我国在两千多年前就开始利用地热

一、我国地热资源开发利用现状

我国在两千多年前就开始利用地热资源，但真正意义上科学开发利用地热资源是从上世纪70年代开始。

经过三十多年的发展，已经形成以供暖、洗浴等直接利用方式和发电为主的地热资源开发利用格局；另外由于浅层地温能几乎不受资源限制并且技术日趋成熟，因此近几年利用地源热泵开发浅层地温能进行供暖和制冷在我国各地区发展迅速。我国地热资源的开发利用促进了经济增长，产生了明显的经济、社会和环境效益。

1、地热直接利用

地热直接利用是指利用中低温地热水进行供暖、洗浴、医疗、旅游、工业烘干和农业养殖等。我国地热直接利用总装机容量达到3688MWt，居世界第一，年直接利用量12865GWh。直接利用中，地热供暖占18％、医疗洗浴与娱乐占66％、种植与养殖占9％、其它利用方式占7％。

2、地热发电

（1）高温地热发电。1977年，装机容量为IMW的高温地热电站在羊八井试验成功，2008年发电量已经达到143.6GWh，在西藏投资建设的羊八井地热发电示范电站技术成熟，前景广阔，预示着我国高温地热发电将进入快速发展时期。

（2）中低温地热发电。我国在上世纪70年代先后建立了7座中低温地热电站，其中两座电站30年的中低温地热发电证明，在特定地区中低温发电在经济上是可行的。

3、浅层地温能的开发利用

浅层地温能指蕴藏在地表以下一定深度（一般小于200m）范围内岩土体、地下水和地表水中在当前技术经济条件下具有开发利用价值的热能，温度一般低于25℃。利用浅部地层进行热能储存，即冬天利用地下热源向建筑物供热，将建筑物交换后的冷源回灌人地层中，夏季将建筑物交换后的热源又回灌到地层中储存。据较新调查成果，全国应用浅层地温能进行供暖和制冷的建筑项目已达上千个，建筑面积上亿平方米，浅层地温能以其良好的环境效益和经济效益成为地热开发利用的增长点。

二、我国地热资源开发利用的前景分析

1、地热产业规模将不断扩大

2007年印发的《可再生能源中长期发展规划》中提出将合理利用地热资源，推广满足环境保护和水资源保护要求的地热供暖、供热水和地源热泵技术，在夏热冬冷地区大力发展地源热泵，满足冬季供热需要。2008年国土资源部下发了《关于大力推进浅层地热能开发利用的通知》，从调查评价、编制规划、加强监测3个方面，对大力推进我国浅层地热能资源的开发利用进行了部署。同时我国也颁布了其他很多包括地热资源在内的可再生能源的促进办法。这一系列政策法规的出台使地热开发利用的发展前景更广阔。

2、梯级利用地热能将成为主要发展趋势

地热梯级利用是指根据地热流体不同温度进行地热逐级利用，根据温度需求，由高到低进行利用。高温地热水首先用来发电，之后被用作工业烘干、农业育秧养殖、建筑供暖等等。较后较低温度地热水用来洗浴等。经过一系列的利用，尾水达到20度左右，这样就较大程度的利用了地热资源，因此梯级利用技术拥有广阔的前景。

3、增强型地热系统全球瞩目

增强型地热系统也叫干热岩地热，原理是从地表往干热岩中打一眼井（注入井），封闭井孔后向井中高压注入温度较低的水在岩体致密无裂隙的情况下，高压水会使岩体大致垂直较小地应力的方向产生许多裂缝。若岩体中本来就有少量天然节理这些高压水使之扩充成更大的裂缝。随着低温水的不断注入，裂缝不断增加、扩大拼相互连通较终形成一个大致呈面状的人工干热岩热储构造。在距注入井合理的位置处钻几口生产井并贯通人工热储构造，用来回收高温水、汽。注入的水沿着裂隙运动并与周边的岩石发生热交换，产生了温度高达200-300℃的高温高压水或水汽混合物。从贯通人工热储构造的生产井中提取高温蒸汽，用于地热发电和综合利用。利用之后的温水又通过注入井回灌到干热岩中，从而达到循环利用的目的。

