如何確定地?zé)峋砷_(kāi)采量與布井間距
地?zé)嶙鳛橐环N可再生的潔凈能源，與常規(guī)能源相比，對(duì)環(huán)境污染小，利于環(huán)境保護(hù)，且具有投資少、見(jiàn)效快的特點(diǎn)。目前，作為中低溫地?zé)豳Y源豐富的國(guó)家，我國(guó)的地?zé)嶂苯永锰幱谑澜缜傲校诠┡?、洗浴、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等方面創(chuàng)造出巨大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。
由于地?zé)峥辈榧暗責(zé)峋@鑿須投入大量資金，因此，只有實(shí)現(xiàn)地?zé)衢_(kāi)發(fā)的可持續(xù)性，才能保證地?zé)岙a(chǎn)業(yè)健康、穩(wěn)定、有序的向前發(fā)展。
受經(jīng)濟(jì)、技術(shù)條件的制約，目前地?zé)衢_(kāi)發(fā)利用主要是采取鉆井取水的方法，以水作為媒介，將賦存于熱儲(chǔ)層中的熱能采出利用。因此，地?zé)衢_(kāi)發(fā)可持續(xù)性的基本要求應(yīng)是必須保持地?zé)峋鏊考八疁胤€(wěn)定，只有這樣，才能提供穩(wěn)定的可利用熱水資源，保證地?zé)犴?xiàng)目的實(shí)施。這就要求地?zé)峋幌陆祽?yīng)處于可控狀態(tài)，以保證地?zé)峋?/a>能夠長(zhǎng)期開(kāi)采。
我國(guó)大多數(shù)地?zé)崽锞鶎儆诔练e盆地傳導(dǎo)型的中低溫地?zé)崽?，熱?chǔ)層溫度低于100℃，熱水儲(chǔ)存于沉積的砂礫巖或碳酸鹽巖中。由于熱儲(chǔ)層埋藏深、滲透性、連通性差，不能接受地表大氣降水的直接補(bǔ)給，只有微弱的側(cè)向徑流補(bǔ)給，屬于半封閉的深層承壓水系統(tǒng)。在這種情況下，地?zé)崴拈_(kāi)采以地下含水層壓力的消耗為代價(jià)，即開(kāi)采過(guò)程中地層壓力逐步下降，地?zé)峋宦裆钪鹉暝龃?，水位下降速率與采出的熱水量呈正相關(guān)。
地?zé)峄毓嗉夹g(shù)作為有效減緩地層壓力下降的手段，在許多國(guó)家已被應(yīng)用，但其受地質(zhì)、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等多重條件的制約。不同的地質(zhì)條件下，回灌能力差別很大，目前，砂巖熱儲(chǔ)層低壓回灌存在著熱儲(chǔ)砂巖孔隙被堵塞，灌不進(jìn)去的技術(shù)難題。即使能夠?qū)⒌蜏責(zé)釓U水回灌進(jìn)去，也存在著熱儲(chǔ)層溫度急劇下降的問(wèn)題，而熱儲(chǔ)層溫度的恢復(fù)需要相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間。實(shí)際上，國(guó)內(nèi)目前成功的地?zé)峄毓嘣囼?yàn)，如天津市的地?zé)峄毓嘁矁H限于裂隙發(fā)育的碳酸鹽巖熱儲(chǔ)層，且開(kāi)采熱儲(chǔ)層與回灌層屬于不同層段，層間水力聯(lián)系微弱，這樣雖然解決了熱廢水環(huán)境影響問(wèn)題，但并不能夠有效地減緩地層壓力下降。同時(shí)，回灌井的鉆鑿需要投入大量資金，將阻礙處于初級(jí)階段的地?zé)岙a(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
因此，只有科學(xué)合理地確定地?zé)峋砷_(kāi)采量與布井間距，保證地?zé)峋?/strong>的使用年限，才能使地?zé)峋幌陆堤幱诳煽貭顟B(tài)。由此，使地?zé)衢_(kāi)發(fā)才能步入良性循環(huán)的軌道，實(shí)現(xiàn)地?zé)衢_(kāi)發(fā)的可持續(xù)性。
