废弃油气井“变身”地热井发电引关注|地热井|油气井|钻井

当前，围绕废弃油气井“翻新改造”的研究正在将目光投向一个颇具前景的方向——地热能。将废弃油气井改造成地热井并用于发电，不仅可以让遗留设施“变废为宝”，显著降低甲烷排放、减少封井成本，还能为所在地区创造新经济机遇。

全球范围内，成千上万口油气井正接近生产寿命终点，安全封堵和监测这些井耗资不菲，而管理不善的场地则将带来长期风险。当前，围绕废弃油气井“翻新改造”的研究正在将目光投向一个颇具前景的方向——地热能。将废弃油气井改造成地热井并用于发电，不仅可以让遗留设施“变废为宝”，显著降低甲烷排放、减少封井成本，还能为所在地区创造新经济机遇，包括创造就业、提供低排放电力，是一种兼顾气候治理与经济发展的新思路。

废弃井污染和安全隐患待解

在美国，长达百余年的油气开采留下数百万口废弃油气井，绝大多数废弃井因未能得到妥善封堵，导致甲烷持续泄漏、地下水被严重污染，甚至还能引发安全事故。美国联邦和州政府不得不每年投入巨额公共资金进行补救，却依然无法遏制新废弃井的持续增加。

尽管美国针对废弃井退役有严格规定，但运营商往往不会严格按照规定封堵废弃井。为此，美国政府每年花费巨额资金逐步封堵这些废弃井，这挤占了原本可用于其他能源项目的资源。例如，北达科他州曾计划拨款6600万美元封堵废弃油气井，资金是由州税收承担，但此举引发民众强烈不满。

废弃油气井如果未妥善封堵或管理失效，将造成温室气体泄漏、地下水污染、土壤生态破坏、人身安全事故等严重危害。《美国国家科学院学报》撰文指出，废弃油气井会向空气中释放大量甲烷、硫化氢等物质，还会将地下的毒素带到地表，污染地下水以及周边生态环境。美国环保署数据显示，在美国，仅4个州就存在约300万口废弃油气井，2019年共泄漏约26.3万吨甲烷，相当于燃烧1600多万桶原油或210万辆汽车二氧化碳排放量。

面对如此严峻的形势，围绕废弃油气井改造利用的研究正引发业界关注，这不仅能从根本上解决污染和安全隐患，还省去了新钻探的高昂成本与环境影响。

美推动废弃井转地热井评估

油价网报道称，目前，美国多个州正在推进立法与研究，评估能否将废弃油气井转为适合地热发电的新井的可能性。部分州已经放松监管，开展深入研究，以确定废弃井重新开发潜力。

据了解，传统地热项目通常需要重新钻井，这会带来较高的建设成本，也会产生土地占用、空气污染、材料消耗等环境影响。老旧或废弃油气井已经钻入地下较深位置，如果能够重新利用这些井，就能够减少新钻井带来的环境成本，让这些曾经服务于化石能源的设施获得第二次生命。

去年，美国新墨西哥州、北达科他州先后通过类似法案，批准研究废弃油气井改造为地热井发电的可行性。今年3月，俄克拉何马州通过《油井再利用法案》，旨在解决州内2000多口废弃油气井的问题；同月，科罗拉多州Gradient Energy宣布，将评估全州废弃油气井改造用于地热发电的潜力，以及地热开发与碳捕集及封存技术之间的协同效应。今年4月，亚拉巴马州通过一项法律，允许将油气井转为包括地热在内的其他能源生产用途。

根据《油井再利用法案》，俄克拉何马州允许企业购买废弃油气井，将其重新用于地热发电或地下储能。目前，该州内已确定超2万口此类井，其监管机构表示，用传统方法封堵这些井可能需要235年时间，耗资数亿美元，重新改造更具价值。

对于拥有老旧或废弃油气井的地区，改造有助于改善就业，支持更公平、更具包容性的能源转型。Gradient Energy首席执行官本杰明·伯克表示：“将废弃油气井从环境负担转变为社区资产，有利于环境和社区可持续发展。”

美国气候与能源解决方案中心碳管理高级研究员、下一代地热能发电研究地质学家艾米丽·波普表示：“油气井转化为地热井会带来巨大机遇，虽然从技术层面看存在很大障碍，但加大研发并推动发展，是值得的。”

环境效益显著但发电成本高

近日，英国曼彻斯特大学一个研究团队（以下简称“曼大研究团队”）首次对利用废弃油气井进行地热发电开展全面环境全生命周期成本分析研究，结果显示，通过将废弃油气井改造成地热发电系统，可以显著减少对生态环境的危害。

曼大研究团队在国际工程技术期刊《应用热工程》发表论文称，通过研究设计了3种改造方案：利用两口完全废弃的井、改造单口废弃井，以及将处于开采后期、出水多于出油气的井进行转用。3种方案均与专门钻探的常规地热发电站进行了对比，碳足迹显著下降、空气污染也有所降低。

单从发电成本看，利用废弃油气井改造的地热系统目前仍比传统大型地热项目更贵，也比风电、太阳能、核电等成熟低碳电源贵。这主要是因为这类项目大多处于小规模或试点阶段，单个井口能够产生的电量有限。当固定成本分摊到较小的发电量上，单位电价自然会显得偏高。

如果把环境和健康成本也算进去，结果就不一样了。曼大研究团队表示，某些情形下，与新建传统地热电站相比，改造废弃油气井环境损害成本可以降低80%以上。与煤电和气电相比，优势则更为明显，煤电和气电造成的环境成本比废弃井地热方案高出100倍以上。

曼彻斯特大学可持续化学工程高级讲师劳伦斯·斯坦福表示：“挑战不在于改造效率，而在于整体规模，目前试点规模较小，发电量也极低，在成本分摊方面难以实现规模效益，每千瓦时电价格十分昂贵。”

尽管改造油气井并非万能灵药，但可以在多元化的低碳能源系统中发挥重要作用，尤其是在得到恰当政策支持的情况下。曼大研究团队表示，应该对利用废弃油气井的早期地热项目给予针对性激励，从而将多口废弃油气井集群化来扩大规模，最终实现成本效益。