1.引言

地热资源是储存于地球内部可再生的宝贵的环保型能源，因利用广泛，不受时间和地域限制，在开发投资及利用方面优于太阳能、风能、生物质能等新型能源，因此被人称为继石油、煤、天然气之后的第四能源。地热资源（主要指水热型和地压型）中富含各种化学元素和组分，同时也是集热、矿、水三位一体的矿产资源和对人体有益的医疗资源。

辽宁省沈阳市光辉地区位于沈阳市郊，地理位置优越。辽宁省沈阳市光辉地区位于下辽河平原大民屯凹陷北部，具有良好的地热成生条件，地热资源优势明显，地热资源具有广阔的开发前景。地热资源的开发可带动相关产业的发展，解决当地的多余劳动力，促进当地经济发展和社会的安定团结，符合地方政府的战略发展要求。

2 地热资源开发利用

2.1 地热资源开发经济性及可行性评价

2.1.1 地热资源开发经济性评价

沈阳市光辉地区地热勘查井成井深度为1963.51m，井口温度50℃；光辉1井（普查区西部）井深1975m，出水量1200 m³/d，井口温度58℃；光辉3井（普查区西北部）深1960m，出水量1200 m³/d，井口温度53℃。 

地热井成井深度小于3000m，成井深度适宜，地热资源开发是经济的。

2.1.2 地热资源开发可行性评价

沈阳市光辉地区地热勘查井单井涌水量为1441.32 m³/d，稳定降深为49m，地热井地热流体的单位产量为29.41m³/d·m；光辉1井单井涌水量为1200m³/d，稳定降深为25m，地热井地热流体的单位产量为48m³/d·m。

综上，沈阳市光辉地区地热田地热井地热流体单位产量5-50m³/d.m，属于较适宜开采区。

2.2 地热资源利用方向、方式

沈阳市光辉地区地热田热储层温度53-58℃，根据《地热资源地质勘查规范》（GB//T 11615－2010），沈阳市光辉地区地热田地属低温地热资源，温度分级为温热水，地热流体溶解性总固体含量为576.28-580mg/L，小于1000 mg/L，且地热流体达到理疗矿水水质标准，地热流体利用方向为理疗洗浴、供暖、农业等；利用方式为直接利用；排放要求为医用处理后排放，其他回灌。

2.3 地热资源利用规模

沈阳市光辉地区地热田地热流体利用方向为供暖、供生活热水、温泉洗浴、理疗、农业温室。

2.3.1 供暖

沈阳市光辉地区地热田热储层温度53-58℃，地热流体井口温度为50℃，可直接用于当地居民的冬季供暖，节省化石能源。沈阳市光辉地区地热田地热流体可开采量所采出的热量为8.7301MW，按50W/m²地热供暖标准计算，每年可以满足供暖1.74×10⁵ m²。

2.3.2供生活热水

沈阳市光辉地区地热田地热流体井口温度为50℃，基本能够满足当地人们的生活所需。沈阳市光辉地区地热田地热流体可开采量可为3841.32m³/d，按20m³/（年·人）计算，每年可满足7.01万人的生活需求。供生活热水将改善当地人的生活条件，节约能源。

2.3.3温泉洗浴

沈阳市光辉地区地理位置优越，理疗洗浴发展条件良好，普查区地热流体为氟水，具有一定的理疗作用，按0.5m³/（年·人）计算，每年能够为280.42万人次提供温泉洗浴。

2.3.4理疗

沈阳市光辉地区地理位置优越，理疗洗浴发展条件良好，普查区地热流体为氟水，具有一定的理疗作用，按100m³/（床位·年）计算，每年能够为1.40万人次提供理疗服务。

2.3.5农业温室

沈阳市光辉地区地热田热储层温度53-58℃，地热流体井口温度为50℃，可直接用于农业温室供暖，节省化石能源。沈阳市光辉地区地热田地热流体可开采量所采出的热量为，按80W/m²地热供暖标准计算，每年可以满足农业温室供暖1.09×10⁵ m²。

