黃河三角洲地區(qū)的地熱資源極為豐富。東營市位于山東省北部黃河入海口三角洲地區(qū), 地處地熱異常區(qū),地下熱水儲量豐富、熱值高, 是該市僅次于油氣資源的第2大能源礦產(chǎn)。地質專家2005年曾探明東營城區(qū)、孤島和河口3個大型地熱田, 面積約650 km2 , 每天可采資源量達205萬m3 , 潛在經(jīng)濟價值800億元以上[ 1] 。

 

  目前在區(qū)內(nèi)發(fā)現(xiàn)可利用的地熱資源主要分布于草橋、陳莊、勝坨、義和、廣利及孤島、青坨子、五號樁等地[ 2] 。地熱作為1種新的可再生替代能源, 具有其他能源無法具備的優(yōu)勢, 除了具有熱能外, 還具有醫(yī)療和保健功效。地熱可用于居民供暖、生活洗浴、溫泉理療、溫池游泳以及溫室花卉和養(yǎng)殖等方面。在能源緊缺的今天, 大力開發(fā)地熱資源, 對于緩解能源緊張、減少環(huán)境污染、促進經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

 

  1 東營市可利用地熱資源量及可采熱水量

 

  1.1 東營市可利用地熱資源量

 

  東營市東營城區(qū)地熱田可利用熱能為764 MW, 面積342 km2 ;孤島地區(qū)地熱田可利用熱能為171.17 MW,面積84 km2 ;河口地區(qū)地熱田可利用熱能為

 

  173.88MW, 面積65 km2 。這3個大型地熱田屬于低溫地熱資源, 自上而下有3 個熱儲層組。埋深1 000 ～1 800 m, 熱儲溫度55 ～ 95℃, 地熱水礦化度10 ～ 20 g/L,單井出水量1 000 ～ 2 000 m3 /d, 富含偏硅酸、溴、碘、鍶、鋰等有益化學成分。經(jīng)測算, 3個熱儲層地熱資源量共計365.636 ×1018 J, 折合標準煤124.79 ×1018 t;可利用地熱資源量合計為79.81 ×1018 J, 折合標準煤27.23 ×1018 t。

 

  1.3 東營市地熱資源開發(fā)利用條件分區(qū)

 

  根據(jù)區(qū)內(nèi)地熱儲量分布條件, 劃出4個地熱資源開發(fā)利用區(qū)。

 

  (1)孤島地熱開采區(qū)。該區(qū)位于孤島至仙河鎮(zhèn)一帶。開采目的層自上而下為館陶組、東營組和寒武-奧陶系, 熱儲層熱水溫度較高, 可根據(jù)不同用途進行不同層位的開發(fā)。各開采層主要開采指標見表3。

 

  (2)汀河-陳莊東區(qū)地熱開采區(qū)。該區(qū)位于陳家莊凸起北側, 汀河-陳莊一帶, 館陶組厚度大, 成井深度1 100 ～ 1 200 m, 即可獲得60 ℃左右的熱水。

 

  (3)東城-西城地熱開采區(qū)。該區(qū)以西城為中心,呈東西條帶狀分布, 寬約6 km, 開采層主要指標見表3。該開采區(qū)地處市區(qū), 交通便利, 位置優(yōu)越, 經(jīng)濟發(fā)達, 開采目的層深度適中, 館陶組、東營組砂層厚度均較大, 已施工有專門地熱井, 開采條件是全市最好的地區(qū)。

 

  (4)牛莊-六戶地熱開采區(qū)。該區(qū)距市區(qū)較近, 位于牛莊-六戶一帶, 砂層厚度較大, 埋藏條件適中, 是較理想的開采區(qū)。館陶組砂層厚度大, 水量較豐富, 是該區(qū)優(yōu)先考慮的開采層, 其次考慮東營組。

 

  2 東營市地熱資源開發(fā)與利用現(xiàn)狀

 

  早在1973年, 勝利油田就在距離入?？诓贿h處的孤島地區(qū)打出1口溫泉井。然而, 東營市真正開發(fā)利用地熱資源較晚。2002年第1口專用地熱井—東營賓館地熱井才開發(fā)成功。目前東營市共勘探發(fā)現(xiàn)地熱井30口[ 4] , 利用率已達76.7% (表4)。多數(shù)為房地產(chǎn)、賓館、療養(yǎng)院等行業(yè), 主要用于供暖、生活用熱水和生產(chǎn)用水(表5)。

 

  東營市地熱資源在農(nóng)業(yè)種植、養(yǎng)殖方面也曾發(fā)揮重要作用。廣饒縣碼頭鄉(xiāng)利用草2井(水溫58 ℃、水量890 m3 /d、自流)和利津縣汀河鄉(xiāng)利用陳10井(水溫75 ℃, 水量900 m3 /d)地熱水進行羅非魚越冬保種,多年試驗結果表明, 不僅能越冬保種, 而且在冬季還能生長繁殖[ 5] 。這2口熱水井都曾取得了明顯的經(jīng)濟效益和社會效益, 目前由于井壞, 已停止使用。

