油田地?zé)豳Y源現(xiàn)狀研究

王佳部

（西安石油大學(xué)，陜西 西安 710065）

我國(guó)是世界上能源消耗大國(guó)，特別是改革開(kāi)放以來(lái)，經(jīng)濟(jì)社會(huì)迅猛發(fā)展，與此同時(shí)，能源消費(fèi)也快速增長(zhǎng)。我國(guó)已成為世界能源市場(chǎng)不可或缺的重要組成部分，在國(guó)際能源市場(chǎng)發(fā)揮著越來(lái)越重要的積極作用。隨著傳統(tǒng)能源日益突出的問(wèn)題，我們不得不把關(guān)注點(diǎn)轉(zhuǎn)移到新能源的建設(shè)上來(lái)，追求能源的可持續(xù)發(fā)展，以期支持經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)的發(fā)展。

至今，人類(lèi)仍以石油、碳煤和天然氣為主的傳統(tǒng)不可再生能源為主要利用能源。據(jù)國(guó)際能源機(jī)構(gòu)的評(píng)估，按照目前的勢(shì)頭發(fā)展下去，傳統(tǒng)能源供人類(lèi)使用的年限不足400年。因此，一些專(zhuān)家認(rèn)為，太陽(yáng)能、風(fēng)能、地?zé)崮?、生物質(zhì)能、潮汐能、氫能和核能為重點(diǎn)開(kāi)發(fā)利用對(duì)象[1]。

隨著我國(guó)對(duì)能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整，可再生能源作為新時(shí)代能源系統(tǒng)轉(zhuǎn)變的大方向。各國(guó)都將其制定為自身能源發(fā)展的目標(biāo)，而地?zé)豳Y源就是其中之一。它是指存儲(chǔ)在地球內(nèi)部的一種可再生熱資源，通常集中在構(gòu)造板塊邊緣一帶，源于地球內(nèi)部的熔融巖漿和放射性物質(zhì)的衰變，是一種十分寶貴的綜合性礦產(chǎn)資源。地?zé)豳Y源不僅在我國(guó)分布廣泛，且儲(chǔ)量相當(dāng)驚人，利用潛力十分可觀。一方面，它能夠緩解能源壓力；另一方面，它在改善環(huán)境發(fā)揮重要作用。因此，油田企業(yè)作為地?zé)豳Y源利用開(kāi)發(fā)的先導(dǎo)力量，必須加強(qiáng)對(duì)地?zé)豳Y源的主動(dòng)權(quán)，做好油田地?zé)豳Y源開(kāi)發(fā)利用必將有利于我國(guó)地?zé)豳Y源的長(zhǎng)足發(fā)展。

1 我國(guó)地?zé)豳Y源

1.1 資源分布

我國(guó)的地?zé)豳Y源量處于世界的前列，其中地?zé)豳Y源類(lèi)別豐富，分布廣泛[2-3]。據(jù)國(guó)土資源部2015年的統(tǒng)計(jì)報(bào)告，我國(guó)水熱型地?zé)豳Y源量折合標(biāo)準(zhǔn)煤12500億噸，每年可開(kāi)采量折合標(biāo)準(zhǔn)煤18.65億噸（不包括淺層），相當(dāng)于2015年煤炭消耗的70%。地?zé)豳Y源開(kāi)發(fā)利用每年可減排二氧化碳23.9億噸，相當(dāng)于我國(guó)年排放總量的30%。這些還只是一個(gè)不完全統(tǒng)計(jì)結(jié)果，由此可想，地?zé)豳Y源對(duì)于我國(guó)新能源的開(kāi)發(fā)利用潛力巨大。

