[发明专利]一种循环开采地热资源的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种循环开采地热资源的方法。

背景技术

“地热”是指能够经济地为人类所利用的埋藏在地下的热能资源的简称。地球的热场也称地球的温度场、或地热场，它与地球的电场、重力场、磁场等都是地球的物理场。地热场表示地球内部各层中温度的分布状态。地球的各圈层温度分布状况和热场的特征各不相同。通常所说的热场是指地球上层能直接测量到的部分。

地热资源作为一种新能源，早已引起世界各国的重视。地热资源是一种宝贵的自然资源，有人曾做过如下的估计，地下热能的总量约为全部煤储量可能释放的能量的1亿7千万倍。地热资源不仅可以提供热能，而且还可提供供水水源及矿物资源，如提取有用元素和化合物。我国的地热资源丰富，是世界上开发最早的国家之一。

目前，我国用热主要体现在以下几个方面，即工业加热、工农业用热、家庭取暖、洗浴、温室种植、养殖等方面。而我国目前供热主要是煤、电和部分地热，电除了水电、风电、太阳能发电外，主要还是煤电。

根据建设部2010年的统计显示，目前全国供热采暖耗能全年约为2.5亿吨煤，占全社会总能耗的10%。来自“清洁高效燃煤发电技术协作网”2010年会的信息显示，目前我国发电供热用煤占全国煤炭生产总量的50%左右。因为，煤是高污染能源，大约全国90%的SO2排放由煤电产生，80%的CO2排放量由煤电排放。在给人们生产、生活带来便利的同时，也产生较大污染，给人们生命健康带来危害。同时，烧煤的锅炉属于高压容器，使用不当还会产生爆炸等危险。

按目前的开发利用水平估算，全国每年可开发利用地热水总量约68.45亿立方米，折合每年3284.8万吨标准煤的发热量。但是，现在被利用的还不到20%。即使如此，由于长期盲目开采，造成使用不合理，综合利用低，浪费较为严重。有些地方，由于缺乏管理造成布井不合理、密度太大，开采过量，造成地下热水位大幅度下降。大量的地热水随意排放到环境中，将造成地表水和地下淡水的污染。

我们生活的地球是一个巨大的低热库，仅地下10千米厚的一层，储热量就达1.05×1026焦耳，相当于9.95×1015标准煤所释放的热量。根据从事地热能研究和开发的桑哈什（SEMHACH）公司介绍，地热能的蕴藏量超过了煤炭、石油的储量。

地热资源是矿产资源的一部分，与煤炭、石油和天然气等传统的化石能源相比，地热能具有清洁、环保、可就地直接取用、成本相对低、价格稳定等优势。由于蕴藏在地球内部的天然热量——地热能储存量巨大，对环境的负面影响小，已被世界各国公认为可再生清洁能源，被各国列为重点研究开发的新能源之一。

目前的地热利用包括发电和热利用两种方式。地热资源按照介质的温度状况可以分为三种：高温（大于150℃）、中温（90～150℃）、低温（小于90℃）系统。中低温地热系统大部分采取直接利用的方式（如：供暖、浴疗、在工农业方面的使用等）和地源热泵供热、制冷进行开发利用；高温地热系统用来发电，地热发电装机容量已经达到1000万千瓦，可以说，地热目前是仅次于风能的最为现实和最具竞争力的新能源。

国土资源部数据显示，据初步估算，全国主要沉积盆地距地表2000米以内储藏的地热能，相当于2500亿吨标准煤的热量。全国经正式勘查并经国土部门审批的地热田为103处，提交的可采地热资源量每年为33283万立方米；经初步评价的地热田为214处。按目前的开发利用水平估算，全国每年可开发利用地热水总量约68.45亿立方米，折合每年3284.8万吨标准煤的发热量。但是，现在被利用的还不到20%，开发利用前景广阔。

目前的技术面临两个问题：

一是利用煤炭产生严重污染，且成本较高，每年合计用煤（包括煤发电取暖）10亿吨，保守按每吨500元计算，则是5000亿元；

二是利用地热只是从地下取热水，而地下的热水虽然量比较大，但也是有限定的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种节约大量煤炭资源的循环开采地热资源的方法。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种循环开采地热资源的方法，包括以下步骤：

1）确定一个地温梯度相对高的地区；

收集该地区以往地热资料，特别是打井实际测量的温度资料，以确定该地区的地温梯度。在地下，如果地温梯度为4℃/100米，通常情况下地表温度15℃，那么两千米就可以达到95℃，三千米就可以达到135℃。具体为：

（1）测量该地区的大地热流值。

大地热流值为一综合参数，是在地表能直接测得的惟一反映地壳深部热状况的一个物理量。