（一） 資源開發(fā)條件

 

  地熱資源的開發(fā)受到熱儲層埋藏深度、地熱水溫度、水量、水質(zhì)等的限制，可開發(fā)利用的地熱資源被限制在一定的地熱異常區(qū)內(nèi)，根據(jù)中國近年來地熱資源開發(fā)的實際情況及國外的經(jīng)驗，地熱資源開發(fā)應符合下述條件：

 

  1.熱儲層埋藏深度

 

  根據(jù)中國目前開采技術(shù)經(jīng)濟條件的可能性，并考慮遠景發(fā)展的需要，將地熱儲量分為兩類：

 

  能利用儲量：指熱儲埋深小于2 000m，便于開采，經(jīng)濟效益好，在開采期間不會發(fā)生嚴重的環(huán)境地質(zhì)問題，符合資源合理開發(fā)利用的儲量。

 

  暫難利用儲量：指熱儲埋深大于2 000m，開采技術(shù)條件較困難，難以獲得經(jīng)濟效益，暫不宜開采利用，而將來有可能開采的儲量。

 

  按上述規(guī)定，目前對于地熱資源的開發(fā)，主要限于熱儲層埋深在2 000m以淺的深度內(nèi)，但隨著技術(shù)經(jīng)濟的發(fā)展，在一些大型沉積盆地區(qū)的地熱資源開發(fā)深度已達到2 500m以上，如天津濱海及西安地區(qū)。

 

  2.地熱水溫度

 

  我國以中、低溫地熱田為主，開發(fā)地熱資源主要用于供暖和醫(yī)療洗浴，作為醫(yī)療洗浴用水，一般不應低于35℃；作為供暖用水，則不得低于60℃，低于此溫度，開發(fā)將是不經(jīng)濟的。對傳導型地熱田來講，地熱水溫度取決于熱儲蓋層的地溫梯度及熱儲層的埋藏深度，因而規(guī)定了地熱異常區(qū)或可供開發(fā)利用熱異常范圍應符合下述條件：     1）熱儲蓋層的平均地溫梯度不小于3℃/100m，2）1 000m深度以淺獲得的地熱水溫度不低于40℃。

 

  3.地熱水水量

 

  取決于熱儲層的滲透率和成井的單井出水量。規(guī)定熱儲層的滲透率不少于0.05μm2，單井出水量不少于300m3/d。

 

  4.地熱水水質(zhì)

 

  對地熱水水質(zhì)要求因用途不同而異，目前大量用于供暖、醫(yī)療、洗浴的地熱水，主要是礦化度小于3.0 g/L的低礦化水，少數(shù)醫(yī)療洗浴用水采用3.0～5.0g/L，高于5.0 g/L以上的地熱水，因其廢水排放有環(huán)境污染問題，而很少開發(fā)利用或只是少量的間接利用。

 

  （二） 資源開發(fā)與保護

 

  開發(fā)地熱資源與開發(fā)其他固體礦產(chǎn)資源不同，它是通過鉆探地熱井采取熱儲層中的地熱水來實現(xiàn)的，但它又與常溫地下水有常年性的補給來源不同，在一定意義上是不可再生的自然資源之一，資源的開發(fā)與保護應并重。依據(jù)地熱資源的特點和我國多數(shù)地熱田開發(fā)利用的實踐，為合理開發(fā)有效利用地熱資源，一般的作法是：

 

  1) 開采深度取決于熱儲層的埋藏深度及當前的開采技術(shù)經(jīng)濟水平。構(gòu)造隆起區(qū)受斷裂構(gòu)造控制的對流型地熱田，深部的地熱水沿斷裂循環(huán)，在適宜的構(gòu)造部位排出地表，通過勘查，可在淺部找到來自深部溫度較高的地熱水，地熱水的開發(fā)深度一般都比較淺，如近年來在海南等沿海地區(qū)勘查開發(fā)的地熱田，開采利用50～80℃的地熱水，開采深度一般都在300m以內(nèi)。處于沉積盆地主要靠地熱增溫的傳導型地熱田，只有達到相當深度的熱儲層才有實際開采意義，因而地熱水的開采深度均比較深，如華北盆地區(qū)的大多數(shù)地熱田，欲開采40℃以上的地熱水，熱水井深度一般須達到1 000m以上。就當前我國地熱水開發(fā)的經(jīng)濟技術(shù)水平而論，開采深度超過2 500m的地熱水已不經(jīng)濟了。

 

  2) 大多數(shù)地熱田實行邊探邊采或滾動式勘查開發(fā)。由于地熱資源的開發(fā)是通過勘探打井直接取地熱水實現(xiàn)的，不論是地熱勘探孔還是地熱水源井一經(jīng)打成，就可用于地熱水的開發(fā)，因此地熱資源開發(fā)并不需要等到勘探工作結(jié)束后。中國不少地熱田的勘探經(jīng)驗也證明了這一點，即地熱勘探孔，結(jié)合地熱開發(fā)的實際需要進行，勘探結(jié)束后，轉(zhuǎn)入開發(fā)利用；一些地熱水開采井，結(jié)合地質(zhì)勘探進行，又為全地熱田的勘查提供信息。兩者相結(jié)合，既解決了地熱勘查工作投資大，經(jīng)費不足的問題，又解決了開發(fā)單位急需利用地熱資源的矛盾，收到了事半功倍的效果。

 

