雄县地热资源勘查开发规划.doc
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1、雄县地热资源勘查开发规划GEoTHERM_ALENERGY1总则雄县地热资源勘查开发规划为科学开发,合理利用和有效保护地热资源,实现可持续利用,变资源优势为经济发展优势.根据中华人民共和国矿产资源法及其实施细则等法律法规和国家产业政策,雄县发展总体规划以及即将出台的雄县地热资源管理办法,结合雄县地热资源的特点,开发利用现状及其社会发展对地热资源的需求形势等,特编制雄县地热资源开发利用规划(以下简称规划).规划的指导思想是:依据中央关于人口,资源和环境的基本国策,以可持续发展观总揽全局,结合雄县矿产资源特点,按照在保护中开发,在开发中保护的方针,正确处理好当前与长远,局部与整体的利益关系,整体规
2、划,统筹安排,分步实施,科学开发,合理利用和依法保护地热资源,促进地热资源可持续利用,生态建设和环境保护的协调发展.规划适用于雄县行政区域范围,总面积524km.规划的重点是地热资源勘探研究程度较高的牛驼镇地热田范围内的雄县县城,白洋淀温泉城和现代农业开发区,总面积258.5km.另外,兼顾规划全县其它区域内的地热资源开发利用.2地热资源及开发利用形势2.1地热资源状况雄县地热分布区属于牛驼镇地热田.牛驼镇地热田是华北地区地热资源条件最为优越的地热田,涉及雄县,固安县,永清县和霸州市,总面积约640km.雄县地热田的覆盖面积约320km,占整个地热田面积的50%,占县域面积的60%.雄县地热分
3、布区地质结构为第三系热储和蓟县系雾迷山组热储直接接触,是整个地热田中地热资源条件最好的地区.热储埋深在450lO00m,地热井出水温度为4586(平均67.5C),单井出水量22112m/h.雄县地热水的水质良好,含有偏硅酸,氟等多种对人体有益的微量化学组分,属于偏硅酸,氟型温泉水.1986-1990年,河北省地矿局第三水文地质工程地质大队在牛驼镇凸起进行了比较详细的勘查工作,对地质构造,热储分布,地温场,热储压力,热储的生产性,地热水水质等有比较清楚的了解,总的来说有比较高的地热勘查程度和研究水平,特别是在地热井比较集中的县城和白洋淀温泉城一带.在牛驼镇凸起东南的霸县凹陷和凸起西北第三系厚度
4、比较大的范围,已有钻井资料,但深度钻井资料比较少,对热储性质的研究资料相对缺乏,研究程度相对较低.另一方面,在牛驼镇凸起研究程度比较高的范围,地热井的深度比较浅,一般不足2000m,故2000m以下的研究程度也比较低.2005年,为了申报中国温泉之乡,雄县国土资源局委托北京市地质工程勘察院对雄县的地热资源进行了调查评价,对全县的地热井进行了全面调查,补充了1990年以后施工的地热井资料,深化了对雄县地热地质条件的认识,计算,评价了全县范围的地热资源,并重点对雄县范围牛驼镇地热田内的地热资源进行了核实.按储量级别,牛驼镇凸起2000m以浅的地热资源的储量评价为B+c级,其中储存热量为46.191
5、0J,储存热水量为273.0610m;牛驼镇凸起20003000m深度和其它计算范围的地热资源的储量评价为D级,其中储存热量为148.0410J,储存热水量为548.7210m.按勘查程度,牛驼镇2006年第4期地热能?19?凸起地热资源高勘查程度区储存热量为96.6510J,储存热水量为283.6910m,可开采量为472.5510m/a;低勘查程度区储存热量为97.5810埽J,储存热水量为538.0910m,可开采量为343.9310m./a.2.2地热资源开发利用概况雄县地热资源开发的二十多年来产生了巨大的社会效益,引起中央及部门领导的高度重视,各级领导对雄县地热资源开发工作的指导,大
