中国干热岩资源主要赋存类型与成因模式

 干热岩资源作为地热资源重要的组成部分,以其清洁、稳定、可再生的资源优势及巨大的高温发电潜力,越来越受到关注。中国自20 世纪90 年代开始对干热岩资源进行调查研究,并在不同地质背景条件预测或勘查到干热岩资源,然而至今仍未对干热岩资源的赋存形式进行分类及开展干热岩资源成因机制研究,阻碍了中国干热岩资源的调查与精细潜力评价。在阐述干热岩资源赋存的指标参数的基础上,通过对国内外已发现干热岩资源的成因模式分析,结合中国地壳结构背景,将中国干热岩资源的赋存类型分为高放射性产热型、沉积盆地型、近代火山型和强烈构造活动带型。并在此基础上研究了不同类型干热岩资源的成因机制,比较不同类型干热岩资源成因机制之间的差别,提出干热岩资源赋存的有利前景区。     

干热岩地热储层钻井和水力压裂工程技术难题和攻关建议

干热岩地热资源是清洁能源的一种,也是国家能源战略优化的关键措施之一.对干热岩储层的开发是通过钻井和水力压裂建立人工热储构造,利用地热水循环提取热量,达到地热发电和供暖综合利用的目标.其中干热岩储层钻井和水力压裂施工是开发成功的关键.但是国内对于干热岩地热储层的开发才刚刚起步,针对干热岩的钻井和水力压裂技术还处于探索阶段,相关研究也还不成熟.本文综合前期研究基础和国内外实地调研,从干热岩地热储层地质条件、岩石物理和化学性质以及目前的施工手段等总结了钻井与水力压裂工程技术难题和前期的经验教训,并提出了今后的理论研究方向和技术攻关建议.以便尽快实现我国干热岩储层钻井和水力压裂配套工程技术,促进干热岩资源的有效利用.     

能源新秀——干热岩

<正>好消息!又一种新能源有望走进大家的生活。经过两年钻探验证,我国不久前在青海省勘查到埋藏浅、温度高的干热岩,这是我国首次发现的可大规模利用的干热岩资源。随着相关技术的迅速发展,利用干热岩所发的电能有可能成为我国国家电网中的重要部分。干热岩是什么?它通常埋藏在地表3000     

福建省非常规能源(干热岩、页岩气)学科发展报告

该文阐述了我国非常规能源(干热岩、页岩气)的研究现状和工作进展、发展规划及工作部署,介绍了国内外对干热岩、页岩气勘查开发的关键技术,存在的问题等;总结福建省干热岩、页岩气勘查进展、资源赋存条件及潜力分析,提出了福建省发展清洁能源和能源结构调整的战略任务及对策。     

福建漳州干热岩资源选址与开发前景分析

 由于干热岩具有传统化石能源不可比拟的优势,越来越多的国家将干热岩的勘探开发列入了国家能源发展计划。中国干热岩相关研究尚处于起步阶段。在分析研究目前各国干热岩开发利用工程的基础上,阐述了干热岩开发的地热地质学指标,针对福建漳州的干热岩科学钻探,从区内酸性岩体分布、盖层情况、深部热异常及区域稳定性等方面分析了福建漳州干热岩钻探选址的原则与指标,建立了钻孔位置地区的概念模型,并对福建漳州干热岩资源的开发前景做出分析。     

浅层地热能与干热岩资源潜力及其开发前景对比分析

 浅层地热能与干热岩是地热能中最具潜力的部分,前者通过给建筑供暖(制冷)减少国家能源需求,后者则通过高温发电增加国家可再生能源供给,两者都具有资源潜力大、清洁环保的优势,其开发技术地源热泵与增强型地热系统也具有原理上的相似性。本文对比分析了浅层地温能与干热岩的基本概念、资源潜力、节能效果、经济效益、环境影响等,讨论了两者间的优缺点及开发前景,针对中国地热资源赋存特征及国家能源发展规划,提出了未来地热向深部发展的建议。     

干热岩钻探关键技术及进展

 干热岩资源是一种储量巨大的可再生清洁能源,开采干热岩资源的方法是钻开储层、建立增强型地热系统(EGS)。干热岩地层通常为火成岩,研磨性强、可钻性差,温度高于200℃,对钻探工艺、设备、材料要求极高。本文在分析干热岩高温钻探特点和难点的基础上,介绍了高温钻井液、井下钻具、高温井控、火山岩压裂、分布式测温等关键技术及其进展,提出了中国干热岩高温钻探技术研究的重点和方向。     