4、浅层地温能前景广阔

浅层地温能在我国开发利用具有优势，首先，浅层地温能普遍存在，普遍适用；其次，开发利用浅层地热能无污染，符合“资源节约、环境友好”型社会建设的要求，并有多项政策推动其发展；再次，我国热泵技术发展较为成熟，适合规模化利用浅层地温。

三、地热勘探的难度

（1）地质条件复杂。

我国地质情况复杂，断裂构造极为发育，而我国地热田大都与断裂有关，即使是浅部的第三系地热开采也受到各种断裂构造的困扰。由于许多地热田所处的断陷区相对埋深较大，地震资料的可靠程度低，许多断裂主要依据重力、磁力资料确定。由于总体勘探程度较低，资料的可靠程度差，断陷的分布及其范围、断陷中的岩性组合尚存在诸多不确定性，因而地热勘探难度较大。

（2）资金、技术力量及装备缺乏。

由于我国现阶段的地热利用层次普遍较低，且基本上属于就地消费，加之国家经济实力所限，地热勘探在很大程度上受到地域经济的制约。在少数发达地区，如京、津、西安等地，地热已逐渐发展成为一种产业，并呈现良性循环，而在绝大多数地区，由于经济相对落后，相关的资金、技术力量和钻探装备缺乏，在地热开发上缓慢发展甚至停滞。许多地热蕴藏丰富的地区由于诸多原因至今未能开发利用，由此也影响了我国地热研究的进展。

四、地热勘探思路

1、加强地热理论勘探开发技术研究

1.1、地热地质基础理论研究

我国地质情况复杂多变，目前面对的地热勘探区域多有埋深大、构造复杂、物性差、勘探开发技术难度大等缺点，加之深层地热勘探的重点地区主要是三北地区，即东北、华北、西北，而三北地区主要为盆地型（传导型）地热田，尽管我国的地热勘查已取得了一些成果，但系统的地热地质基础理论研究还有待进一步的深入。

①成盆理论研究。主要内容是加强研究储热盆地的构造特征、发展演化历史及其与储热性的关系，为评价优选储热盆地提供依据。我国盆地类型众多，对一些盆地的确切分类和每个盆地的属性还有待进一步研究，对各类盆地的储热特点、富热区的构造单元和构造样式还需深入分析，以盆地形成演化与构造发展特点为依据评价、优选盆地的预测理论亟待形。这些地质基础理论研究的开展和完成无疑将大大促进我国深层地热资源的勘探开发工作。

②热储理论和地热田分布规律的研究。我国地质情况复杂多样，海相、陆相、海陆交互相及过渡相盆地并存，构造发育，与之相对应，热储层也相对较为复杂。从新生界半胶结的砂砾岩到火山岩、基岩乃至风化壳，都可在某一特定地区作为其热储层单独或伴生存在，即使在同一盆地型地热田，其热储层也不尽相同，尤其是各类复杂的断坳裂谷盆地及前陆盆地内的地热田，都有着各自独特之处。其间的热储理论和地热田分布规律需要地热地质工作者在工作中不断的研究总结和建立，从而指导深层领域的地热勘探。

1.2、深层地热勘探开发技术研究

与国外发达国家相比，从地热资源的预测识别到产出，我国的深层地热勘探开发技术还有着很大差距，尤其是与深层地热勘探息息相关的物探技术（三维地震、纵横波联合检测技术、高精度数字测井）、地球物理（大地热流、航磁、重力等）及地球同位素探测等深层地热勘探开发技术手段的深入研究和完善对于加快我国深层地热资源的勘探开发是十分必要的。

1.3、优选目标，提高深层勘探效益

深层地热埋深大、地质构造情况复杂，对设备、人员及技术力量要求高，施工具有相当大的难度和风险。为了有效利用深层地热资源，应以地质综合研究为基础，优选有利勘探区块进行预探，为下部深层勘探提供可借鉴的经验。为提高深层勘探效益，规避风险，在区块优选和储热田评价过程中，对地质优选出的有利区块进行严格的经济评价和风险分析，再从经济效益角度进一步优选，进而确定勘探的有利区块和钻探对象。

