大地層段,通過地熱資源評價結果,低溫地熱水主要分布長垣以北地區(qū),Ⅰ類區(qū)主要分布林甸、黑魚泡、新村等非油區(qū)范圍,產能大于500m3/d,出口溫度50℃~60℃;Ⅱ類區(qū)主要分布在長垣老區(qū)及采油九廠北部,產能200~500m3/d,出口溫度55℃~60℃;Ⅲ類區(qū)主要分布在長垣南及兩側齊家古龍、三肇凹陷等地區(qū),單井產能小于200m3/d。松遼盆地北部中淺層地熱水有利區(qū)基本情況,見表1。

油田轉型 少不了地熱資源“清潔替代”-油氣井地熱利用-地大熱能 

中溫地熱能規(guī)模大,估算資源豐度2200×104GJ/km2,全盆地穩(wěn)定分布,是今后油區(qū)用熱主要方向。中溫地熱能熱儲層屬于致密層,孔隙度、滲透率較小,物性條件較差,但地層溫度相對較高,長垣及外圍采油廠地溫梯度大于3.5℃/100m,其中,采油十廠平均地溫梯度大于4.3℃/100m,是中溫地熱能開發(fā)利用最有利地區(qū),中溫層地熱能分布及適宜開發(fā)方式,見表2。

油田轉型 少不了地熱資源“清潔替代”-油氣井地熱利用-地大熱能 

干熱巖有利區(qū)位于古中央隆起南部,估算資源豐度(4000~8400)×104GJ/km2。干熱巖富集區(qū)主要是采油八廠所轄探區(qū),古中央隆起南部基底碎裂花崗巖風化殼易于人工熱儲層建造,是干熱巖首選靶區(qū),靶區(qū)面積約500km2,厚度150~300m,埋深3800m,地層溫度約150℃,靶區(qū)熱量(205~428)×108GJ,折合標煤7.0~14.6)×108t。

 

大慶油田地熱開發(fā)利用方向

(1)低溫地熱水利用方向:國家出于對能源的保護出臺了回灌不低于90%的政策,增加了低孔低滲區(qū)地熱水應用難度,部分只采不灌的地熱水應用項目已經停用,大慶油田要嚴格執(zhí)行國家政策,應用采—灌平衡方式開采地熱水資源;


(2)中溫地熱能利用方向:通過廢棄井改造,單井閉式循環(huán)換熱效率低,影響項目的經濟效益評價,下步需改進換熱工藝及流程,采用壓裂或管道換熱的方式增加換熱面積,提高換熱效率,雖不如傳統(tǒng)水熱型地熱利用效率高,但在大慶油田少水有熱的地區(qū)也是一個有益的嘗試。

 

存在問題和建議

技術瓶頸問題:地熱開發(fā)利用是多專業(yè)、多學科交叉的集成技術水熱型地熱資源評價精度低,砂巖儲層回灌能力較低、缺乏有效的監(jiān)測手段;中深層單井閉式循環(huán)換熱量低;干熱巖屬于前沿領域,資源評價開發(fā)利用技術不成熟。建議明確油田內部地熱資源成礦機理,精細刻畫熱儲層空間分布,評價經濟可采地熱資源及開發(fā)利用潛力,攻關形成地熱開發(fā)利用關鍵技術;與國內知名大學和研究機構合作共同開展開發(fā)利用核心技術攻關(湖北地大熱能科技有限公司【簡稱“地大熱能”】,由中國地質大學組建,是國內領先的專業(yè)從事地熱資源勘查開發(fā)綜合利用高新技術企業(yè)地大熱能地熱開發(fā)技術服務商,擁有交叉學科應用型人才團隊、全球范圍地質地熱資料數據庫、全球項目實施及管理經驗、產學研一體化人才培養(yǎng)體系和地熱能多項產業(yè)化成果優(yōu)勢,經過多年的發(fā)展中,取得了一系列成果,創(chuàng)造性的運用地熱能“+”多能互補模式,為國家節(jié)能減排,走綠色發(fā)展之路提供了專業(yè)可靠的技術。),提高成果轉化能力;盡快開展現場試驗,完善配套開發(fā)技術,規(guī)模化推廣。

 

開發(fā)效益問題:除了技術因素影響外,經濟效益低是影響地熱能規(guī)模化開發(fā)推廣的主要問題,從目前開發(fā)情況看,地熱項目投資相對較高,配套技術不完善,產業(yè)規(guī)模較小,導致項目評價內部收益率不達標。建議爭取投資支持、稅費減免、熱價補貼等相關扶持政策,為地熱能效益開發(fā)提供保障;加快配套地熱勘探鉆井、建造和運營一體化技術攻關,盡快形成產業(yè)規(guī)模,最大程度地降低建設和運營成本;大慶油田在60年的勘探開發(fā)過程中,有大量的廢棄井處于閑置,是地熱利用的切入點,改造廢棄老井盤活低效資產。