干热岩钻探井控技术研究

 干热岩地层通常为火成岩,地层可钻性差、温度高,钻探过程中容易发生漏失、井喷、井涌等事故。中国干热岩钻探井控技术及装备略显不足。为满足干热岩钻探高温井控需要,保障施工安全,分析了干热岩钻探地层温度、压力与井喷的关系。针对干热岩钻探特点,设计了旋转防喷器及配套控制系统,该旋转防喷器具有结构简单、耐高温、高转速、操作简单等特点。应用该旋转防喷器可有效改善干热岩钻探工作环境,降低钻探风险,确保施工安全。     

中国大陆干热岩地热资源潜力评估

 地热资源是一种极具竞争力的清洁可再生能源,按其成因和产出条件可分为水热型和干热岩型,其中,干热岩型地热资源以其分布的普遍性和高热储温度而更具开发潜力与前景。干热岩地热资源潜力评估是干热岩开发的基础工作。本文基于大量热流数据,编制了新版中国大陆地区热流图。进而依据岩石热物性数据库,计算评价了中国大陆地区干热岩地热资源。评价方法主要采用体积法,文中详细介绍了评价方法中各参数选取的原则与数据来源。计算结果表明,中国大陆(3—10km深度)干热岩地热资源总量为20.9×10⁶EJ,合714.9×10¹²t标准煤。若按2%的可开采资源量计算,是传统水热型地热资源量的168倍,相当于中国2010年能源消耗总量的4400倍。但是,囿于干热岩开发的经济性和现有技术条件,近期应着眼于4—7km深度段干热岩地热资源的开发,热储目标温度是150—250℃,干热岩开发的有利靶区包括藏南地区、云南西部(腾冲)、东南沿海(浙闽粤)、华北(渤海湾盆地)、鄂尔多斯盆地东南缘的汾渭地堑、东北(松辽盆地)等地区。最后,指出了现阶段干热岩研究的主要任务。     

干热岩资源开发工程储层激发研究进展

 干热岩作为清洁可再生能源, 在中国分布广泛。初步估算, 10 km 可开发利用的干热岩资源占地热资源总量的90%, 经济地获取深部干热岩资源成为迫切任务。干热岩资源开发最关键的技术是储层建造, 为满足商业化开发的目的, 激发后储层必须达到一定体积的有效换热空间, 同时开采井应满足理想的开采流量及保证较长的开采年限。本文总结目前国际干热岩工程的储层激发情况及相关关键技术。     

干热岩钻完井的挑战及技术展望

 干热岩是一种清洁、环保、可循环利用的再生能源,开发潜力巨大,是最具环保性能的未来清洁能源。概述了美国、英国、日本、法国、澳大利亚和中国干热岩工程项目,依据干热岩岩体硬度高、可钻性差、地层温度高等特点,指出了干热岩钻完井工程存在的技术难题,主要包括钻井效率低、地层温度高、井壁稳定性差、井漏现象严重等问题;针对钻完井存在的技术难题,分析了干热岩高效破岩工具、钻井液技术、高温固井技术、控压钻井技术、膨胀套管技术、定向井技术和液氮钻井等关键技术在干热岩中应用的未来趋势。     

共和盆地恰卜恰地区干热岩资源量初步估算及评价

干热岩作为一种可再生的新型能源,具有热能大、分布广、开发利用对环境影响小、不受季节等自然条件的影响等优势。为了探究共和盆地恰卜恰地区干热岩资源量,于2013—2017年在青海共和恰卜恰——上塔迈一带实施了4眼干热岩钻孔,根据钻探揭露情况,获取了恰卜恰地区大量干热岩地热地质参数,初步估算评价了恰卜恰地区地热资源量为130.87×10~(18)J,换算标准煤44.71亿t。为后期共和地区干热岩进一步勘查开发奠定了初步基础。     

基于黏弹性理论的干热岩井筒变形与损伤破坏研究

干热岩地热深钻施工过程中井筒围岩失稳是一个技术难题。针对我国青海共和盆地勘探孔所揭露的干热岩地质构造,基于黏弹性理论,推导出三维应力下井筒围岩损伤破坏判别式。借助COMSOL有限元软件开展数值试验,研究不同影响因素(如温度、最大水平应力、井径等)下,含有结构层的井筒变形与损伤破坏规律。结果表明:结构面是干热岩井筒围岩破坏与失稳的关键部位,也是干热岩井筒围岩稳定控制的重点;温度是造成干热岩井筒变形的主要因素,温度对于含有结构面的井筒围岩的损伤破坏影响显著,300℃是一个温度阈值;温度和井径是造成干热岩井筒围岩损伤破坏的主要因素,且结构面处井筒围岩较花岗岩层内井筒围岩易发生破坏。     

