地熱資源開發利用

如何利用油井開發地熱能?

      目前,歐盟正在支持大量不同的研究項目,其中包括多站點EGS示范項目——MEET項目,該項目的理念是利用EGS電廠的低溫流體和油井,來示范在更廣闊的地區不同的地質條件下(結晶型、沉積型、變質型、火山型),低成本、小規模的電力和熱力生產。

      MEET將提供下一個目的站點的實施路線圖,在那里演示EGS解決方案在不久的將來,是可以被復制用于電力和熱力生產的。MEET項目的主要目標是:收集不同地質條件EGS電力及熱力生產的相關情況;增加現有電廠的熱力生產,將油井轉化為地熱生產井;利用智能移動有機朗肯循環(ORC)裝置增強低溫(60~90℃)熱-電轉換;通過促進EGS電力和/或熱力廠的推廣來實現技術的推廣復制。

      通常地熱開發需要鉆井,而這些鉆井因其高風險性而被認為是昂貴的。從這個角度看,如果可以利用來自油氣行業現成的鉆井,則有助于在世界范圍內促進地熱能的利用。利用油井生產地熱能有兩種可能:一是可以將油井轉用于地熱生產;二是可以油、熱聯產。不論哪種情況,重復利用現有的油井,避免新鉆井的昂貴成本,也意味著社會對地面設施更好的接受度。

      有數以百計的陸上油井因其不再能夠生產出足夠的石油,變得不再經濟而停產,但它們仍然可以生產大量的水。與其永久放棄,不如考慮一下利用它們的地熱潛力,只要滿足以下幾個條件:

      首先,附近一定要有供暖需求。與石油不同,熱能因其需要昂貴的隔熱管線而不宜遠距離輸送。

      其次,熱源在溫度和流量方面必須足夠高才能滿足需求。平均梯度達到30℃/km、2~3 km深的井具有足夠的潛力。流量取決于地質,但可以通過連接新的區域來加強。理想的情況下,井應該足以噴發,否則井下抽水將需要消耗大量的能量,從而降低了系統的整體能效比。即使對油井來說,地熱能的可持續利用也意味著地熱能的生產和利用要造福子孫后代和環境。

      第三,井孔條件必須足夠好。套管和水泥的狀況隨著時間的推移會損壞,可能需要昂貴的修復費用。

      通常情況下,在油井的使用壽命內,石油產量會下降,而水會增加。深部儲層的水達到地表時的溫度可達90℃以上。這些熱水通常被回灌到儲層中,以提高產量和維持壓力。這意味著水的熱量被浪費了。我們可以選擇在回灌之前先提取出熱量,用于直接供暖發電

     法國南部Arcachon的Les Portes du Pyla生態社區正在使用80%的地熱能和20%的甲烷來滿足能源需求。地熱能就來自于Vermilion能源公司的石油生產井。這口井的出水溫度在70℃左右。

      在 Arcachon地區,Vermilion公司已經證明,一所高中利用其油井聯合生產的地熱能代替了天然氣供暖。在減少溫室氣體排放的同時,地熱可以滿足學校近90%的供暖需求。