为节约油气资源，中国石油从上世纪七八十年代就开始油田地热的开发利用工作。目前，辽河、华北、大庆等油田已实施一批地热能开发利用工程项目，利用油气开发过程中的伴生水余热资源或废弃井改造为地热井，开发地热用于生活采暖、输油伴热、管道清洗等，节约燃料。地热业务除开发油田地热用于输油伴热外，还能服务于居民的采暖、制冷或农业、养殖业。
中国石油去年完成对15家油田公司的地热资源评价工作。结果显示，中国石油地热资源丰富，资源总量折合1.08万亿吨标煤，可采资源量16亿吨标煤/年。地热水资源37万亿立方米。其中，地热资源富集程度高、开发利用经济性好的油田主要集中在东部，包括环京津冀的华北、大港、冀东油田。
未来，利用来自地球深部的地热资源，中国石油将形成四大工程示范区：中深层地热供暖示范区、高温地热发电示范区、采出水余热利用示范区和废弃井改造地热示范区；形成2大先导试验区：干热岩开发利用先导试验区和炼化余热利用先导试验区，既能增加利于大气治理的清洁能源供应，又可将生产中的余热变废为宝。
曹妃甸新城的绿色供暖革命——冀东油田探索地热能源发展之路
曹妃甸新城利用地热采暖，2018年冬季首次实现了燃煤污染物二氧化碳和粉尘“零排放”“零污染”，成为唐山地区首座“无烟城”。
该项目由冀东油田负责牵头。冀东油田努力将其打造成为具有引领作用的地热开发示范工程。项目运行至今，完全满足曹妃甸新城230万平方米的供暖需求，实现地热供暖后，节省标煤5.36万吨，减排二氧化碳14.04万吨，相当于植树50万棵，是目前全国最大单体地热集中供暖项目。
顶层设计 引领发展新方向
3月14日，在曹妃甸新城恒大“御海天下”项目处，海滩绵延长几公里,砂质柔软,海域干净。而在不远的正北方，二号平台上的高热2-2井正在紧张地钻井施工，这是一口地热井。
在京津冀协同发展下，实现清洁能源替代迫不及待。地热能也成为各地区推进能源结构调整、加快经济绿色发展的重要抓手。曹妃甸区政府将地热能发展作为主战场，而开发利用清洁能源也是中国石油实施绿色低碳战略的重要方向。政府迫切需要，冀东油田也有发展需求，双方不谋而合，进行了积极接洽。
作为能源企业，中国石油把地热作为可再生绿色能源重点发展方向，冀东油田提出由油气田向油气热三元发展的战略构想。自2016年开始，油田借助油气开发中积累的地质资料，开展所辖区域内的地热资源调查，经过对地热开发利用进行长期技术研究，做好了资源调查的先期准备，为地热资源的规模利用奠定了基础。
“刚开始很多人都不看好这个项目，为了推动地热能，区政府领导下了很大力气，多次召开双方会议，在具体施工时给予我们很大帮助，并协调解决各类问题。油田高度重视，公司两位领导在一线督导地热项目的具体运行。”项目负责人吕博舜介绍说，“政府统一规划、统一政策、统一管理、统一开发，纳入城市建设和经济发展总体规划之中。”
冀东油田公司、海峡能源产业基金、曹妃甸发展投资集团有限公司针对出资模式、资产评估方式、公司章程等多次进行了讨论，经过多次协商，合资成立唐山冀东地热能开发有限公司。
多轮驱动 跑出发展加速度
“每天都在与时间赛跑，初期的时候每天晚上躺下根本就睡不着，怕有遗漏，我就把问题一条一条记录下，提前想好应对措施。”孙冠宇在项目中分管生产、安全，他的笔记本已经满满记录了3本。项目组7个人，管理7个平台、4部钻机。
时间紧迫，争分夺秒。2018年9月7日，第一口先导实验井高热4-3井正式开钻。同年11月5日，具备初期地热供暖条件，并顺利启动地热供暖试运行。“3个月的时间，投产即供暖，按时并且保证质量完成这么大规模的供暖工程，在全国来说尚属首例！”项目组副组长介绍道。
而政府也全面进入项目，曹妃甸区副区长薛波、杨洪升多次召开新城地热项目协调会，听取曹妃甸发展投资集团有限公司和冀东油田项目进展情况汇报，协调各相关单位在项目审批流程上简化程序。