1.2 利用現(xiàn)狀

據(jù)史料記載，早在公元前，我國(guó)就已有利用地?zé)豳Y源的先例。目前，世界上對(duì)地?zé)豳Y源的利用一般分為地?zé)岚l(fā)電和地?zé)崴苯永?。全?guó)出露溫泉2334處，地?zé)衢_(kāi)采井5818眼，我國(guó)直接利用地?zé)豳Y源熱能居世界首位。對(duì)于地?zé)豳Y源的利用，我國(guó)目前還是以水熱型為主[5]。相比于直接利用，地?zé)豳Y源應(yīng)用于發(fā)電將會(huì)是我國(guó)對(duì)于能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整有重大意義。目前，我國(guó)對(duì)于地?zé)岚l(fā)電技術(shù)難點(diǎn)有待提高，我國(guó)主要分布的是中低溫地?zé)豳Y源。以現(xiàn)有技術(shù)而言，無(wú)法高效滿(mǎn)足對(duì)于發(fā)電的溫度需求。并且我國(guó)高溫地?zé)豳Y源并不像中低溫地?zé)豳Y源一樣分布廣泛，它僅僅分布于幾個(gè)主要位置，目前主力發(fā)電仍只能靠高溫地?zé)豳Y源，未來(lái)將成為地?zé)岚l(fā)電的優(yōu)勢(shì)區(qū)域。而由近幾年剛剛興起的干熱巖資源已經(jīng)引起了世界各國(guó)爭(zhēng)相研究。伴隨著對(duì)于干熱巖資源的開(kāi)發(fā)利用，國(guó)際上提出了一個(gè)對(duì)于干熱巖資源開(kāi)發(fā)利用的必備條件——增強(qiáng)型地?zé)嵯到y(tǒng)，簡(jiǎn)稱(chēng)EOS。據(jù)中國(guó)地質(zhì)科學(xué)研究院對(duì)大陸陸域3～10 km干熱巖儲(chǔ)量最保守估算，其資源基數(shù)為2.5×1025J，相當(dāng)于856萬(wàn)億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，為中國(guó)2014年能源消耗總量的4040倍。按照國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)2%的利用率，相當(dāng)于17萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤。中國(guó)2016年能源消耗總量折合43.6億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，17萬(wàn)t標(biāo)準(zhǔn)煤相當(dāng)于2016年能源消耗總量標(biāo)準(zhǔn)3900年的消耗量。深度在3.5～7.5km、溫度在150～250℃干熱巖資源量6.3×1024J，按照國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)2%的可采資源量折算，為中國(guó)2014年能源消耗總量的1006倍。

由此可知，我國(guó)地?zé)豳Y源相當(dāng)豐富，不論是高溫地?zé)豳Y源還是中低溫地?zé)豳Y源，開(kāi)發(fā)前景巨大。地?zé)豳Y源的開(kāi)發(fā)利用不僅能解決能源方面的需求，并且還能應(yīng)對(duì)全球氣候變化，降低傳統(tǒng)石化能源帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)題，加速我國(guó)向低碳環(huán)保、節(jié)能減排轉(zhuǎn)變，更是為我國(guó)能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型提供新機(jī)遇。

2 油田地?zé)豳Y源利用

我國(guó)對(duì)油田地?zé)嵯到y(tǒng)研究始于20世紀(jì)80年代初。在1999年，“典型疊合盆地的熱體制和熱歷史研究”被國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃“973”項(xiàng)目確定為研究課題。沉積盆地?zé)釟v史研究再往后的多個(gè)油氣勘探的“973”項(xiàng)目中都被作為重要內(nèi)容。由此可見(jiàn)，盆地?zé)狍w制和熱歷史研究在盆地動(dòng)力學(xué)和油氣勘探中的重要地位。

由中國(guó)科學(xué)院主持匯編的中國(guó)大陸地區(qū)熱流圖，結(jié)合盆地?zé)釟v史研究，可以充分認(rèn)識(shí)到地?zé)豳Y源與油氣資源的協(xié)同地位。這也為油田企業(yè)開(kāi)發(fā)地?zé)豳Y源提供了相比于其他行業(yè)更為便捷的條件。油田企業(yè)重視對(duì)地?zé)豳Y源的開(kāi)發(fā)利用，將會(huì)是油田企業(yè)成功從傳統(tǒng)行業(yè)，轉(zhuǎn)變?yōu)榧瘋鹘y(tǒng)行業(yè)與新能源優(yōu)勢(shì)前景相結(jié)合的綜合性企業(yè)。因此，油田企業(yè)必須加大對(duì)油氣開(kāi)發(fā)與地?zé)豳Y源開(kāi)發(fā)并行的策略，不再單方面的認(rèn)為地?zé)豳Y源只是油氣資源的伴隨品，而應(yīng)該將地?zé)豳Y源與油氣資源同等對(duì)待，抓住這一歷史機(jī)遇，推進(jìn)我國(guó)從傳統(tǒng)能源大國(guó)向新能源大國(guó)跨出重要的一步。

2.1 遼河油田地?zé)豳Y源利用

遼河油田淺層低溫地?zé)豳Y源相當(dāng)豐富。據(jù)相關(guān)調(diào)查，遼河地?zé)釁^(qū)快分布為1802.54 km2，可采儲(chǔ)量達(dá)745.47×1015kJ。目前，遼河油田主要以采暖供熱為主，油田建設(shè)有5個(gè)采暖項(xiàng)目，2個(gè)供油氣技術(shù)伴熱項(xiàng)目，按煤熱當(dāng)量換算，年總節(jié)約能量6335噸，每年可產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益564萬(wàn)元。例如，興油三十五站地源熱泵供熱工程，共打30口地源井，產(chǎn)出50℃循環(huán)熱水為進(jìn)站原油加熱。項(xiàng)目實(shí)施后年節(jié)約天然氣23×104m3，投資回收期8.6年。

