夏儲冬用！天津探索地熱能運用新技術

天津地熱勘查開發設計院

天tian津jin市shi蘊yun藏zang著zhe豐feng厚hou的de地di熱re資zi源yuan
，是shi我wo國guo地di熱re資zi源yuan開kai發fa使shi用yong較jiao早zao的de區qu域yu之zhi一yi，地di熱re已yi成cheng為wei重zhong要yao的de環huan保bao動dong力li
，地di熱re資zi源yuan的de開kai發fa使shi用yong現xian已yi形xing成cheng安an穩wen的de地di熱re工gong業ye。憑ping仗zhang豐feng厚hou的de地di熱re資zi源yuan儲chu量liang
、眾多的開發使用和維護效果以及自然資源辦理部門的立異辦理，天津市成為了全國唯一的集“我國溫泉之都”“我國溫泉之城”和“我國溫泉之鄉”為一體的省級城市，多年來地熱資源的開發使用規劃和水均勻走在全國前列。

作為傳統化石動力的完美替代者
，地熱資源已成為應對氣候改變、打(da)贏(ying)藍(lan)天(tian)捍(han)衛(wei)戰(zhan)和(he)優(you)化(hua)動(dong)力(li)結(jie)構(gou)的(de)重(zhong)要(yao)力(li)量(liang)。天(tian)津(jin)市(shi)對(dui)地(di)熱(re)資(zi)源(yuan)的(de)需(xu)求(qiu)呈(cheng)逐(zhu)年(nian)上(shang)升(sheng)的(de)氣(qi)勢(shi)，但(dan)隨(sui)著(zhe)需(xu)求(qiu)的(de)不(bu)斷(duan)添(tian)加(jia)，怎(zen)麼(me)保(bao)證(zheng)地(di)熱(re)資(zi)源(yuan)可(ke)以(yi)可(ke)繼(ji)續(xu)使(shi)用(yong)成(cheng)為(wei)了(le)擺(bai)在(zai)地(di)熱(re)辦(ban)理(li)者(zhe)和(he)技(ji)能(neng)工(gong)作(zuo)者(zhe)麵(mian)前(qian)的(de)重(zhong)要(yao)問(wen)題(ti)。地(di)熱(re)回(hui)灌(guan)是(shi)世(shi)界(jie)公(gong)認(ren)的(de)維(wei)持(chi)地(di)熱(re)熱(re)儲(chu)壓(ya)力(li)、保bao證zheng地di熱re田tian可ke繼ji續xu挖wa掘jue的de重zhong要yao技ji能neng手shou法fa
，現xian在zai現xian已yi成cheng為wei世shi界jie範fan圍wei內nei數shu十shi個ge重zhong要yao的de地di熱re田tian出chu產chan運yun轉zhuan中zhong的de一yi項xiang日ri常chang工gong作zuo。通tong常chang情qing況kuang下xia，地di熱re回hui灌guan是shi在zai供gong暖nuan期qi內nei將jiang使shi用yong後hou降jiang溫wen的de地di熱re尾wei水shui回hui灌guan到dao熱re儲chu層ceng，歸gui於yu“原水回灌”。天津市從1996年開端首先在地熱供暖項目上選用對井回灌開發使用模式，現已相繼建成了二百多處地熱對井回灌開發體係
，地熱回灌率已由2000年時缺乏10%進步到了如今的80%。經(jing)過(guo)實(shi)踐(jian)運(yun)轉(zhuan)和(he)動(dong)態(tai)監(jian)測(ce)
，近(jin)年(nian)來(lai)天(tian)津(jin)市(shi)的(de)地(di)熱(re)儲(chu)層(ceng)壓(ya)力(li)下(xia)降(jiang)趨(qu)勢(shi)得(de)到(dao)了(le)顯(xian)著(zhe)的(de)緩(huan)解(jie)