冀东油田多次就项目进展、制约问题以及下步工作与曹妃甸区行政审批局、住建局、环保局、国土局、规划局、曹妃甸发展公司等部门和单位进行研究讨论，共同商量研究整体规划情况、审批流程要件、开发运营模式、重要技术特点、动态监管模式、风险管控维护等方面内容。
曹妃甸区政府安排专人负责协调推动项目建设。冀东油田公司开展可研设计、初设、安评、环评等工作，组织钻前、钻井、管线铺设和泵房建设等各项施工。曹妃甸发展公司开展热力站及换热站工艺改造设计、招标、采购和施工等工作，负责组织地热供暖系统试运行。
主动发力 创新创优创标杆
看到石油人凌晨还在汇报工作进度，还有石油人在现场的照片，曹妃甸区副区长薛波很是感慨：“以前都说学大庆学铁人，现在我终于知道什么是石油精神，什么是大庆精神铁人精神了。”
“地热项目启动晚，但是我们从上个世纪90年代初就开始研究利用，曹妃甸南34公寓就是利用地热资源提供热水，现在还在使用。”项目组副组长介绍道。
技术创新不是一蹴而就，冀东油田已有30余年油气田开发经验，探明并掌握本地区地下地热资源分布情况，逐步积累地热井钻完井和回灌等关键技术。曹妃甸新城位于冀东油田南堡凹陷高尚堡—柳赞构造带，该地热田的热储主要为新生界新近系明化镇组和馆陶组，具有温度高、水质好等优点。
“我们实现了取热不取水，不加压自然回灌，地热开发井采出地热水进入换热站，换完热的地热尾水，通过回灌井回灌地下。”吕博舜自豪地说。
在开发方案编制中，首次采用注采平衡的方式，采取地热水全回灌措施。通过数值模拟温压响应和地层应力分析，论证了馆陶组储层实现注采平衡的合理井距，是唐山地区首个实现砂岩储层地热水全回灌的地热利用项目。
目前形成了六项技术成果，根据地层物性研究成果，确定了尾水机械杂质控制精度，回灌水固体颗粒控制在3微米以下，确保有效保护回灌井，完善了地热尾水水质处理技术。实现地面工程与人居环境的深度融合，采用丛式井建井方案，单井房工程均建设于地面以下，满足了现代化城市环境对地面景观的苛刻要求。
砥砺前行 机遇与挑战并存
2月2日，唐山市委常委、曹妃甸区委书记孙贵石到新城地热供暖项目考察，对地热供暖效果及工程给予肯定：“地热供暖才是真正清洁供暖，值得大力推广。”
“我们还有很多挑战，馆陶组砂岩回灌属于难题，我们请教院士、专家来计算多方面论证，科学计算井间距。”吕博舜介绍说，不是一场冲锋就能把红旗插到山顶，在施工过程中遇到很多挑战。比如以往在采油生产中，对井筒清洗的要求不高，可是地热水要进管网，进入过滤系统，必须洗得一点杂质都没有。
刚开始气举洗井时，抽排时间过长，洗井需要3天至5天。怎么缩短时间？项目组人员采用“泡烧碱”化学解堵，把井壁泥浆溶解，再洗干净。难道气举不适应地层？项目组在洗井观察中，发现钻井队把水还没有抽完就停止排放，把筛管堵住了，后来把两种方法结合使用。
“虽然起步晚，但是我们要立足于高起点、高标准、高水平的地热资源开发利用。这个市场也是充满了机遇，如何对热能实现梯级利用？供暖期结束后，怎么利用地热资源？”项目组副组长介绍道。
夕阳西下，海风徐徐。虽然曹妃甸新城供暖期已结束，但项目组人员依旧在忙碌，“柳赞镇推广地热项目，现在正做前期准备工作。”
专家建言
油区变热田 服务清洁供暖
中国石油勘探开发研究院二级专家、教授级高级工程师王社教
在能源结构亟须调整、环境亟待整治的今天，节能环保的新型清洁能源越来越受到关注。假如北方农村全部实行以电代煤、以气代煤供暖成本会升高，可能会超出老百姓的承受能力。为此，国家高度重视地热能开发利用，中国地热产业正步入快速发展期。一些大型国有企业、民营企业纷纷进入地热领域，扩大市场规模。
我国中深层的中低温地热资源大部分分布在油气沉积盆地，而这些盆地是中低温地热资源的主要富集场所，这是中国石油的优势所在。