6、大推动了雄县地热资源开发利用工作.据河北省牛驼镇地热田勘查报告(河北省地质局第三水文地质工程地质大队,1990),雄县地热田开发利用始于20世纪70年代,开发利用初期主要是蔬菜种植,禽鱼养殖和洗浴,只有少量用于居室供暖和小工业加工等.随着社会经济的飞速发展,社会对能源的需要日益增加,地热资源的优势日益显着,利用范围日益广泛,地热资源的开发利用已经逐步向城市供暖,热水洗浴,温泉旅游,休闲和农业种植等方面扩展.目前,地热集中供暖是雄县地热开发利用的主要途径,全县地热供暖面积约6010m,采暖方式主要为地板采暖和常规暖气片采暖两种,年直接经济收入为720万元.雄县开发利用地热资源的另一途径就是洗浴,
7、全县共建温泉浴池19处,温泉游泳馆3处,年接待量200万人次,仅此项每年可为雄县增加直接经济收入2000余万元.位于雄县的白洋淀温泉城又称白洋淀经济技术开发区,系河北省省级旅游度假区,经济技术开发区.各级领导多次到白洋淀参观,视察,对白洋淀经济技术开发区的建设成就给予了充分的肯定.白洋淀温泉城总面积9.53km,现拥有由温泉城投资1.3亿元建设的旅游码头,华润集团白洋淀培训管理学院,旅游观光塔,航空培训中心等多种服务项目,日平均接待游客5000人次,年经济收人可达1.8亿元.截止到2004年底,全县共有地热井26眼,目前利用.18眼,待用6眼,2眼新井未启用,年开采量约226.510m,相当于
8、每年节约标准煤30716.71t,间接节约资金2150万元;同时每年减少CO,的排放量810.OOt,二氧化硫排放量1843t,减少燃煤粉尘排放量307.16t,减少渣土460750t.3地热资源的需求预测及可供性分析3.1社会经济发展对地热资源需求的预测雄县拥有丰富的中低温地热资源,主要用于采暖,温室,温泉疗养和娱乐等,已经取得良好的经济,社会和环境效益.作为北京和天津的后花园,雄县具有非常便利的交通条件和优越的投资环境.雄县处于北京,天津和保定三角腹地,位于大北京经济圈内,西临京广铁路,东近京九铁路;京深,津保,京开和大广高速公路联网贯通,可快速通达北京(90分钟),天津(60分钟),保定
9、(40分钟)等城市.雄县西倚华北明珠白洋淀,北靠中国小商品集散地白沟,随着国际经济全球化的形成,中国加入世界贸易组织,高新产业,经济技术,旅游业的蓬勃发展和大北京经济圈的提出,使雄县具备了优越的投资环境.雄县现有地热井的出水温度为4586%,单并出水量22112m/h.部分地区的地下热水富含偏硅酸,锶等多种有益于人体健康的微量元素和化学组分,达到国家饮用矿泉水标准.利用地热水进行供暖和洗浴,不但可节约大量的燃煤,而且可以减少温室气体和有害气体的排放量,从而有效保护环境.利用富含偏硅酸,锶等多种有益人体健康的微量元素和化学组分的特征,加大瓶装矿泉水的开发力度,既改善生活饮用水条件,又增加了经济收
10、入.利用处理后的地热尾水发展养殖业和种植业,扩大反季节蔬菜生产,可以改善农业生产结构,不但可以增加农民的收入,而且也方便了市民的日常生活.随着地热应用领域不断扩大,对地热资源的需求量也势必相应增大.3.2资源可采量分析雄县具有非常好的地热地质条件,雄县地热分布区属于牛驼镇地热田,牛驼镇地热田是华北地区地热资源条件最为优越的地热田,其覆盖面积约320km,占整个地热田面积的50%,占县域面积的60%.在牛驼镇凸起2000m以浅的地热资源储存热水量为273.0610m;牛驼镇凸起20003000m深度和其它计算范围内储存热水量为548.7210m.GEoTHERMALENERGY全县范围内地热水储
11、量为821.7810In.,地热供应潜力大,地热水可开采量为816.4810m./a,完全可以满足将来社会经济发展对地热资源的需求.4地热资源规划的基本原则4.1服从雄县发展大局据雄县2006年工作思路及重点,雄县将以科学发展观统领经济社会发展全局,注重调整经济结构和转变增长方式,扶持壮大优势产业,提升对外开放水平,加快城镇化进程,夯实农业基础地位,优化发展环境,注重以人为本,积极推进和谐雄县建设,全面推进综合竞争力,努力实现更快更好发展.在地热资源开发利用规划中应坚持服从雄县社会经济发展大局的原则,结合雄县社会经济发展的现状和今后的发展方向,充分发挥地热资源清洁的绿色的可再生能源的特性,发挥