，大(da)部(bu)分(fen)區(qu)域(yu)乃(nai)至(zhi)呈(cheng)現(xian)了(le)上(shang)升(sheng)
，證(zheng)明(ming)回(hui)灌(guan)取(qu)得(de)了(le)顯(xian)著(zhe)的(de)應(ying)用(yong)效(xiao)果(guo)。在(zai)此(ci)基(ji)礎(chu)上(shang)
，一(yi)方(fang)麵(mian)為(wei)了(le)彌(mi)補(bu)因(yin)為(wei)以(yi)往(wang)終(zhong)年(nian)采(cai)灌(guan)失(shi)衡(heng)形(xing)成(cheng)的(de)熱(re)儲(chu)壓(ya)力(li)虧(kui)空(kong)
，另(ling)一(yi)方(fang)麵(mian)為(wei)了(le)可(ke)以(yi)進(jin)一(yi)步(bu)進(jin)步(bu)地(di)熱(re)資(zi)源(yuan)可(ke)挖(wa)掘(jue)量(liang)
，天(tian)津(jin)市(shi)又(you)在(zai)全(quan)國(guo)首(shou)先(xian)展(zhan)開(kai)了(le)“地表水回灌”研討。相關於“原水回灌”
，地表水回灌歸於“外來水源回灌”，是為適應對地熱資源的需求量不斷添加而提出的一種對熱儲層進行補給的新式技能，其有兩大優勢：

yishikeyizaifeigongnuanqiduirechucengjinxingewaideliutimibu，zhexielengliutizaidixiachucengzhegedarekuzhongjingguoweiyanjiareheyushenbugaowenreliutideduiliuxunhuan

，zhongjiuhuiyireliutidexingshizaiweilaidegongnuanqizaicichengweizanmendeyouzhireyuan，ranhoutianjialedireziyuandekewajueliang，qidaole“夏儲冬用”的效果。

二(er)是(shi)關(guan)於(yu)天(tian)津(jin)這(zhe)樣(yang)的(de)北(bei)方(fang)城(cheng)市(shi)，非(fei)供(gong)暖(nuan)期(qi)尤(you)其(qi)是(shi)夏(xia)季(ji)同(tong)時(shi)也(ye)是(shi)豐(feng)水(shui)期(qi)，地(di)表(biao)水(shui)受(shou)降(jiang)水(shui)的(de)補(bu)給(gei)量(liang)大(da)，水(shui)位(wei)上(shang)漲(zhang)迅(xun)速(su)
，此(ci)時(shi)展(zhan)開(kai)地(di)表(biao)水(shui)回(hui)灌(guan)一(yi)方(fang)麵(mian)處(chu)理(li)了(le)城(cheng)市(shi)排(pai)澇(lao)方(fang)麵(mian)的(de)需(xu)求(qiu)，另(ling)一(yi)方(fang)麵(mian)也(ye)完(wan)成(cheng)了(le)使(shi)地(di)表(biao)水(shui)資(zi)源(yuan)就(jiu)地(di)蓄(xu)留(liu)
、就地資源化的“海綿城市”效果。

為了使地表水回灌從設想變為實際，作為國內地熱領域的龍頭技能單位，天津地熱勘查開發設計院在天津市地熱辦理部門的支持下早在2009年就組建了專門的技能團隊展開相關研討。地表水回灌的成功需要有兩個前提條件
，一是要防止冷流體會集回灌形成的熱打破問題;二是要防止外來水源注入熱儲層後對儲層形成不可逆的損傷。

