為節約油氣資源，中國石油從上世紀七八十年代就開始油田地熱的開發利用工作。目前，遼河、華北、大慶等油田已實施一批地熱能開發利用工程項目，利用油氣開發過程中的伴生水余熱資源或廢棄井改造為地熱井，開發地熱用于生活采暖、輸油伴熱、管道清洗等，節約燃料。地熱業務除開發油田地熱用于輸油伴熱外，還能服務于居民的采暖、制冷或農業、養殖業。
中國石油去年完成對15家油田公司的地熱資源評價工作。結果顯示，中國石油地熱資源豐富，資源總量折合1.08萬億噸標煤，可采資源量16億噸標煤/年。地熱水資源37萬億立方米。其中，地熱資源富集程度高、開發利用經濟性好的油田主要集中在東部，包括環京津冀的華北、大港、冀東油田。
未來，利用來自地球深部的地熱資源，中國石油將形成四大工程示范區：中深層地熱供暖示范區、高溫地熱發電示范區、采出水余熱利用示范區和廢棄井改造地熱示范區；形成2大先導試驗區：干熱巖開發利用先導試驗區和煉化余熱利用先導試驗區，既能增加利于大氣治理的清潔能源供應，又可將生產中的余熱變廢為寶。
曹妃甸新城的綠色供暖革命——冀東油田探索地熱能源發展之路
曹妃甸新城利用地熱采暖，2018年冬季首次實現了燃煤污染物二氧化碳和粉塵“零排放”“零污染”，成為唐山地區首座“無煙城”。
該項目由冀東油田負責牽頭。冀東油田努力將其打造成為具有引領作用的地熱開發示范工程。項目運行至今，完全滿足曹妃甸新城230萬平方米的供暖需求，實現地熱供暖后，節省標煤5.36萬噸，減排二氧化碳14.04萬噸，相當于植樹50萬棵，是目前全國最大單體地熱集中供暖項目。
頂層設計 引領發展新方向
3月14日，在曹妃甸新城恒大“御海天下”項目處，海灘綿延長幾公里,砂質柔軟,海域干凈。而在不遠的正北方，二號平臺上的高熱2-2井正在緊張地鉆井施工，這是一口地熱井。
在京津冀協同發展下，實現清潔能源替代迫不及待。地熱能也成為各地區推進能源結構調整、加快經濟綠色發展的重要抓手。曹妃甸區政府將地熱能發展作為主戰場，而開發利用清潔能源也是中國石油實施綠色低碳戰略的重要方向。政府迫切需要，冀東油田也有發展需求，雙方不謀而合，進行了積極接洽。
作為能源企業，中國石油把地熱作為可再生綠色能源重點發展方向，冀東油田提出由油氣田向油氣熱三元發展的戰略構想。自2016年開始，油田借助油氣開發中積累的地質資料，開展所轄區域內的地熱資源調查，經過對地熱開發利用進行長期技術研究，做好了資源調查的先期準備，為地熱資源的規模利用奠定了基礎。
“剛開始很多人都不看好這個項目，為了推動地熱能，區政府領導下了很大力氣，多次召開雙方會議，在具體施工時給予我們很大幫助，并協調解決各類問題。油田高度重視，公司兩位領導在一線督導地熱項目的具體運行。”項目負責人呂博舜介紹說，“政府統一規劃、統一政策、統一管理、統一開發，納入城市建設和經濟發展總體規劃之中。”
冀東油田公司、海峽能源產業基金、曹妃甸發展投資集團有限公司針對出資模式、資產評估方式、公司章程等多次進行了討論，經過多次協商，合資成立唐山冀東地熱能開發有限公司。
多輪驅動 跑出發展加速度
“每天都在與時間賽跑，初期的時候每天晚上躺下根本就睡不著，怕有遺漏，我就把問題一條一條記錄下，提前想好應對措施。”孫冠宇在項目中分管生產、安全，他的筆記本已經滿滿記錄了3本。項目組7個人，管理7個平臺、4部鉆機。
時間緊迫，爭分奪秒。2018年9月7日，第一口先導實驗井高熱4-3井正式開鉆。同年11月5日，具備初期地熱供暖條件，并順利啟動地熱供暖試運行。“3個月的時間，投產即供暖，按時并且保證質量完成這么大規模的供暖工程，在全國來說尚屬首例！”項目組副組長介紹道。
而政府也全面進入項目，曹妃甸區副區長薛波、楊洪升多次召開新城地熱項目協調會，聽取曹妃甸發展投資集團有限公司和冀東油田項目進展情況匯報，協調各相關單位在項目審批流程上簡化程序。