  3) 地熱田開發(fā)一開始，就需加強動態(tài)監(jiān)測。地熱資源是在特定地質(zhì)條件和一定的地質(zhì)歷史時期里形成的，其補給來源受到特定地質(zhì)構(gòu)造條件的限制，補給量有限，有的基本沒有補給，在一定意義上講是不可再生的資源，開發(fā)一點，就消耗一點，開發(fā)得多，消耗得多，這一變化都將在地熱水的動態(tài)變化中顯現(xiàn)出來。中國絕大多數(shù)地熱田，隨著開采量的增加，地熱水水位逐年下降就是很好的例證。系統(tǒng)地取全取準地熱開采動態(tài)觀測資料，尤其是開采量與相關(guān)的水溫、水位、水質(zhì)動態(tài)監(jiān)測資料，是重新評價地熱田的可采資源，對地熱田實行科學管理的重要手段和依據(jù)。動態(tài)觀測在地熱田勘查開發(fā)一開始就應引起足夠的重視。

 

  4) 地熱回灌是提高地熱資源利用率的必要手段。中國一些地熱田在短短幾年、十幾年的開采中，就形成了數(shù)十米的水位下降，為減少水位下降不得不嚴格控制其開采量。如北京東南城區(qū)地熱田，每開采150萬m3的地熱水，水位平均就下降１m，因而不得不將其年開采量控制在400萬m3左右。天津塘沽、西安等地熱田，每年也以2～3m的速度下降。可是，按其采出的水量進行熱量換算，按目前的開采水平進行限量開采，100年內(nèi)采出的熱量僅僅是熱儲層中儲存熱量的1％～2％，儲存水量的2％～5％，顯然，地熱資源沒有得到有效的開發(fā)，其原因在于熱水資源補給不足，已開發(fā)的地熱水資源是靠降低水位，消耗已有的儲存量來實現(xiàn)的，增大開采量，必然加大地熱水水位的降低。為提高地熱資源的利用率，可通過對熱儲層進行人工回灌來實現(xiàn)，法國巴黎盆地地熱資源開發(fā)有這方面的經(jīng)驗，中國天津濱海地區(qū)也開始了這方面的試驗研究。      5) 地熱開發(fā)必須同時重視環(huán)境保護：地熱水開發(fā)相應地可引起兩個環(huán)境地質(zhì)問題：一是隨著開采量的增大，在開采影響區(qū)內(nèi)，引起地下水位下降，進而造成地面沉降，尤其是淺部熱儲層為軟弱松散層的地區(qū)，因開發(fā)地熱水，局部地段已引起了數(shù)十厘米的地面沉降，造成了一些危害；二是高礦化度或含有害成分超標的地熱廢水排放，對當?shù)?a href="http://www.0417jobs.cn/t/淺層.html" >淺層水形成的污染。這是開發(fā)地熱水應引起重視的。

 

  （三） 不同類型地熱田的資源開發(fā)

 

  地熱田類型不同，地熱資源的開發(fā)也有差別。受斷裂構(gòu)造控制，熱儲呈帶狀的對流型地熱田，地熱水主要富集在導水斷裂構(gòu)造及其影響帶附近，近靠斷裂帶的地熱井出水量一般都比較大，且井與井之間的干擾影響也比較大，對對流型小型地熱田來講，整個地熱田地熱水的可開采量，往往與斷裂富水帶上的幾個熱水井干擾出水量之和相近；遠離斷裂帶的地熱井出水量則比較小，以致缺乏實際開采意義。因此這類地熱田資源的開發(fā)，可以集中在導水的斷裂帶附近，并以集中開發(fā)最為經(jīng)濟合理。

 

  大型沉積盆地熱儲呈層狀的傳導性地熱田，熱儲層分布面廣，導水性比較均勻，但滲透性比較差。在熱儲層分布范圍內(nèi)，熱水井出水量差別較小，可實行均衡開采，一般不適宜于群井集中開采。集中開采，井間水位下降及出水量干擾系數(shù)大，取水不經(jīng)濟。

 

  （四）不同溫度地熱田的資源開發(fā)

 

  地熱水的溫度不同，利用的范圍和方式也不同，高溫地熱田中的地熱水，因溫度遠遠超過水的臨界汽化溫度，進入地表由于壓力降低，部分熱水被汽化，以具有一定的水熱蒸汽形式出現(xiàn)，溫度愈高，相應的水熱蒸汽量越大，壓力也越大。以中國羊八井高溫地熱田為例，熱水溫度120℃的321井，孔口壓力0.2MPa，汽水混合總量72t/h，其中蒸汽量9.8t/h；熱水溫度為247℃的ZK4001深井，孔口壓力達到1.45MPa，汽水混合總量達302t/h，其中蒸汽量達37.1t/h（表3）。對于這類地熱田的開發(fā)，主要以利用高溫水熱蒸汽為主，因地熱水具有高溫高壓的特性，勘探開發(fā)必須有專門的設備，開采井口必須有嚴密的水熱蒸汽自噴流量的控制設施。

 

  表3西藏羊八井地熱田地熱水溫度、孔口壓力、汽水量比較表90℃以下的低溫地熱水，在正常壓力下不會被汽化，地熱水開發(fā)與常溫地下水的方式類似，尤其是開發(fā)40℃以下的低溫地熱水。但對于開采承壓水位高出地面、溫度在40℃以上的低溫熱水，因其溫度超過人體溫度，井口仍需有專門的自噴流量控制設施。