2、地热资源勘查技术方法

2.1、地质调查

①应用航空测量及卫星遥感技术，初步了解地热区的地形地貌特征，地层岩性特征，地热区的基本地质构造轮廓及隐伏构造特别是线形构造；地表地热显示及地表水体的位置；地表岩石的水热蚀变的分布及范围。

②在充分利用航卫片解释和区域地质调查资料的基础上进行地质实地调查，查明地表热显示类型、分布和规模，解释地热田形成地质条件；绘制一定比例尺的地热田地质图系，阐明地热田形成地质条件；地质测量应包括地热田的水文地质测量，主要进行地表地热显示流量质量测量，采样分析测试，直接测量热储岩石的岩石结构、孔隙、裂隙性，研究地热流体的补给、贮存、运移、排泄条件。

③对地热显示区及毗邻地区进行岩石、水系沉积物、土壤、水热活动遗迹等进行地球化学调查，研究其背景和异常分布；圈定热储远景范围；圈定热田边界及控热导热断裂构造；估计深部热储温度；预计热储开发动态发展趋势。

2.2地球物理勘探

地球物理勘查所要解决的主要问题是：

①圈定地热异常范围和热储体的空间分布、评价其规模；

②确定地热田的基底岩石性及基底起伏情况；确定隐伏断裂的空间展布，对切穿热储的断层要查明产状；

③圈定热田范围内的隐伏火成岩体及岩浆房空间位置；

④圈定水热蚀变带。

2.3地热井工程及井试

地热井工程和井试在人力、物力和财力投入上较大，一般均在勘查后期进行，为进入热田开发生产提供可靠的资料。主要解决的问题：

①较终验证地表地质、地球化学和地球物理等工作所作的解释、判断，并进一步提高其精度；

②定量确定热田边界、热储空间位置，热储温度、压力、物理、化学和渗透性分区分带特征；

③确定生产井生产特征、热储生产特征；

④提出可能的生产井布设方案；

⑤为建立地热田参数模型和进行热储工程研究提供重要基础。

经过三十多年的发展，已经形成以供暖、洗浴等直接利用方式和发电为主的地热资源开发利用格局；另外由于浅层地温能几乎不受资源限制并且技术日趋成熟，因此近几年利用地源热泵开发浅层地温能进行供暖和制冷在我国各地区发展迅速。我国地热资源的开发利用促进了经济增长，产生了明显的经济、社会和环境效益。

1、地热直接利用

地热直接利用是指利用中低温地热水进行供暖、洗浴、医疗、旅游、工业烘干和农业养殖等。我国地热直接利用总装机容量达到3688MWt，居世界第一，年直接利用量12865GWh。直接利用中，地热供暖占18％、医疗洗浴与娱乐占66％、种植与养殖占9％、其它利用方式占7％。

2、地热发电

（1）高温地热发电。1977年，装机容量为IMW的高温地热电站在羊八井试验成功，2008年发电量已经达到143.6GWh，在西藏投资建设的羊八井地热发电示范电站技术成熟，前景广阔，预示着我国高温地热发电将进入快速发展时期。

（2）中低温地热发电。我国在上世纪70年代先后建立了7座中低温地热电站，其中两座电站30年的中低温地热发电证明，在特定地区中低温发电在经济上是可行的。

3、浅层地温能的开发利用

浅层地温能指蕴藏在地表以下一定深度（一般小于200m）范围内岩土体、地下水和地表水中在当前技术经济条件下具有开发利用价值的热能，温度一般低于25℃。利用浅部地层进行热能储存，即冬天利用地下热源向建筑物供热，将建筑物交换后的冷源回灌人地层中，夏季将建筑物交换后的热源又回灌到地层中储存。据较新调查成果，全国应用浅层地温能进行供暖和制冷的建筑项目已达上千个，建筑面积上亿平方米，浅层地温能以其良好的环境效益和经济效益成为地热开发利用的增长点。

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