高原地热尾水回灌技术的现状及发展前景浅析

安军红

（国网西藏电力有限公司羊八井地热电厂运行二站，西藏 拉萨850000）

高原地热尾水回灌技术的现状及发展前景浅析

安军红

（国网西藏电力有限公司羊八井地热电厂运行二站，西藏 拉萨850000）

作为世界上唯一同时也是我国最大的一座利用地热浅层热储进行工业性发电的电厂，历经40多年的发展，羊八井地热电厂对西藏的经济发展和社会稳定做出了卓越的贡献。为了地热能源的持续开发利用，总结前人经验，大胆创新，成功开创了高原地热尾水回灌技术和热补水回补，（利用二扩排水，直接补给循环水系统，用于平衡PH值）而有效降低设备腐蚀度。应用尾水回灌技术作为地热田科学管理的一种手段是非常有效的, 将会得到日益广泛的应用。

羊八井地热电厂；高原地热尾水；回灌技术

1 羊八井地热电厂简介

羊八井地热电厂热田面积达17.7平方公里。上世纪70年代，西藏第三地质大队在这里使用岩心钻打出了我国的第一口湿蒸汽井，自此开启了我国大陆第一台兆瓦级地热发电机组的工作历程。羊八井地热电厂总的装机容量为2.418万千瓦，目前正常投运的浅层井为16口生产井，深层井为1口（ZK4001井）深度1459.09米。羊八井地热发电站取得了累计发电量31亿千瓦时，并且取得安全生产天数四千九百余天的瞩目成绩。

2 羊八井地热电厂尾水回灌技术现状

我们国家的地热资源储量可以说是非常丰富的，根据初步的估算，仅仅是地表以下2000m范围内储存的地热能，就能够提供相当于2500亿t标准煤的热量，而在我们现有的各项技术条件下能被开采利用的量，包括技术条件和经济条件在内，约为33亿t标准煤的热量。谈及中高温地热，就必须要提及我国西藏地区，这里的的高温地热资源占全国地热总量的80%。其中羊八井地热热田主要分布于中尼公路南北两侧，出露于羊八井断陷盆地中部，浅层热储面积约14.62km2，热储深度一般在几十米至三四百余米，开发初期平均温度181℃，压力 3.2kg/cm2。

作为一种环境友好型的“清洁能源”，地热资源的开发利用本身是不会产生污染的。但是，即使是清洁能源，开发过程中如果不引起重视，没有协调好环境问题，也会造成一定程度甚至是严重的环境问题以及资源浪费的问题。另外，如果是在合理开发利用的情况下，那么无论是对于改善能源结构，或者增加能源供应，甚至是保障能源安全等方面都具有极其重大的意义。为了地热能源的持续开发利用，我们羊八井地热人总结前人经验，大胆创新，成功开创了高原地热尾水回灌技术和热补水回补，（利用二扩排水，直接补给循环水系统，用于平衡pH值）而有效降低设备腐蚀度。

羊八井附近无活火山，据推断热源来自浅部岩浆活动和地壳重熔，据同位素分析，地热流体主要源自大气降水与地下水系的直接补给。地热资源开发与保护并重，对于地热电厂而言，地下能源的可持续性显得尤为重要，经过40余年的开发利用，地热田资源参数下降趋势明显。而为了缓解地热田衰减，保护地热资源，用可持续性发展指引未来之路。羊八井地热电厂引入高原地热尾水回灌技术：回灌作为开采的逆过程，那么顺畅的通道就是地下热水运移的必要前提，而羊八井地热的废弃井口显然具备良好的回灌条件。它目前的回灌类型有两种。

（1）同层回灌。①将日常生产做完功的尾水用管道直接排入废弃井口北区向南区（自流方式）；②日常生产做完功的尾水用管道直接排入人工湖，而人工湖中隐藏着废弃的井口，通过井口和下渗的方式对热田进行补给。

（2）异层回灌。在夏季利用雪山融水，将雪山融水直接引入废弃的（ZK4002井）深度2006.8m进行回灌。通过这两种方法，地热田得到了进一步的补充，有效地缓解了地热田的衰减趋势，而每年的发电量却并未减少发电量呈现递增。