干热岩水力压裂实验室模拟研究

 地壳中干热岩所蕴含的地热能量巨大,已成为世界各国重点研究开发的新能源。干热岩资源开发的增强型地热工程的场地试验研究投资大、周期长、风险大,在现场压裂和人工热储层建造示范工程前,实施干热岩水力压裂实验室研究很有必要。为此,吉林大学深部地热和干热岩研究团队建设了大尺寸高温高压下干热岩水力压裂实验室模拟系统,为现场压裂工艺设计和储层改造提供参数和技术支持。本文介绍模拟系统的实验设备、实验条件和初步的实验研究成果。     

干热岩研究现状与展望

 干热岩蕴藏着巨大的热能,是世界发达国家积极开发的重要资源之一。在干热岩技术基础上提出的增强型地热系统,已经历40 余年的研究,在理论研究和工程实践中取得了重要成果,积累了丰富经验。本文总结世界干热岩的研究发展历程、示范工程中失败和成功的经验,论述开发过程中关键科学技术的重要成就和不足之处,阐明今后的技术发展方向,对包括干热岩在内的高温地热资源开发利用提出了展望。     

干热岩辅助采油可行性研究

为降低稠油热采成本,以燃烧原油生产蒸汽进行热力开采的开发方式需要改变,同时需要减少注入水对油层造成的冷伤害,因此开展了干热岩辅助采油可行性研究。干热岩辅助采油技术是利用干热岩抽取地下热能加热油层,以降低原油粘度、提高原油流动能力。在技术配套方面,无论钻深井,还是稠油热采技术,都是成熟的。干热岩的热能源于核幔边界的地热,分布广泛、清洁、可再生。研究表明,干热岩辅助采油技术针对性较强,是对现有蒸汽吞吐+蒸汽驱热采技术的有效继承,技术上具有可行性,并有可能推动相关技术的发展,符合中国节能减排的基本国策。建议在有利区块率先开展先导试验。     

干热岩资源开发及深部热提取技术

 干热岩资源是以热能的方式赋存在深部热岩体中能量,其热量本质来源于地球物质中放射性元素衰变。根据大地热流在上地壳热流由两部分组成,一部分为以热传递方式由地幔向地表传导的热量;一部分为地壳表层(10 km)岩体中U、Th、K 放射性衰变产生的热量。干热岩资源潜力巨大,然而,目前为止,受钻探技术、物探手段、热能转换技术等条件的制约,可供开发的干热岩示范基地相当局限。     

美国开发干热岩计划的进展情况

干热岩的支持者认为,干热岩是可提供化石或核能源的几种实用的、中期的替代能源中的一种,而几乎没有环境问题或与化石或核能源有关的缺点。如果干热岩能有效地开发的话,美国整整一年的能源需要量就可包含在五十立方英里的花岗岩体中。     

太阳能光伏发电技术及应用

在简述太阳能发电技术发展历程及分类的基础上,重点介绍了太阳能光伏发电技术及在实际中的应用,提出应大力发展太阳能光伏发电技术,进一步解决我国能源短缺问题。     

五大连池尾山地区存在干热岩资源的可能性探讨

 干热岩被视为未来的清洁能源,是地热资源的重要组成部分,极具研究价值和开发前景。中国现阶段干热岩调查研究应遵循"面上开展,点上突破"的原则。基于"点上突破"原则,本文选取中国最新的火山群--五大连池火山群开展前期研究,通过搜集分析区域地质条件、岩石地球化学、深部CO₂气体,区域地球物理资料,探讨了五大连池尾山地区存在干热岩的可能性。研究结果表明,五大连池火山属于非深源火山,具备存在干热岩的可能,热源机制属于岩浆余热型,第四纪火山岩浆囊所处的深度上限值为3.3~3.4 km。区内深部CO₂气体来源于地幔岩浆冷却成岩过程中的脱排气作用,是幔源岩浆囊中岩浆结晶分异的结果。W8勘探孔及附近供水井发现高浓度CO₂的事实表明,在尾山与五大连池农场七分场之间的地下可能存在正在冷却成岩的岩浆囊。