目前，东部老油区含水率普遍在80%甚至90%以上，年采出水量高达5亿立方米，温度在45摄氏度以上。这些伴生的地热水资源可以直接利用，降低地热开发成本。此外，公司拥有大量废弃井，其中相当比例井身结构完好，稍加改造就可以成为地热井，在不进行大规模改造和投资的前提下转为地热利用，既可减少打井投入，又能盘活油田资产，预计地热井改造可降低地热开发成本至少三分之一。因此，鼓励油田企业开发利用地热，实现节能减排指标，是加快推动公司地热产业发展的重要举措。
集团公司十分重视油田地热开发利用，目前大庆油田、华北油田、冀东油田、大港油田、东方物探、工程建设公司等相继成立地热项目部，组建研究和开发团队，开展油田地热开发工作。中国石油的高温地热钻完井技术，助推肯尼亚高温地热发电装机容量快速增长、综合电价快速下降，提升了公司的国际影响力。
我国是一个中低温地热资源十分丰富的国家，地热直接利用长期保持世界第一位。但要全面统筹油田地热能产业链高质量发展，加以经济合理地有效利用，需要找到油田资源聚集地，进行清晰的地热资源成因模式研究、准确的地热资源储量评价研究，不断开辟新的资源储备，这是地热资源规模化可持续利用的基础。要共同参与制定相关的发展规划，攻关地热能勘探开发利用关键技术，将重点地区、重点企业作为关键突破口，以技术研发、设备制造、商业化运作模式作为带动行业发展的突破口。
油田地热市场开发前景广阔，但开发利用仍处于开始阶段。对于油田地热资源的利用，以及对其他新能源的探索还需要继续。政府和企业共同努力爬过治理生态环境问题这个坡，迈进高质量发展这道坎，深化改革创新激活生态文明“新动能”。
“热潮”起雄安 “凹陷”变“凸起”
华北油田高级工程师辛守良
上世纪90年代，华北油田开始利用地热水进行社区供暖和花卉种植。本世纪初期，华北油田完成了冀中坳陷地热资源评价，先后在雁翎油田、荆丘油田、华苑社区、留北油田等进行了原油集输伴热、社区供暖等地热综合利用工作，雄安新区成立以来，华北油田积极参与新区建设，地热业务也将逐渐走向快车道，由“凹陷”变为“凸起”。
目前，油田地热的利用的进展与环境治理、北方冬季供暖期清洁能源的庞大需求之间还有较大距离，还有以下几个方面值得探索。一是立足油田，辐射周边。能源清洁化是一个不可逆转的趋势，特别是雄安新区的建设，需要大量的清洁能源提供保障，为地热资源的开发利用提供了一个很好的平台，利用油田现有的高含水井或者所谓的“废弃井”以及集输管网系统，用地热替代燃油燃气加热炉，另一方面要依托油田，大力推进油田矿区内地热综合利用，形成特色技术和产业链，同时积蓄人才和经验，逐步走向雄安新区及周边地区这个巨大的市场。二是评价利用方面，根据地面城镇分布以及需求状况，有针对性落实地下资源，达到地热资源的有效和便捷利用，实现地面需求与地下资源的有机结合。三是推动关键技术研究和新技术推广应用。加强地热水常压回灌等技术研究；推广大排量低能耗采水技术、高效井下换热技术等；优化地面工艺处理技术、低成本、长效运行技术等。四是地热探矿权、采矿权、环保许可、采水许可等由诸多部门分管，办理难度大、周期长，建议国家参考国际上由某一部门统一管理的办法；呼吁国家相关政策落地实施，鼓励企业的创造性和积极性。五是雄安新区位于华北油田油气探矿权范围内，油田掌握了雄安新区及其周边地区大量的地质资料、钻井资料、生产资料等，与新区政府合作，加强统一管理、资源整合和资料共享，稳妥推进地热资源在新区建设中的开发利用。
地热资源的开发利用符合国家战略发展规划，同时又是一项高风险低回报的系统工程，其科学开发利用，不仅需要国家和各级政府的精准政策支持和专项资金扶持，更需要按照创新思维和超前谋划的指导思想做好长远规划和顶层设计，应该坚持“资源是基础，技术是保障，科技是支撑，市场是导向，政策是引领，有效益可持续的良性发展是目的”的原则，按照“政府有政绩，企业有效益，人民有利益”的指导思想，积极开发利用地热资源，为“十三五”规划目标的顺利实施做出贡献。
新闻来源：中国石油报（作者马超 王巧然）2019-03-23 20:52