安阳区域地热资源开发现状及应用研究

□ 申先顺 申 洋 王利敏 李树杰（河南省安阳水文水资源勘测局）

1 地热资源概述

地热是地热资源的简称，常指能够经济地为人类所利用的地球内部的热能资源。通常所利用的地热资源是地表常温层以下约15 km范围内的热能资源。地热资源的开采对象，主要是埋藏浅、热储量大、有流体把热能传引到地表的地热田。

目前国内外地热资源开发的重点是“水热型”地热资源,即以蒸汽和液态水为主的地热资源。另外地热资源还有地压型、干热岩体型和岩浆型等。安阳区域地热资源是以液态水为主的“水热型”地热资源，而且是出水温度在40～60℃范围的低温地热资源。

地热资源是以地热能的形式被开采和利用，在一定地质条件下的地热系统和具有勘探开发价值的地热区域，地热资源的分布是不平衡的，也有它的发生、发展和衰亡过程，绝对不是只要往深处打钻，到处都可发现地热。我国的西藏羊八井地热田、云南腾冲地热田属于高温地热田。华北、津京地区广泛分布的是中低温地热区域，其中安阳区域属于中低温地热区域。

2 地热资源开发利用方式

我国开发和利用的地热资源是在埋藏深度2000 m左右的层状热储和埋藏深度在1000 m左右的带状热储。安阳区域地热资源的开采和利用方式，一种是深层地热资源，另一种是浅层地温资源。

深层地热资源的开发和利用，主要是利用完成的地热水井，安装潜水泵抽出热水、温热水，既可以直接供给采暖系统循环使用，也可供医疗部门、公共洗浴、温室大棚和家庭使用，又可供农业灌溉、养殖和土壤加温使用。地热井井深一般设计在1500～2200 m，溢流或使用水泵抽出的地热井水温度可以达到44～54℃范围，是可以供采暖系统或公共洗浴直接利用的地热资源。

浅层地温资源的开发和利用，一是利用抽出的接近恒温的地下水直接供给水源热泵系统循环使用，废弃水全部回灌地下;二是把热泵系统的循环水用U型管道引流到地下100～200m深的土壤当中，利用土壤温度把系统用水适时升高和降低，以满足热泵系统的循环需要。井深在100～500 m的地温井，抽出的地下水温度在16～28℃之间，可以用于冬季制冷直接利用，可与水源热泵系统一起配合使用。井深500 m左右的出水温度在25℃以上，冬季可以供给工厂员工或院校学生直接洗漱使用。

3 安阳区域地热资源开发利用现状

安阳区域地热资源的开发利用现状，一是深层地热水井,已建成并投入使用的有10余眼，用户单位主要是洗浴中心和少数住宅小区。二是水源热泵系统使用的浅层地下水井,已超过100多眼，用户单位主要是集中开发住宅小区和近几年兴建的机关办公大楼。

据统计，投入使用的深层地热水井，利用方式简单，工艺落后，无任何回灌措施。利用抽出的温热水，直接供应公共洗浴使用，然后把还具有相当高温度的水，当作废弃的污水直接排往市政污水管道。冬季取暖时，把抽出的温热水直接供给采暖系统循环使用，地热利用率较低。由于废弃水还具有相当高的温度，在大部分的废弃水还没有回灌相应地层的情况下，很容易对环境和土壤造成热污染，以及出现地热资源严重浪费现象。总之，安阳区域地热资源的开发和利用现状，一是技术单调，工艺简单，梯级利用无示范；二是资源利用不充分，可能造成热污染和水资源的极大浪费。

4 探索推广地热废弃水统一回灌，提高同层回灌率

探索推广地热废弃水的统一回灌是一种新的理念，就像城市废水、污水的集中处理一样。地热回灌的主要优点是将地热资源储量由静态变为动态，真正成为再生能源。同时有效地延长地热井的生产和使用寿命，避免尾水排放造成热污染及土壤污染。

具体做法是在地热资源用户集中区域组织各地热用户，集体投资兴建地热废弃水专用回灌水井，把各用户的地热废弃水，利用无压管道集中回流到专用回灌水井前的储水池，经过沉淀、过滤等污水处理工序后，使用高压装置，把地热废弃水回灌到相应深度的地热层或地热带中去。

5 规范审批制度与控制开采

5.1 规范审批制度

目前，地热资源开发利用主要根据开发利用的方式、项目区域用水总量、影响范围来控制审批程序。凡是达到或符合以下条件的地热资源开发利用项目的申请，可以批准实施：

第一，系统采用梯级、综合、高效利用新技术，提高资源利用率，地热供热项目采用回灌开发模式的新项目，可以批复；第二，原有地热井用水总量很大、不具备回灌条件的，应进行系统改造，地热尾水重复利用率达到80%以上，排放温度达到规定标准后，才可以批准实施；第三，在已有的地热水用户其周围3 km范围以外，才可以新建地热水的开发项目，也可限于公共建筑及高档商品住宅小区使用，只有系统工艺技术达到国内先进水平的才准许开发应用。

5.2 控制开采

由于地热水大量开采可能引起的热储层水位大幅度下降，会形成水位下降漏斗区，造成地热水资源短缺。对不同的分区分别进行合理开发保护、深入开发利用、勘探研究以及地热资源普查和地热资源远景调查等控制开采地热资源。地热资源开发利用存在的地热利用率低和回灌量少等问题，只有坚持地热资源回灌的开发道路，增加回灌井，提高回灌率才能实现地热资源可持续开发利用。

6 地热资源应用研究和开发应用示范

6.1 地热资源应用研究

安阳区域地热水主要用于集中供暖和公共洗浴两个领域。为了地热资源的更广泛利用，探索开展地热资源的梯级开发利用新技术，既可以降低地热尾水排放温度，又可以提高资源利用率，解决环境热污染问题。首先将开采出来的地热水经过换热器换热后供散热器采暖用户采暖，接下来，将散热器采暖系统的排水供地板辐射采暖用户采暖，最后将采暖系统排出的地热水，送入热泵机组进行温度提升后再供地板辐射采暖用户使用。

探索开发混合水源联动运行空调新技术，能解决单一水源与工程建设需求不相匹配的矛盾。基本原理是因地制宜采用地热水、城市中水、湖水等多种水源分别作为同一水源热泵系统的冷、热源，从中提取冷能量和热能量，冬季供暖，夏季制冷，同时还可以供应生活热水等。

6.2 地热资源开发应用示范

地热资源的开发利用涉及的新技术、新工艺尚处于探索阶段，在发展中非常需要示范工程的带动。因此，选择不同的热储类型扩大利用领域，建立起集约化利用方式的旅游、农业及医疗矿泉等地热示范工程，并在管理过程中以示范工程为样板，推广应用示范工程技术，起到以点带面、全面提高的作用。结合区域发展规划和市场需求，通过一些高档次的休闲、娱乐及房地产项目和示范工程的开发，因地制宜地进行资源勘查工作，探采结合，为地热资源评价和大规模开发奠定基础。