3  地热资源开发利用环境影响评价

3.1 地热利用的节能和减排效果估算

3.1.1 地热利用的节煤量

地热水开采一年所获热量与之相当的节煤量具体见下表3-1。

表3-1  地热水开采一年所获热量与之相当的节煤量

沈阳市光辉地区地热田地热水开采一年所获热量为。

考虑热效率折算后的热能：

沈阳市光辉地区地热田地热水开采一年所获热量与之相当的节煤量（M）：

节煤量（M）：。

3.1.2减排量

地热水开采一年相当节煤量的减排量具体见表3-2。

表3-2  地热水开采一年相当节煤量的减排量

沈阳市光辉地区地热田地热水开采一年所获热量与之相当的节煤量（M）：，根据表3-2，计算各项减排量：

二氧化碳减排量：；

二氧化硫减排量：；

氮氧化物减排量：；

悬浮质粉尘减排量：；

煤灰渣减排量：。

3.1.3节省治理费用

地热水开采一年节省治理费用具体见表3-3。

表3-3  节省治理费

二氧化碳减排量节省治理费用：元；

二氧化硫减排量节省治理费用：元；

氮氧化物减排量节省治理费用：元；

悬浮质粉尘减排量节省治理费用：元。

除了煤灰渣运输费外，沈阳市光辉地区地热田地热水开采一年可节省治理费65.58万元。

3.2地热流体排放对环境的影响评价

随着地下热水的开发利用，必然会影响着地热资源本身和环境，我们将采取一系列措施，保证地下水的开采和排放规范，减少或避免破坏含水层和环境污染。

3.2.1 地热流体排放对大气环境评价

沈阳市光辉地区地热田热储层代表性温度为55℃，为温热水，属于低温地热资源，根据水质检测报告，普查区地热流体不含CO₂、H₂S等非凝气体，地热流体排放不会对大气造成污染。

3.2.2 地热流体直接排放热污染评价

沈阳市光辉地区地热田地热流体井口温度为50℃，目前地热流体利用量较小，对周边农田、河流及周边环境影响较小。但随着开采规模加大，需要注意废弃热水的排放，可采用梯级利用方式，既有效利用地热资源，又降低排放的尾水温度，一般最终排放废水温度需要低于30℃，以避免对周边生态环境造成热污染。

3.2.3 地热流体直接排放对地表水环境评价

地热流体直接排放对地表水环境的影响主要体现在热水利用后的尾水对水环境的影响，根据地热勘查井、光辉一井水样测试结果，地热流体有害物质为氟化物，氟化物浓度在5.2-5.6mg/L；常规离子Na+、HCO3-浓度相对较高，也是影响地表水环境的因子。

地热流体直接排放满足污水综合排放标准（GB 8978-1996）关于氟化物最高允许排放浓度10mg/L一级标准；但氟化物浓度超出《地表水质量标准》（GB/T13838－2002）Ⅴ类标准（1.5mg/L），地热流体利用后如不经处理直接排放，会对地表水环境造成一定的影响。

3.2.4 地热流体直接排放对地下水环境评价

地热流体直接排放对地下水环境的影响主要体现在热水利用后的尾水回灌对水环境的影响，根据地热勘查井、光辉一井水样测试结果，地热流体有害物质为氟化物，氟化物浓度在5.2-5.6mg/L；常规水质指标总硬度、溶解性总固体含量相对较高，但满足《地下水质量标准》（GB/T14848－2017）Ⅲ类标准。

地热流体直接排放满足污水综合排放标准（GB 8978-1996）关于氟化物最高允许排放浓度10mg/L一级标准；但氟化物浓度超出超出地下水质量Ⅴ类标准（2mg/L），地热流体利用后如不经处理直接排放，会对地下水环境造成一定的影响。

3.3 地面沉降影响评价

沈阳市光辉地区地热田热储层为古近系沙河街组三段（E₃s₃），岩性为砂砾岩、砂岩，如过量开采地热流体有引发、加剧地面沉降的可能性。对地热流体的开采要加强管理，控制普查区生产地热井数量，防止滥采和过量开采地热流体。

4  地热资源保护

4.1地热井保护措施

地热井成井移交后，如暂时不能投入生产，需坚持经常性抽水，一般地热井移交后两个月内，坚持每周抽水一次，每次抽水时间达到8h以上；2个月后每月抽水2-3次即可，抽水时间同上；半年以后，每月坚持抽水1-2次，抽水时间同上，直到投入正常使用。

地热井抽水时，必须派专职人员看护，监视水泵及供电设施的运行情况，以便出现故障能及时处理；井管周围半径1.5-2m范围内，最好不要水泥硬化地面，避免因井管的热胀冷缩影响地面变化，使设备运行受阻，井管顶托弯曲，因此必须六组井管热胀冷缩的活动空间。

在地热井上方建设泵房或泵站，泵房面积达到5-6m²即可，泵房顶盖与井管、泵室管对应部位要留出1 m²左右的天窗，用来水管、水泵、电缆维修适用。

4.2 浅层地下水资源保护

地热井的钻探工程使得普查区浅层、深层地下水相互沟通，虽然各含水岩组之间采取了止水措施，若橡胶止水胶伞损坏，可能引起上覆含水层水质、水量的变化，因此需要确定热储合理开采量及浅层地下水源保护对策。

5  建议

建立沈阳市光辉地区深层地下水动态监测系统，对于指导该地区地热资源的合理开发有着重要意义，避免造成区域地下水位下降，区域地下水环境质量下降。

沈阳市光辉地区沙河街三组地下水氟离子含量超标，地下水的排放对周边水环境会造成一定的影响，建议对沈阳市光辉地区地热生产用水进行处理，达标排放。

本区处于油田开采区，建议定期进行地下水水质监测。

参考文献

[1]张戈,姜玉成,邵景力,等.辽宁地热资源与开采潜力研究[J].地质与资源.2004,(1).