羊八井地热二厂为闭式循环，地热水带有严重的腐蚀性，加之机组设备陈旧老化，而在原有设备基础上，又不增加资金预算的前提下，做好设备的防腐工作又是一大难题。经过几代地热人的摸索和实践，终于找到了解决方法：从二扩母管排水处焊接无缝钢管至循环进水池，用以平衡酸碱pH值，使其保持在中性位置，从而有效降低了设备的腐蚀度。用这种方法进行回补，减少了回灌泵启动补水的次数，节约了厂用电。

而在夏季，利用雪山融水，将融水引入泥沙沉淀池进行过滤，当雪山融水到达沉淀池排水口水位，将自流引入冷水循环系统，降低了循环冷却水的水温，达到增加负荷作用，同时也能进一步平衡pH值。

目前大部分地热利用项目中，由于回灌技术的复杂性，再加上地质条件影响等多方面的原因，尾水回灌率还保持着比较低的趋势，大量未能回灌的尾水都被采取了直接或间接排入周边地表水体的处理方法。同样，基于多方面的原因，羊八井地热电站尾水回灌率目前还是保持在比较低的状态。

总的来说，羊八井地热电厂的尾水回灌技术目前而言，相对利用率还是呈现一个比较低的状态和趋势。出现这一问题的原因，主要是可用作尾水回灌的废弃井口较少，甚至原本就数量稀少的废弃井口中尚有部分由于地质或内部构造塌陷等多方面原因不能进行正常回灌，同时，缺少专项资金投入，就开发地热能源而言，无论是人才还是技术，都需要雄厚的经济基础作为支撑。

3 羊八井地热电厂尾水回灌技术发展前景

纵观当前国内的实际情况，关于地热资源开发利用的前景无疑是广阔的。就目前地热资源的开发和利用成果而言，虽然有了一定的成效和进展，但总体的开发利用率仍然比较低，全国地热资源总开采量和可利用总量的比例仅仅是1：1000。而针对西藏地区，地热资源的开发利用潜力更是巨大，就羊八井地热电厂的具体情况而言，应用尾水回灌技术作为地热资源可持续性与环境友好型发展的一种科学管理方法是非常有效的， 将会得到日益广泛的应用。

无论是在高温地热系统，还是低温地热系统。地热回灌是一项艰难与复杂的技术，在大规模回灌之前必须进行回灌数据的分析和试验。我们当前更主要的是要加大力度保护地热热田，并且在现有的地热尾水回灌技术利用率的基础上，尽可能的加大开发力度和技术投入，争取能够在保持现有的回灌废弃井口的基础上，找到新的回灌途径或技术，进一步增加可持续可循坏利用率。例如，由于夏季西藏降水较多，各水电厂发电量较大，能够保证西藏地区的用电负荷和藏电外送前提下，下一步，我们羊八井地热电厂准备尝试在夏季用部分出力较低的生产井口进行回灌。冬季用于正常生产发电。

同时，在保证科学发展的前提下，我们也要对地热回灌基础理论和技术进一步加强研究。

资源的开发与环境保护并重。在开发利用地热资源的同时，地热人积极开展环境监测与保护研究，以“绿水青山就是金山银山”为发展理念，以源头治理为方向，以就地回灌等措施来解决环境污染问题，已取得良好效果，这也是地热发电可持续的发展的重要保证。

另外，也要增加地热能源的综合开发利用，例如带动相关产业，发展系统的产业链，目前，羊八井地热电厂周边已经投入使用多年的羊八井地热温泉度假村以及即将竣工投入使用的羊八井地热地质公园等，在政府的大力扶持下，利用地热温室（或大棚）种植玛卡等高档保健品、地热养殖场养殖罗非鱼，并利用地热发电尾水进行居民房供暖等，都取得了显著经济效益。

地热只要坚持以梯级开发、综合利用为原则，做到和谐发展，健康发展，绿色发展，那么相对于其他资源能源而言，地热能更具有竞争优势。

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