 

  3 東營市地熱資源開發(fā)與利用存在問題

 

  3.1 地熱資源開發(fā)利用單一, 開發(fā)規(guī)模小

 

  目前東營市的地熱開發(fā)企業(yè)大多經(jīng)營規(guī)模小, 梯級利用程度低, 技術力量比較薄弱, 綜合效益較差。并且, 主觀上自覺保護和節(jié)約資源的意識較差, 開發(fā)利用模式單一, 僅用于洗浴、冬季供暖, 而在農(nóng)業(yè)種植、水產(chǎn)養(yǎng)殖等方面利用程度較低。處于自發(fā)、分散和粗放的利用階段, 社會和經(jīng)濟效益不夠顯著。

 

  3.2 目前地熱井不宜回灌

 

  地熱井回灌是1項既能節(jié)約資源又能保護環(huán)境的雙效措施。然而經(jīng)過專家論證表明:①東營市開發(fā)利用的熱儲層大部分為孔隙-裂隙發(fā)育, 地層多為泥巖或沙巖,孔隙度小, 滲透率低, 回灌壓力大, 不適宜回灌;②地熱回灌井的井口結構和套管的技術要求較高, 成井或操作不當會造成回灌濾水管堵塞, 甚至井身炸裂;③回灌會改變熱儲狀態(tài), 如回灌井與開采井距離不當, 回灌水會快速到達開采井, 從而引起開采井水溫下降。反之回灌水達不到開采區(qū), 就起不到保持地熱壓力、穩(wěn)定地熱的作用。鑒于以上情況, 專家建議在進行成功的回灌試驗前, 不宜全面推行地熱回灌。

 

  3.3 地熱尾水排放對周邊環(huán)境造成一定影響

 

  地熱資源開發(fā)利用在促進生態(tài)環(huán)境保護、經(jīng)濟發(fā)展及提高人民生活質量的同時, 也會對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生不同程度的影響。根據(jù)前期現(xiàn)場調(diào)查, 地熱排放渠道主要是雨污水管道。由于無法實現(xiàn)綜合利用, 地熱尾水排放溫度(30 ～ 40 ℃)和礦化度較高, 排放時間集中, 對周邊環(huán)境會造成一定程度影響。

 

  3.4 地熱資源勘查評價程度較低

 

  目前, 東營市地熱資源勘查仍然較粗, 沒有對各縣區(qū)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)進行詳細地測算。再加上對地熱產(chǎn)業(yè)的認識不夠, 有關部門只將地熱作為1種礦產(chǎn)來開發(fā), 忽視了地熱資源的綜合開發(fā)效能, 缺少相應的綜合開發(fā)利用規(guī)劃, 難以形成產(chǎn)業(yè)鏈。

 

  4 東營市地熱資源合理開發(fā)與利用對策研究

 

  4.1 梯級開發(fā), 綜合利用

 

  東營市應遵循“梯級開發(fā)、綜合利用” 的策略, 對地熱資源開發(fā)合理布局、分步實施、科學開采、綜合利用。①對東營城區(qū)地熱資源, 主要考慮用于供暖、洗浴、工業(yè)、醫(yī)療以及保健等。②河口區(qū)水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)發(fā)達, 該地區(qū)地熱資源可注重用于蔬菜種植、花木繁育、禽畜孵化以及水產(chǎn)養(yǎng)殖基地的魚苗過冬、新蝦產(chǎn)卵、幼蝦生長和海參養(yǎng)殖等方面。尤其是利用地下熱水直接或間接養(yǎng)殖羅非魚, 不僅能使其安全越冬, 還可以孵化繁殖和養(yǎng)殖成魚。③孤島地區(qū)地熱溫度較高, 可以建立大面積的地熱溫室, 有效做好地熱資源的綜合利用、梯級利用, 可以使該區(qū)形成較大規(guī)模的地熱產(chǎn)業(yè)[ 6] 。④廣饒縣工業(yè)較為發(fā)達, 資金較為充裕, 雖其地熱溫度不高, 但可考慮深層地熱資源的開發(fā)與利用, 進行工業(yè)供熱或取暖。

 

  目前東營地區(qū)幾家大型養(yǎng)雞場均為電孵, 在地熱孵化養(yǎng)雞方面還屬空白。電孵模式成本高、污損嚴重, 建議當?shù)卣皹I(yè)務部門大力開發(fā)地熱, 對現(xiàn)有養(yǎng)雞場進行技術改造, 用地熱取代電源, 以降低電費, 有效控制溫度和濕度。