針(zhen)對(dui)這(zhe)兩(liang)個(ge)問(wen)題(ti)，技(ji)能(neng)團(tuan)隊(dui)展(zhan)開(kai)了(le)很(hen)多(duo)的(de)試(shi)驗(yan)研(yan)討(tao)工(gong)作(zuo)，在(zai)地(di)表(biao)水(shui)回(hui)灌(guan)井(jing)的(de)選(xuan)址(zhi)方(fang)麵(mian)，不(bu)光(guang)要(yao)接(jie)近(jin)回(hui)灌(guan)水(shui)源(yuan)，下(xia)降(jiang)管(guan)路(lu)鋪(pu)設(she)的(de)成(cheng)本(ben)，更(geng)要(yao)考(kao)慮(lv)地(di)質(zhi)方(fang)麵(mian)的(de)影(ying)響(xiang)因(yin)素(su)。為(wei)此(ci)，技(ji)能(neng)團(tuan)隊(dui)在(zai)充(chong)分(fen)剖(pou)析(xi)天(tian)津(jin)市(shi)區(qu)域(yu)地(di)熱(re)地(di)質(zhi)條(tiao)件(jian)、水文條件
、地熱開發使用等情況的基礎上
，結合回灌方針儲層的岩性特征
、裂隙率
、浸透率、裂lie隙xi散san布bu特te征zheng及ji布bu井jing現xian狀zhuang，應ying用yong地di質zhi條tiao件jian剖pou析xi和he數shu學xue模mo擬ni辦ban法fa歸gui納na優you選xuan方fang針zhen靶ba區qu
，並bing經jing過guo示shi蹤zong試shi驗yan剖pou析xi方fang針zhen區qu熱re儲chu的de裂lie隙xi連lian通tong特te性xing和he流liu場chang特te征zheng，確que認ren優you勢shi滲shen流liu通tong道dao，再zai結jie合he區qu域yu動dong態tai監jian測ce和he回hui灌guan試shi驗yan數shu據ju
，來lai確que認ren地di表biao水shui回hui灌guan井jing的de成cheng井jing工gong藝yi，以yi及ji與yu周zhou邊bian挖wa掘jue井jing的de相xiang對dui方fang位wei和he井jing距ju離li，然ran後hou防fang止zhi地di表biao水shui回hui灌guan對dui周zhou邊bian地di熱re挖wa掘jue井jing的de溫wen度du發fa生sheng不bu利li影ying響xiang，保bao證zheng供gong熱re安an全quan。

weilefangzhiduirechucengxingchengwuran，huiguanshuiyoubiyaodadaobidingdebiaozhun。kaolvdaodibiaoshuidebugeilailizhuyaoshishangyouhedaohetianranjiangshui，qishuizhiheshuiliangcunzaijiaodadeshikonggaibian。weici，jinengtuanduizhuanmendajianlejuyouzizhuzhishichanquandedibiaoshuishineishuichulimonishiyanqudao
，yijubutongshuiyuanshuizhitesejihuiguanshuizhiyaoqiu，xuanzebutongdemokuai，ziyouzuhe，yidibiaoshuiweishuiyuan
，jinxingbutonggongyiliuchengdeshuizhichulishiyan，bingjingguogaowengaoyashuiyanfanyingshiyanpingguduichucengdeyingxiang

，zhongjiuyouxuanchufuhehuiguanshuishuizhiyaoqiu、處理成本低、運(yun)轉(zhuan)安(an)穩(wen)的(de)工(gong)藝(yi)路(lu)途(tu)。這(zhe)樣(yang)就(jiu)可(ke)以(yi)在(zai)地(di)表(biao)水(shui)回(hui)灌(guan)站(zhan)工(gong)程(cheng)建(jian)設(she)前(qian)優(you)選(xuan)工(gong)藝(yi)流(liu)程(cheng)，然(ran)後(hou)防(fang)止(zhi)地(di)表(biao)水(shui)回(hui)灌(guan)站(zhan)建(jian)成(cheng)後(hou)，因(yin)水(shui)質(zhi)改(gai)變(bian)原(yuan)因(yin)導(dao)致(zhi)替(ti)換(huan)設(she)備(bei)帶(dai)來(lai)的(de)較(jiao)大(da)花(hua)費(fei)，保(bao)證(zheng)地(di)表(biao)水(shui)長(chang)時(shi)間(jian)回(hui)灌(guan)不(bu)會(hui)對(dui)儲(chu)層(ceng)發(fa)生(sheng)不(bu)利(li)影(ying)響(xiang)。