2.2 華北油田地?zé)豳Y源利用

華北油田以中、深層地?zé)豳Y源為主。據(jù)初步勘察，華北油田留北潛山地?zé)豳Y源44.85 km2，熱水資源3.93億m3，地?zé)崮?.75 EJ。華北油田已在發(fā)電、生產(chǎn)伴熱、供暖、養(yǎng)殖等眾多領(lǐng)域開(kāi)展幾十項(xiàng)地?zé)崂庙?xiàng)目，日平均利用地?zé)崴?2000 m3，年節(jié)能（煤當(dāng)量） 1.4×104t。留北地?zé)岚l(fā)電站是中國(guó)第一個(gè)利用油田采出水發(fā)電的中低溫發(fā)電項(xiàng)目，于2011年4月投產(chǎn)試運(yùn)行。2010年，公司于采油三廠(chǎng)建立地?zé)崆逑从凸軝z測(cè)站，利用地?zé)崴逑?，年可回收清洗原油約180萬(wàn)噸，節(jié)約了大量能源。

2.3 大慶油田地?zé)豳Y源利用

大慶油田中低溫地?zé)豳Y源非常豐富。初步勘察，淺層地?zé)崽锩娣e達(dá)183km2。目前，大慶有點(diǎn)處于高含水期，在已關(guān)停探井中，發(fā)現(xiàn)大量井地層溫度在90℃以上，甚至有高于130℃。大慶油田在采油一廠(chǎng)、二廠(chǎng)、三廠(chǎng)、五廠(chǎng)、七廠(chǎng)、九廠(chǎng)等單位利用含油污水及部分才出水地?zé)豳Y源建成20余個(gè)地?zé)釤岜眉夹g(shù)項(xiàng)目、注水站、辦公樓宿舍樓供暖及工藝伴熱等。目前，通過(guò)對(duì)大慶油田深層天然氣勘探時(shí)，發(fā)現(xiàn)存有高溫巖體地?zé)崮埽ǜ蔁釒r），即對(duì)大慶油田開(kāi)展增強(qiáng)型地?zé)嵯到y(tǒng)提供了基礎(chǔ)。

3 意見(jiàn)與建議

1）我國(guó)油田在利用地?zé)豳Y源還處于傳統(tǒng)的地?zé)峁┡A段，沒(méi)有實(shí)質(zhì)性的技術(shù)進(jìn)步。因此，油田企業(yè)應(yīng)重視對(duì)地?zé)豳Y源進(jìn)行技術(shù)輸入，提高地?zé)豳Y源的多用途和高效利用，不只局限于供暖階段，應(yīng)逐步向商業(yè)化的地?zé)崮Ｊ竭~進(jìn)。

2）我國(guó)地?zé)豳Y源分布基本和我國(guó)各大油田分布處于一個(gè)交互型態(tài)，所以在開(kāi)發(fā)油氣資源的同時(shí)進(jìn)行地?zé)豳Y源開(kāi)發(fā)是一個(gè)完全可行的策略。綜合并用油田地質(zhì)資料可以減少對(duì)地?zé)豳Y源勘探開(kāi)發(fā)的成本輸出。

3） 無(wú)論是石油天然氣，亦或是地?zé)豳Y源，都應(yīng)以資源質(zhì)量為首要前提。因此，我們對(duì)地?zé)豳Y源進(jìn)行勘探普查的同時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)資源整合評(píng)價(jià)，對(duì)地?zé)岬刭|(zhì)勘察也應(yīng)同步進(jìn)行，摸清地質(zhì)構(gòu)造，對(duì)不同地?zé)豳Y源類(lèi)型進(jìn)行劃分，分類(lèi)制定相應(yīng)的評(píng)價(jià)、開(kāi)采方案。

4）應(yīng)加強(qiáng)培養(yǎng)雙向型綜合人才。目前油田大多數(shù)是從事油氣資源勘探開(kāi)發(fā)的專(zhuān)業(yè)人才，缺少對(duì)地?zé)豳Y源開(kāi)發(fā)利用的儲(chǔ)備知識(shí)；再者，地?zé)豳Y源與油氣資源本就是交互式勘探開(kāi)發(fā)。因此，對(duì)油田工作者進(jìn)行地?zé)豳Y源開(kāi)發(fā)利用專(zhuān)業(yè)技能培養(yǎng)就顯得格外重要，不僅可以提高專(zhuān)業(yè)人員素養(yǎng)，也縮短了對(duì)專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)的周期，可盡快組成一批先導(dǎo)隊(duì)伍。