冀東油田多次就項目進展、制約問題以及下步工作與曹妃甸區行政審批局、住建局、環保局、國土局、規劃局、曹妃甸發展公司等部門和單位進行研究討論，共同商量研究整體規劃情況、審批流程要件、開發運營模式、重要技術特點、動態監管模式、風險管控維護等方面內容。
曹妃甸區政府安排專人負責協調推動項目建設。冀東油田公司開展可研設計、初設、安評、環評等工作，組織鉆前、鉆井、管線鋪設和泵房建設等各項施工。曹妃甸發展公司開展熱力站及換熱站工藝改造設計、招標、采購和施工等工作，負責組織地熱供暖系統試運行。
主動發力 創新創優創標桿
看到石油人凌晨還在匯報工作進度，還有石油人在現場的照片，曹妃甸區副區長薛波很是感慨：“以前都說學大慶學鐵人，現在我終于知道什么是石油精神，什么是大慶精神鐵人精神了。”
“地熱項目啟動晚，但是我們從上個世紀90年代初就開始研究利用，曹妃甸南34公寓就是利用地熱資源提供熱水，現在還在使用。”項目組副組長介紹道。
技術創新不是一蹴而就，冀東油田已有30余年油氣田開發經驗，探明并掌握本地區地下地熱資源分布情況，逐步積累地熱井鉆完井和回灌等關鍵技術。曹妃甸新城位于冀東油田南堡凹陷高尚堡—柳贊構造帶，該地熱田的熱儲主要為新生界新近系明化鎮組和館陶組，具有溫度高、水質好等優點。
“我們實現了取熱不取水，不加壓自然回灌，地熱開發井采出地熱水進入換熱站，換完熱的地熱尾水，通過回灌井回灌地下。”呂博舜自豪地說。
在開發方案編制中，首次采用注采平衡的方式，采取地熱水全回灌措施。通過數值模擬溫壓響應和地層應力分析，論證了館陶組儲層實現注采平衡的合理井距，是唐山地區首個實現砂巖儲層地熱水全回灌的地熱利用項目。
目前形成了六項技術成果，根據地層物性研究成果，確定了尾水機械雜質控制精度，回灌水固體顆粒控制在3微米以下，確保有效保護回灌井，完善了地熱尾水水質處理技術。實現地面工程與人居環境的深度融合，采用叢式井建井方案，單井房工程均建設于地面以下，滿足了現代化城市環境對地面景觀的苛刻要求。
砥礪前行 機遇與挑戰并存
2月2日，唐山市委常委、曹妃甸區委書記孫貴石到新城地熱供暖項目考察，對地熱供暖效果及工程給予肯定：“地熱供暖才是真正清潔供暖，值得大力推廣。”
“我們還有很多挑戰，館陶組砂巖回灌屬于難題，我們請教院士、專家來計算多方面論證，科學計算井間距。”呂博舜介紹說，不是一場沖鋒就能把紅旗插到山頂，在施工過程中遇到很多挑戰。比如以往在采油生產中，對井筒清洗的要求不高，可是地熱水要進管網，進入過濾系統，必須洗得一點雜質都沒有。
剛開始氣舉洗井時，抽排時間過長，洗井需要3天至5天。怎么縮短時間？項目組人員采用“泡燒堿”化學解堵，把井壁泥漿溶解，再洗干凈。難道氣舉不適應地層？項目組在洗井觀察中，發現鉆井隊把水還沒有抽完就停止排放，把篩管堵住了，后來把兩種方法結合使用。
“雖然起步晚，但是我們要立足于高起點、高標準、高水平的地熱資源開發利用。這個市場也是充滿了機遇，如何對熱能實現梯級利用？供暖期結束后，怎么利用地熱資源？”項目組副組長介紹道。
夕陽西下，海風徐徐。雖然曹妃甸新城供暖期已結束，但項目組人員依舊在忙碌，“柳贊鎮推廣地熱項目，現在正做前期準備工作。”
專家建言
油區變熱田 服務清潔供暖
中國石油勘探開發研究院二級專家、教授級高級工程師王社教
在能源結構亟須調整、環境亟待整治的今天，節能環保的新型清潔能源越來越受到關注。假如北方農村全部實行以電代煤、以氣代煤供暖成本會升高，可能會超出老百姓的承受能力。為此，國家高度重視地熱能開發利用，中國地熱產業正步入快速發展期。一些大型國有企業、民營企業紛紛進入地熱領域，擴大市場規模。
我國中深層的中低溫地熱資源大部分分布在油氣沉積盆地，而這些盆地是中低溫地熱資源的主要富集場所，這是中國石油的優勢所在。
