廢棄井地熱能開發技術現狀與發展建議

宋先知， 許富強， 宋國鋒

（油氣資源與探測國家重點實驗室（中國石油大學（北京）），北京 102249）

近年來，化石能源需求量逐年增大，導致供需壓力不斷加大，由其引起的環境污染也日益加劇，可再生能源的開發利用是解決上述問題的有效途徑。國際能源機構（IEA）指出，到2040 年可再生能源至少占到全球總發電量增長的一半[1]。與太陽能、風能和潮汐能等其他可再生資源相比，地熱資源具有地域分布廣、資源量大、清潔環保和熱能連續性好等優勢。然而，根據 IEA 的報告數據[2]：2017 年，與生物能源（50%）、水力發電（31%）、風能（9%）和太陽能（8%）等相比，地熱能僅占全球可再生能源消費量的2%。地熱能市場份額低的重要原因就是其開發成本高昂，其中鉆探成本更是占地熱項目總成本的50%[3]，降低地熱鉆井成本是促進地熱能規模化利用的重要措施，而利用廢棄井開發地熱資源可望成為解決地熱井開發成本問題的有效途徑。

根據相關統計， 目前世界范圍內有2 000～3 000 萬口廢棄井[4]。例如，美國得克薩斯州有超過36.4 萬口廢棄井，其中至少1.8 萬口廢棄井的井深超過3 000 m，井底溫度普遍在125～175 ℃[5]；我國2005 年廢棄井數為7.68 萬口，2010 年已增加到9.2 萬口[6]，目前我國廢棄井數已突破10 萬口。國內外學者對廢棄井改造措施和取熱應用進行了大量研究， 提出了采用增強型地熱系統（ enhanced geothermal systems，EGS）和井下換熱器（borehole heat exchanger，BHE）取熱等方法，討論了廢棄井地熱資源的發電、供暖和脫鹽等用途。但是，總體而言，目前國內外廢棄井地熱能開發仍處于理論研究和試驗性研究階段。……