12、地热在休闲,旅游方面的功能.4.2开发和保护并重地热资源虽然是可再生的,但其再生能力是有限的,而不是取之不尽,用之不竭.所以,雄县地热资源开发规划的制定工作应遵循在加强地热资源管理和保护的前提下,充分发挥雄县优越的地热资源优势,把管理和保护放在重要的地位.4.3综合,梯级利用雄县的地热水温度较高,最高可以达到86,可以根据地热水温度的不同用于不同目的,包括采暖,洗浴,温室种植,水产养殖,休闲旅游等,并尽可能把这些不同的利用方式有机地结合起来,以充分发挥地热能源,水资源和矿产资源的特性,应进行梯级综合利用,提高利用效率.4.4突出特色要根据雄县社会经济发展的现状和今后的发展方向,结合地热资源条件
13、,重点开发几个具有重要意义和龙头作用的项目,以带动全县地热资源开发利用的工作.重点项目包括:以雄县县城为中心的地热采暖无烟城的建设;以白洋淀温泉城为主的温泉休闲旅游;以北部为主的温室种植和养殖,建设温泉生态观光园.5地热资源管理和保护规划5.1地热资源管理的技术措施(1)加强基础地质和地热地质研究对于一个地热田的合理开发和管理依赖于对地热田的了解,而对于一个地热田的了解则取决于对热田地质条件和地热地质特性的了解.在开发利用过程中逐步积累资料固然重要,但是更要重视对于积累的资料的综合分析和研究.因此,要尽可能投人人力,物力开展基础地质研究和地热地质条件的研究.实际上雄县对于地下深部地质条件的掌握
14、还很粗糙,需要立项进行深入研究,其重点包括地质构造的研究;地质构造对于地热地质条件影响的研究;地热水开采对于地热田影响的研究;在开采状态下,地热水化学特征的变化,以及揭示地热田内部条件的变化等.(2)建立地热系统模型,指导地热资源管理地热流体的过量开采会引起热储压力的快速降低.如前所述,在过去的20年,雄县范围地热田的水位降低了2550m,特别是在开采比较集中的县城范围和白洋淀温泉城一带,还存在加快的趋势,严重威胁地热资源的可持续开发.过量开采的原因有两个方面:一是在多个用户同时开采同一个热储层时,由于缺乏统一管理,使开采量超过了可开采资源量;二是缺乏对地热系统的合理模型,以指导地热田的开发利
15、用规划.地热系统的模型包括简单的地表热流量模型,解析模型,统计分析模型,集中参数模型和复杂的数值模型.一般来说,在不同的勘探和研究阶段可以根据资料的精度采用不同的模拟方法.地热系统模型的建立需要的地热系统性质的信息包括:热储体积,几何形状,边界条件,热储岩石渗透性,孔隙度,密度,热容量和热导率等,热储的压力,温度等物理性质等参数.雄县已经有2O多年地热开采的历史,积累了比较丰富的资料,有条件建立比较复杂的地热系统模型.首先,将尽快建立集中参数模型,并在今后数年内建立地热系统的数值模拟模型.对于已建立的地热系统模型应根据新的资料进行定期修正,以满足地热资源管理的需要.随着勘查手段的提高和对地热系
16、统理解的逐步深2006年第4期地热能?21?入,模型也应逐步复杂和详细.对于雄县地热田模型,依据将实施的国家地热资源地质勘察规范规定,定期对模型进行更新修正.(3)开展地热尾水回灌地热回灌在世界上多数重要地热田得到了应用,并且快速发展.在国内,北京,天津等地的地热回灌已初具规模.国内外的实践表明,地热回灌对于地热系统的管理具有非常重要的意义.地热回灌的目的有几方面:处理地热废水.地热废水的温度一般高于环境温度,通常含有较高的盐份,其中有些化学组分是有毒有害的,地热废水的直接排放可能对环境造成热污染和化学污染;改善或恢复热储的产热能力.地热田中热能绝大部分储存在岩石骨架中,通过把温度较低的水注入
17、热储层,经过加热后再抽取出来,就可提高地热资源的热效率;保持热储的流体压力,维持地热田的开采条件.一般来说,地热的开采会导致热储压力降低,如果开采量过大,使补给和开采失去平衡时,热储压力会持续降低,使地热田的生产能力降低,甚至丧失.回灌对于维持或恢复热储压力,稳定地热田的开采条件具有重要作用.雄县地热系统的热储压力在过去的20多年快速下降,并且下降的势头还在持续,特别是在县城和白洋淀温泉城一带.地热井的静水位埋深已经到了4o多米.预计在今后数年将有不少地热井因水位过低而不能正常使用.为了保证地热资源开发利用的可持续性,在雄县进行地热回灌非常必要和迫切.雄县地热采暖尾水首先应选择适当的示范点,进