2 確定地?zé)峋砷_(kāi)采量與布井間距的依據(jù)與步驟目前，我國(guó)確定地?zé)峋砷_(kāi)采量與布井間距的依據(jù)為全國(guó)礦產(chǎn)儲(chǔ)量委員會(huì)辦公室文件——儲(chǔ)辦發(fā)[1996]51號(hào)《關(guān)于地?zé)釂尉辈閳?bào)告審批要求的通知》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)《通知》）。該文件規(guī)定對(duì)于層狀熱儲(chǔ)層，應(yīng)依據(jù)該井開(kāi)采可能影響區(qū)內(nèi)的可采熱儲(chǔ)存量與地?zé)峋_(kāi)采期排放的總熱量進(jìn)行熱均衡驗(yàn)算確定，其步驟如下：
2.1 依據(jù)地?zé)峋樗囼?yàn)資料,用內(nèi)插法(較大水位下降以不大于2Om為宜)初步確定地?zé)峋砷_(kāi)采量,并以公式QW=3650OQCW（tW-tO）計(jì)算按此量開(kāi)采100年所排放的總熱量。
式中：
QW——地?zé)峋_(kāi)采100年所排放的總熱量；
CW——地?zé)崴骄鶡崛萘浚?/span>
tW——地?zé)崴骄鶞囟龋?/span>
tO一一地層常溫帶溫度。
2.2 依據(jù)地?zé)峋刭|(zhì)剖面，按公式Qr=KHCr（tr-tO）計(jì)算確定地?zé)峋_(kāi)采利用熱儲(chǔ)層單位面積可開(kāi)采的熱儲(chǔ)存量。
式中：
Qr——地?zé)峋_(kāi)采影響區(qū)內(nèi)可采熱儲(chǔ)存量；
K——熱儲(chǔ)層地?zé)岵墒章剩?/span>
H——地?zé)峋玫臒醿?chǔ)層厚度；
Cr——熱儲(chǔ)層平均熱容量；
tr——熱儲(chǔ)層地?zé)崞骄鶞囟取?/span>
2.3 按均衡原理以公式F=QW/Qr計(jì)算熱儲(chǔ)層可采熱儲(chǔ)存量與地?zé)峋_(kāi)采100年排放總熱量保持均衡所需的熱田面積，并按圓面積公式估算地?zé)峋木唷?/span>
2.4 在該地?zé)崽锷袩o(wú)其他地?zé)嵘a(chǎn)井或已有井的井距超過(guò)計(jì)算的布井間距，可以地?zé)峋樗囼?yàn)資料初步確定的可開(kāi)采量為該井的可開(kāi)采量；若已有井井距小于計(jì)算的布井間距,則應(yīng)以已有井距的二分之一為半徑劃定的圓面積作為該井可開(kāi)采的控制范圍，并以該范圍內(nèi)的可采熱儲(chǔ)存量作為該井的地?zé)崴_(kāi)采允許排放的熱量，進(jìn)而反求其可開(kāi)采量。
3 存在的問(wèn)題
《通知》制定于1996年，經(jīng)多年地?zé)衢_(kāi)發(fā)的應(yīng)用實(shí)踐，發(fā)現(xiàn)其中關(guān)于確定地?zé)峋砷_(kāi)采量與布井間距的依據(jù)部分存在許多問(wèn)題，和現(xiàn)階段我國(guó)地?zé)衢_(kāi)發(fā)利用要求相矛盾。如：不符合地?zé)崴x存、變化規(guī)律、無(wú)法滿足地?zé)衢_(kāi)發(fā)利用可持續(xù)性的要求等。
3．1設(shè)計(jì)地?zé)峋_(kāi)采時(shí)間過(guò)長(zhǎng)
《通知》中按地?zé)峋_(kāi)采100年計(jì)算排放的總熱量，依其而估算出地?zé)峋木?，設(shè)計(jì)地?zé)峋褂媚晗逓?00年。
目前，地?zé)峋毡椴捎玫墓懿臑槭吞坠?，質(zhì)量很好，使用年限可達(dá)30年以上。但由于地?zé)崴V化度一般都很高，對(duì)管壁的腐蝕較強(qiáng)，特別是在水位變動(dòng)帶，腐蝕更加明顯，因此，地?zé)峋墓懿哪芊袷褂?00年尚沒(méi)有肯定的例證。
地?zé)豳Y源雖然是一種可再生能源，但是其再生的過(guò)程十分久遠(yuǎn)，地?zé)崴_(kāi)采必然導(dǎo)致地下水位持續(xù)下降。
冀公網(wǎng)安備 13050302000357號(hào)