 

  4.2 重視地熱尾水排放與回灌技術研究

 

  根據(jù)東營市地表水、地下水、土壤背景和地表植被等原生與次生環(huán)境條件, 目前條件下地熱尾水排放對地表水、地下水環(huán)境和土壤環(huán)境影響較小。但從長遠考慮, 東營市應大力推廣自動化監(jiān)控與熱泵技術, 加強地熱尾水的排放技術研究以及地熱回灌井的井口結構和套管等回灌技術研究, 提高地熱綜合利用率, 徹底解決由于把含鹽、高礦化度的地下熱水排放到地表而造成生態(tài)災難的問題, 同時又可緩解由于開采地下熱水引發(fā)的地面沉降問題[ 8] 。同時, 建立健全地熱資源開發(fā)利用生態(tài)環(huán)境監(jiān)測、監(jiān)督、管理體系, 形成主管部門、專業(yè)監(jiān)測、群眾監(jiān)測的監(jiān)管網(wǎng)絡, 實現(xiàn)開發(fā)與環(huán)境恢復治理同步, 地熱資源開發(fā)利用與生態(tài)地質環(huán)境保護協(xié)調(diào)發(fā)展。

 

  4.3 開展地熱資源監(jiān)測和管理工作

 

  未取得開采利用經(jīng)驗, 不了解開采與水位、水質、水量動態(tài)關系以及對環(huán)境影響程度、對人體健康影響之前, 不宜大規(guī)模開發(fā)地熱資源。安裝遠程自動監(jiān)測系統(tǒng), 對地熱開發(fā)利用的各種信息進行實時監(jiān)測研究。并根據(jù)監(jiān)測信息及時調(diào)整地熱開發(fā)利用規(guī)劃, 為政府部門提供地熱管理基礎資料, 以指導地熱監(jiān)督管理工作。

 

  4.4 開展淺層地熱能的調(diào)查與開發(fā)利用研究

 

  東營市地下100 ～ 200 m埋藏有豐富的淺層地熱能資源。淺層地熱能可用于供暖與制冷, 適宜于辦公樓與高檔住宅小區(qū)。因此, 建議應在進行地質調(diào)查評價的基礎上, 進行適宜性區(qū)劃, 建立淺層地熱能利用示范工程, 逐步推廣利用。

 

  4.5 開發(fā)地熱井智能網(wǎng)絡化管理系統(tǒng)

 

  東營市可參照天津市的有關經(jīng)驗, 開發(fā)適合當?shù)氐牡責峋悄芫W(wǎng)絡化管理系統(tǒng), 利用自動化和網(wǎng)絡信息技術, 實現(xiàn)對各地熱水井運行情況數(shù)據(jù)的實時采集和監(jiān)控, 如每個井的開采量、開采溫度、動態(tài)水位及運行狀態(tài)等, 為征收礦產(chǎn)資源補償費提供可靠依據(jù), 也為資源跟蹤評價提供基礎資料。

 

  5 結語

 

  東營市地熱資源豐富, 開發(fā)潛力巨大。通過合理規(guī)劃, 如果形成以東營、河口、孤島、廣饒為中心的4個大面積系統(tǒng)的開發(fā)利用體系, 則將會進一步推動該區(qū)域的經(jīng)濟發(fā)展。但地熱資源屬國家所有, 開采利用地熱資源, 必須按照規(guī)定繳納資源稅和資源補償費。凡在東營市欲從事地熱資源勘查、開采的企業(yè), 都應當向山東省國土資源行政主管部門申請登記, 領取勘查、開采許可證, 取得探礦權、開采權。同時, 為防止造成地質災害、資源浪費、環(huán)境污染和生態(tài)破壞等, 企業(yè)在開采地熱資源前還應當進行環(huán)境影響評價。并且城市供熱系統(tǒng)覆蓋的區(qū)域內(nèi), 不得利用地熱供暖, 要嚴把技術水平關、資源消耗關和環(huán)境保護關, 合理地布置全市的地熱水井位。

 

  對于目前已成井的2口熱水井要限期投入使用, 已封的5口井要徹查原因, 加以改造。同時, 還要推廣地熱資源的利用層面。除用于供暖、洗浴外, 要加大地熱在農(nóng)業(yè)種植、大棚蔬菜、水產(chǎn)以及花卉養(yǎng)殖方面的應用力度, 以降低農(nóng)漁業(yè)生產(chǎn)成本、建立無污染生態(tài)農(nóng)漁業(yè), 適應黃河三角洲高效生態(tài)經(jīng)濟的規(guī)劃與建設。同時, 還可考慮地熱在醫(yī)療保健、旅游度假等方面的應用, 使東營市地熱資源向著科技型、節(jié)能型、效益型與環(huán)境友好型的方向穩(wěn)步發(fā)展。