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三维空间大数据助力 雄安新区构建地热能“地底世界”

2018-09-21 11:16:31 爱我雄安新区 阅读

  人类对地底世界的想象从来就没有停止过。科幻作家儒勒·凡尔纳在1864年出版的《地心游记》中便以丰富的想象向人们描述了地底世界奇绝怪诞。如今,随着科学技术的迅速发展,人们通过三维空间大数据技术便可以看到昔日想象中的地底世界。目前,在雄安,这些由数据描绘的世界将会为雄安地热能的开发利用提供极大的便利。

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(资料图片 来源互联网

  雄安新区适宜开发地热能


  “在成立雄安新区之后,中国地质调查局就全面评价了整个雄安新区浅层地热资源潜力,认为雄安新区是浅层地热最适宜开发利用的一个地区之一,总的利用量可支撑供暖制冷面积在1亿平方米以上,在核心区192平方公里面积上,支撑面积在35000平方米左右。”自然资源部中国地质调查局水文地质研究所副总工程师王贵玲说。


  王贵玲说:“为什么雄安新区的地热资源开采条件是最好的地区之一呢?因为从水量和热量来看,一个是浅部的层间层内对流,以及岩石热导率的差异,造成热在这个突起区的集聚。从去年施工的井来看,这个地方不光是传导和对流决定了这个热的集中,同时这个地方的断裂构造对温热的形成也有决定性作用。”


  从雄县模式实践到雄安模式升华


  “我们成功地打造了中深层地热能开发模式,雄县模式。”中国石化集团新星石油有限责任公司副总地质师国殿斌表示。


  他指出,目前雄县模式的核心实际上是四个统一,即政府对地热资源进行四个统一的管理,就是统一的政策、管理、规划、开发。统一规划就是对整个雄县县城及周边进行了12.1平方公里的地热开发专项规划,在这个专项规划指导之下,中国石化先后整合老城区16口原有的老井,按照间接换热、采灌结合的方式进行创造,进行资源的整合和循环利用。在先进技术保障之下,整个雄县县城的地热开发进行一个在开发中保护,在保护中开发的良性循环的阶段。通过中国石化进入之后进行统一的规划、统一的开发、统一的回灌,整个回灌量和采灌量进行均衡的开发,并且整个地层的压力得到有效恢复,整个资源的开发进入一个良性循环阶段,并且通过这种间接换热方式保护了环境。也就是说,采出的地下水并没有进入地面,而是通过换热器和地面循环系统进行间接换热,换完热以后,低温水通过回灌直接回到地下,解决地面不污染的问题和地下水压力平衡的问题。通过这种科学精细有效的管理,整个雄县地热供暖通过十几年的开发应用,用户的满意度也非常高,也就逐步打造成了现在的雄县模式。


  “经过九年的建设,整个雄县建成供暖面积达到530万平方米,实现我国第一个无烟城的目标。”国殿斌补充道。


  国殿斌透露,中国石化下一个任务是将雄县模式逐渐升华成中国需要的雄安模式。具体操作是:在雄县模式原来的“四个统一”要逐步过渡为依靠地下的精细研究,建立透明的利用地热+多种清洁能源的方式,在“四个统一”政策的指导下,形成新的地热开发的雄安模式。重点要研究利用中国石化在油气田和地热开发多年形成独有的技术,提高雄安新区地下精细化研究水平。在精细化研究的基础上,利用井下、井口、地面构建雄安可视化、智能化、一体化的管理模式,建立地热+天然气、太阳能、城市污水等多个方面,与城市能源、新型能源综合利用的新能源利用方式。


  三维空间大数据助力雄安地热能开发


  “地热能源包括一系列的绿色发展,如何高质量发展,其实最核心的问题、基础就是技术,只有技术过硬才能助力高质量发展。”潜能恒信能源技术有限公司董事长周锦明介绍,“地热能的运用受到地下结构跟储层的影响,所以要查清地下的古地貌。它的组成变化,需要用大数据来解决看不见的东西,如哪个地方的溶洞储量高、产量高,就可以高效又低成本开发地热。”


  周锦明表示,地下三维空间大数据的重要性主要体现在三个方面:一是城市地下跟地上的统筹规划需要,二是空间布局合理性的需要,三是能源的需要。周锦明说:“以后雄安地下建筑物会非常多,地下的接口非常重要,要搞清地下的水资源分布。在地下能源方面,要搞清地热能分布规律与储量规模。”


  另外,雄安新区周边的储气库建设也是需要地下大数据支持。周锦明说:“我们城市冬季高峰期使用比较多,储气主要在地表。雄安在华北地区有很多的地下水,有很多小气田。把小气田变成储气库,就解决了用气高峰的问题,解决冬季雾霾的问题,是非常有效的手段。”


  在构建大数据实现路径方面,周锦明提到四个步骤,即数据采集、模型计算、平台建设和运维。具体而言,前期要数据采集,要考虑城市的运维,之后建模,结合浅层的工程地质、钻井资料,还要建立各种标准,为城市的规划建设提供依据,包括地热能的一些规模进行计算。接着就是平台建设,通过人工智能、大数据、云计算及移动技术,依托数据模型,建立可视化、网联化、共享化的平台。这个平台应该跟地面建设“配合”,使地下管廊建设、综合建设更加合理、安全,包括资源的开发更加有序、更加合理科学地利用。“最后,通过打井,深井浅井兼顾,检测它温度的变化、压力的变化、地壳的一些变化,通过现有成熟的技术实施采集、运维,帮助城市进行安全预警、实时管控等。”


  在建设雄县模式时,是先有小区后有地的情况,周锦明表示要改变这种观念,他说:“有地热的地区建什么小区,就地取材。”最后,他呼吁:“雄安一定要在近两年完成这个工作(三维数据采集),如果再不完成,后面(建设工程)一开工,采集工作就不方便了,不能留下千年遗憾。”(实习记者 江晖)


  转自:中国工业报



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