18、行回灌试验和示踪试验,研究地热回灌的可行性和适宜的技术措施,积累经验,并在今后5年内逐步在全县推广.争取今后l0年内,在全县开展采暖和农业利用的地热尾水的回灌工作,使回灌井的数量达到地热采水井的50%,回灌量达到采水量的60%.地热尾水回灌的重点地区将放在县城范围,以配合无烟城的建立,保证县城地热开发利用的可持续性.(4)建立监测系统地热系统监测是建立地热系统模型的基础,是地热资源管理的一个重要环节.地热模型是否能很好地反映地热系统的表现,是否能很好地用于指导地热资源管理,取决于监测系统设置的合理性和数据的准确性.地热系统的监测包括:开采井的水量,温度,压力(水位),化学成分和气体含量;监测井
19、的热储压力,监测井的温度剖面等.对于进行回灌的地热系统还应进行相关的监测,如回灌量,回灌水的温度,回灌水的化学成分和回灌压力(水位).雄县的地热监测工作将由国土资源局负责,将成立专门的地热监测机构,执行监测任务.水位监测:雄县现有地热井包括部分上世纪7080年代施工的石油勘探井,其表层套管直径一般小于216mm,表层套管长度一般小于60m,已经不适合作为地热开采井,将把这些井作为专门地热监测井(图5.1和表5.1)在其中安装自动水位监测仪,进行水位监测.同时,还将对有条件测量水位的所有开采井(以及今后的回灌井)每年在4月和l0月底各监测一次水位.水量监测:雄县国土资源局已经制定了地热井开采量统
20、计的规定,将在所有的地热开采井(以及今后的回灌井)井口安装由国土资源局认可的水表,并记录当月各地热井的地热水开采量(和回灌量),及时上报国土资源局.国土资源局还将不定期对各地热井的开采量(和回灌量)进行检查.水化学监测:将在不同区域选择固定的地热开采井(图5.1和表5.2)进行水化学监测,每年在3月和11月采取水样进行地热水水化学分析,水质分析的内容为普通热矿水全分析.监测报告:将在每年年初对上年度的地热水监测工作进行总结,并完成年度地热水监测报告.监测经费:预计水位监测井的监测仪器及其安装费用约为7万元,每年的地热系统监测运行费为l0万元左右.5.2地热资源管理的行政措施(1)加强管理机构建
21、设国土资源局作为全县地热的管理机构,对地热资源的勘探,开发,管理和保护实行统一管理.国土资源局的地热工作实行局长负责制,并直接向分管副县长负责.在国土资源局内设一位地热主管副局长,负责全县与地热有关的日常工作,负责制定地热规划,全县地热资源管理政策,地热井审批等有关工作.在国土资源局内设立地热股,由专人负责地热系统监测,开采量统计和地热资GEOTHERMALENERGY2006.No.4源补偿费的征收等工作.表1雄县地热水位监测井规划一览表井号位置施工年月深度(m)热储时代热储埋深(m)备注雄101雄州宾馆西侧1977.3l183Jx1056现有监测井Rx9小庄村东1986.7819Jx,停用
22、浅牛1文家营村南1973.2534.42Jx528停用雄3古庄头村北1977.21283.11Jx1073停用表2雄县地热化学监测井规划一览表井号位置施工年月深度(m)热储时代热储埋深(m)使用状况R1白洋淀温泉城1992.81230.16Jx970在用R雄县中学1986.7819Jx987在用Rx7大营镇政府西1989.101016.56Jx842在用世一1世纪城2002.71201.8Jx1030在用霸一26陈庄村南1977.51024Jx,在用(2)严格地热井的审批手续和开采量指标根据中华人民共和国矿产资源法和省市有关法规,按照即将出台的雄县地热资源管理办法,严格全县地热井的审批手续,防
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