目前，東部老油區含水率普遍在80%甚至90%以上，年采出水量高達5億立方米，溫度在45攝氏度以上。這些伴生的地熱水資源可以直接利用，降低地熱開發成本。此外，公司擁有大量廢棄井，其中相當比例井身結構完好，稍加改造就可以成為地熱井，在不進行大規模改造和投資的前提下轉為地熱利用，既可減少打井投入，又能盤活油田資產，預計地熱井改造可降低地熱開發成本至少三分之一。因此，鼓勵油田企業開發利用地熱，實現節能減排指標，是加快推動公司地熱產業發展的重要舉措。
集團公司十分重視油田地熱開發利用，目前大慶油田、華北油田、冀東油田、大港油田、東方物探、工程建設公司等相繼成立地熱項目部，組建研究和開發團隊，開展油田地熱開發工作。中國石油的高溫地熱鉆完井技術，助推肯尼亞高溫地熱發電裝機容量快速增長、綜合電價快速下降，提升了公司的國際影響力。
我國是一個中低溫地熱資源十分豐富的國家，地熱直接利用長期保持世界第一位。但要全面統籌油田地熱能產業鏈高質量發展，加以經濟合理地有效利用，需要找到油田資源聚集地，進行清晰的地熱資源成因模式研究、準確的地熱資源儲量評價研究，不斷開辟新的資源儲備，這是地熱資源規模化可持續利用的基礎。要共同參與制定相關的發展規劃，攻關地熱能勘探開發利用關鍵技術，將重點地區、重點企業作為關鍵突破口，以技術研發、設備制造、商業化運作模式作為帶動行業發展的突破口。
油田地熱市場開發前景廣闊，但開發利用仍處于開始階段。對于油田地熱資源的利用，以及對其他新能源的探索還需要繼續。政府和企業共同努力爬過治理生態環境問題這個坡，邁進高質量發展這道坎，深化改革創新激活生態文明“新動能”。
“熱潮”起雄安 “凹陷”變“凸起”
華北油田高級工程師辛守良
上世紀90年代，華北油田開始利用地熱水進行社區供暖和花卉種植。本世紀初期，華北油田完成了冀中坳陷地熱資源評價，先后在雁翎油田、荊丘油田、華苑社區、留北油田等進行了原油集輸伴熱、社區供暖等地熱綜合利用工作，雄安新區成立以來，華北油田積極參與新區建設，地熱業務也將逐漸走向快車道，由“凹陷”變為“凸起”。
目前，油田地熱的利用的進展與環境治理、北方冬季供暖期清潔能源的龐大需求之間還有較大距離，還有以下幾個方面值得探索。一是立足油田，輻射周邊。能源清潔化是一個不可逆轉的趨勢，特別是雄安新區的建設，需要大量的清潔能源提供保障，為地熱資源的開發利用提供了一個很好的平臺，利用油田現有的高含水井或者所謂的“廢棄井”以及集輸管網系統，用地熱替代燃油燃氣加熱爐，另一方面要依托油田，大力推進油田礦區內地熱綜合利用，形成特色技術和產業鏈，同時積蓄人才和經驗，逐步走向雄安新區及周邊地區這個巨大的市場。二是評價利用方面，根據地面城鎮分布以及需求狀況，有針對性落實地下資源，達到地熱資源的有效和便捷利用，實現地面需求與地下資源的有機結合。三是推動關鍵技術研究和新技術推廣應用。加強地熱水常壓回灌等技術研究；推廣大排量低能耗采水技術、高效井下換熱技術等；優化地面工藝處理技術、低成本、長效運行技術等。四是地熱探礦權、采礦權、環保許可、采水許可等由諸多部門分管，辦理難度大、周期長，建議國家參考國際上由某一部門統一管理的辦法；呼吁國家相關政策落地實施，鼓勵企業的創造性和積極性。五是雄安新區位于華北油田油氣探礦權范圍內，油田掌握了雄安新區及其周邊地區大量的地質資料、鉆井資料、生產資料等，與新區政府合作，加強統一管理、資源整合和資料共享，穩妥推進地熱資源在新區建設中的開發利用。
地熱資源的開發利用符合國家戰略發展規劃，同時又是一項高風險低回報的系統工程，其科學開發利用，不僅需要國家和各級政府的精準政策支持和專項資金扶持，更需要按照創新思維和超前謀劃的指導思想做好長遠規劃和頂層設計，應該堅持“資源是基礎，技術是保障，科技是支撐，市場是導向，政策是引領，有效益可持續的良性發展是目的”的原則，按照“政府有政績，企業有效益，人民有利益”的指導思想，積極開發利用地熱資源，為“十三五”規劃目標的順利實施做出貢獻。
新聞來源：中國石油報（作者馬超 王巧然）2019-03-23 20:52