憑仗著技能團隊敢為人先的立異精力和科學謹慎的工作態度
，經過重複試驗和精益求精的不斷改進，從2013年在東麗湖區域首先建立了地表水回灌試驗站起，至2021年(nian)又(you)分(fen)別(bie)在(zai)東(dong)麗(li)區(qu)和(he)津(jin)南(nan)區(qu)以(yi)地(di)熱(re)挖(wa)掘(jue)主(zhu)力(li)熱(re)儲(chu)層(ceng)薊(ji)縣(xian)係(xi)霧(wu)迷(mi)山(shan)組(zu)為(wei)回(hui)灌(guan)意(yi)圖(tu)層(ceng)
，建(jian)成(cheng)兩(liang)處(chu)出(chu)產(chan)性(xing)地(di)表(biao)水(shui)回(hui)灌(guan)工(gong)程(cheng)，地(di)表(biao)水(shui)回(hui)灌(guan)終(zhong)於(yu)從(cong)理(li)論(lun)變(bian)成(cheng)了(le)實(shi)際(ji)。

依據天津市規劃和自然資源局關於印發《天津市地熱資源辦理實施辦法》的告訴：“鼓勵有條件的單位，經過建設使用地表水的熱儲回灌工程，在非供暖期進行地熱回灌。使用地表水進行回灌的，可按照添加回灌量的50%申請添加年度挖掘目標。”

坐落東麗湖旅遊度假區的東麗湖動力科技有限公司地表水回灌站具有3眼地表水回灌井
，每年可添加霧迷山組熱儲層回灌補給量約120萬方/年
，可添加60萬方/年的霧迷山組熱儲層挖掘目標，可在該區域添加地熱供暖麵積約60萬平米
，發生的熱量相當於每年節省標準煤1.1萬噸
，可下降向大氣中排放二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物及懸浮質粉塵等各類汙染物約2.8萬噸。

坐落津南區北閘門鎮的國新供熱公司地表水回灌站具有1眼地表水回灌井
，每年可添加霧迷山組熱儲層回灌補給量約24萬方/年
，可添加12萬方/年的霧迷山組熱儲層挖掘目標，可在該區域添加地熱供暖麵積約9萬平米
，發生的熱量相當於每年節省標準煤0.26萬噸，可下降向大氣中排放二氧化碳
、二氧化硫、氮氧化物及懸浮質粉塵等各類汙染物約0.66萬噸。

依據動態監測，地表水回灌區域的熱儲壓力呈現了顯著的上升

，而周邊挖掘井溫度、水質保持安穩
，證明了使用豐水期的地表水對地熱資源挖掘會集的熱儲層進行回灌，是緩解地熱資源供需矛盾、消除因地熱流體過度挖掘呈現的漏鬥現象、防止地熱資源過快枯竭

，完成可繼續開發使用的有用手法。工程的建成應用，形成了維護環境
、補給地熱資源的工業結構和出產方式，開創了全國選用地表水會集回灌補給深部地熱儲層的先例，拓荒了地熱資源維護的新路途。

我wo國guo地di熱re會hui集ji開kai發fa的de區qu域yu

，大da都dou具ju有you豐feng厚hou的de地di表biao水shui資zi源yuan，尤you其qi是shi關guan於yu開kai發fa以yi碳tan酸suan鹽yan岩yan為wei主zhu的de大da型xing盆pen地di型xing熱re儲chu區qu域yu
，具ju有you回hui灌guan能neng力li好hao
，底di部bu熱re源yuan豐feng厚hou的de特te色se

，配pei合he技ji能neng合he理li的de水shui處chu理li工gong藝yi，具ju有you廣guang闊kuo的de應ying用yong遠yuan景jing，可ke以yi為wei國guo家jia開kai發fa使shi用yong地di熱re這zhe種zhong新xin式shi、綠色、高效
、清潔動力供給戰略保證

，為完成雙碳方針和地熱高質量開展供給技能支持。

注：原文刊登於2022年7月刊《我國地熱》雜誌原標題：天津市探索地熱能夏儲冬用新技能辦法，服務地熱高質量開展