地热能开发利用

地热资源调查与研究

环境一院长期致力于对深、浅层地热能的勘查开发以及利用模式创新研究,提交了一大批地热资源勘查综合成果报告,开展了“河南省豫北平原地热资源调查”、“郑东新区浅层地热能勘查”、“鹤壁淇河生态区地热资源调查”、“济新断裂(获嘉段)地热异常区地热资源调查”、“长垣县地热资源调查”等大量调查评价工作,获得了详实的地热资源参数,为地热资源的开发利用提供了充分的地学支撑。

为了顺应国家对清洁能源的推广支持以及地热能开发利用产业的发展,环境一院持续加大地热资源技术研究工作,开展了“河南省深部地热综合应用技术研究”等多个地热研究项目,还设立了“河南省地热研究院有限公司”。在“郑东新区地热能勘查”工作中首次采用“五分法”,研究成果具有创新性,达国内先进水平。2015年开展的“新乡市地热井回灌实验研究”,是省内首例人工干预增加地热资源研究项目。“延津县古近系热储层对井采灌试验研究”,为古近系热储层回灌适宜性及其回灌工艺提供了科学合理的技术支撑。


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复杂地层找热

环境一院不断创新地热勘查技术,利用综合物探手段以及先进的钻探工艺,多次突破传统理念,在缺水贫水区成功勘查并探采出优质地热资源。现拥有电法、磁法、重力和地震等方面的多种专业物探仪器设备,可开展地热、矿产勘查、水工环地质物探、城市工程物探和水文物探测井等工作。


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元古变质岩地热勘查打破传统理念

河南新乡云龙山地区属于元古变质岩地层,地质条件极为复杂,多数专家认为基岩地区变质岩地层裂隙少,不会有水或者水量很少,难以满足成井后用水需求。2016年,面对云龙山地区成井需求,环境一院成立了云龙山地热井钻探技术研究中心。技术人员通过分析认为只要在一定深度找到断裂、裂隙发育带,就具备了寻水通道,开发地热亦成为可能。在勘查中采用综合物探手段,推测出导热断裂及相关预测数据,并在钻探过程中大胆采用了“气举反循环工艺”(清水反循环钻井技术)。2017年,云龙山地热勘查工程顺利竣工,最终完成钻井深度2251.48m,涌水量48.9m3/h,降深125.5m,单位涌水量0.39m3/(h.m),水温52℃,各项指标均达到或超过技术标准,验证了变质岩底层存在裂隙并和外界水域相通的理论预测,打破了元古变质岩地层不含水或含水量少的传统理念,实现了元古变质岩地区地热开发的新突破。

火山灰沉积岩地热勘查取得新突破

2017年,环境一院积极对接汝州市温泉旅游产业开发,实施了汝州温泉镇旅游开发中心地热开发工程。但根据地质资料推断,该区域属于火山灰沉积岩区域,地层年代久远,岩溶没有,裂隙极少,一般认为不会有水或者水量很少,属于贫水区域,难以满足需求。环境一院依靠创新地热勘查技术、过硬的物探能力以先进的钻探水平,顺利完成了此项工程。最终完成钻井深度1750m,涌水量600吨每日,水温45℃,成为又一个变不可能为可能的地热开发工程。

利用综合物探手段在侵入花岗岩分布区寻找地热资源

环境一院在河南坤宏新能源公司地热开发工程中采用综合物探手段,在测区北部发现有一近东西向区域深大断裂,深部裂隙发育,在断裂影响带内确定井位一处。设计孔深1800m,预计出水量40m3/h,出水温度50℃左右。最终成井深度1750m,取水层(储热目的层)为花岗岩构造裂隙水,自流出水量130m3/h,出水温度70℃。验证了综合物探方法在侵入岩地区地热勘探中的可行性及有效性。

深层地热开发

近年来,环境一院积极响应“向地球深层进军”的战略号令,凭借钻探工艺优势,先后在河南、贵州、甘肃等省份深层地热资源勘查开发中取得不错的成绩。郑州万山地质文化园地热开发工程2#井,勘探深度1915米;克明面业地热开发示范工程5眼井,平均勘探深度2200米。在基岩地区,郑州上街德宝地热开发工程,勘探深度2000米;新乡云龙山地热开发工程,勘探深度2252米;贵州松桃地热开发工程,勘探深度2013米;贵州百里杜鹃地热开发工程,勘探深度2500米。充分体现了环境一院深层勘探技术优势,尤其是在基岩地区,具备了应对不同地质条件的技术能力。


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地热利用模式创新

地热能+探采+回灌=清洁循环利用 治霾重要途径

2014至2015年,环境一院为中国品牌500强企业、上市公司“克明面业”在河南延津、遂平等地的工厂实施了地热资源综合开发利用示范工程。该工程主要是通过开采地热资源,利用地热能对挂面进行烘干,代替原有的燃煤锅炉烘干,然后将使用过的水回灌到地下,达到循环可持续利用的目的,减少了燃煤带来的的环境影响,经济效益和环境效益都十分明显。

城市传统集中供暖模式也是导致空气质量恶化的重要原因之一。相对传统的供暖方式来说,地热能供暖主要优势在于清洁、环保、舒适,是运用比较广泛的供暖模式。但是,随着时间的变化,成井工艺、地下水减少都会对供暖质量产生影响。环境一院利用自身多年的地热开发经验、独有的地热勘查技术、先进的地热勘探工艺,采用“探采+回灌”模式,有效解决了这一问题。?


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