油田伴生地热资源评价与高效开发

 在深入了解油田伴生地热能与常规地热能特征的基础上,研究和分析了现有油田伴生地热资源的评价方法及其改进方法,并对中国油田伴生地热资源现状进行了初步探讨,结果表明,中国主要油田区深度5000m以内地热资源总量为6000×10⁸t标准煤。利用数值模拟方法研究了油田热储温度的主要影响因素与变化规律,结果表明,回注温度越高、回注流量越低,利用油田采出液发电时热储的温度下降越慢。分析了油田伴生地热发电方法与化石能源、太阳能、风能发电方法相比的优势,评价了现有国内外油田伴生地热发电示范工程,论证了油田伴生地热发电的可行性,提出了一种既能满足开发油田伴生地热要求又能提高石油产量的高效油热电联产方法。最后,对油田伴生地热的高效开发和利用,尤其是地热发电的前景进行了讨论和分析。     

环渤海及京津地区油田地热能利用的前景

针对中国学者对地热能发电潜力关注不够的问题,选取华北油田某采油区块进行地热发电可行性研究,从地质条件上分析其地热能资源的潜力,从技术上探讨其使用螺杆膨胀发电机组发电的原理,从经济上计算其经济环境效益。研究结果表明:方案中的合理装机数量为2台发电机,当年增加的收益即能覆盖前期的所有成本,10 a期地热利用总收入为3.892亿元,因此本项目的可行性充分;渤海湾盆地各油田目前共有上万口特高含水率(含水率大于95%)油井在采油,照此利用地热能,地热发电将成为各油田极具发展前途的新能源产业。     

浅谈浅层地热电法勘探原理及多参数处理

地热是一种新兴能源,广泛应用于发电、采暖、医疗、旅游等。长期以来人们多在勘探高温热泉,对浅层中低温热泉开采利用不足。浅层地热一般分布范围较大,地热资源开采潜力大,地热资源蕴藏丰富,在我国大多数中生代沉积盆地内几乎均匀有分布,应是当前地热能开发的重点对象。本文介绍了地热在的地质基础和物理现象以及电法勘探在寻找浅层地热中的原理及多参数的数据分析。     

2018年地热勘探开发热点回眸

 2018年地热领域研究热点纷呈：世界各国在地热发电领域发展迅猛，中国面临着很大的机遇和挑战，地热勘查逐步走向精细化，地热开发逐步走向集约化，地热利用逐步走向综合化。地热成为地质界真正的热点，封闭式井下换热技术、采灌均衡地热评价技术、地热-太阳能等混合能源开发利用等方面相关技术和规范不断完善，在理论方面，地热开发过程与微地震的发生之间的机制认识更进一步，干热岩开发理论更加深入，此外，围绕地热流体的生态环境、微生物以及油田地热开发方面也呈现出创新性的见解。     

增强型地热系统(干热岩)开发技术进展

 增强型地热系统(EGS),又称干热岩,是一种从低渗透率和低孔隙度的岩层(干热岩)中提取热量从而获取大量热能的一种工程。有关增强型地热系统的研究与开发已有30余年的历史,但以往只局限于美国、英国、法国、德国、瑞士、日本、澳大利亚等国家。中国高温岩体地热开发研究起步较晚,仅少数科研单位在这方面做了理论探讨和国际合作。本文主要讨论了增强型地热系统的基本理念、国内外研究现状与发展趋势、关键技术、存在的问题以及展望。     

资源税法对地热产业的影响及政策建议

 《中华人民共和国资源税法》和各地实施细则自颁布和实施以来，在地热学术和产业界产生了较大反响和部分争议。尽管基于《资源税法》第三条的原则，应优先按价计税，但在目前地方执行细则中，对回灌地热水征收资源税都只规定了按量（每立方米）计征。因此，法律附件和各地的这种规定都未能严格遵守地热能利用的事实理性，即地热能利用的是热能而不是水量。对于资源税法中关于地热水原矿的定义，以及未回灌的地热水是否视同对外销售行为，目前的法条定义不够明确。且该法中采用立方米体积单位作为地热水计税单位的做法，会在高温地热发电领域产生应税产品计量不确定、不科学的问题。按照各地现有实施细则对回灌地热水开征资源税，会对中国的地热发电和供暖产业造成不利影响。在国家碳中和的长期宏观政策目标下，这一做法将会减缓地热这一清洁能源对传统高碳能源的替代。建议在现有法律框架下对回灌地热水免征资源税，同时通过立法解释明确地热原矿的定义，并将地热水的计税单位改为质量单位吨。     

增强型地热系统热流固耦合模型及数值模拟

增强型地热系统(EGS)利用水力压裂地下高温岩体形成人工热储,通过载热流体循环提取干热岩(HDR)所存储的地热能,其开采过程包含渗流、热能交换及岩体介质变形,为典型的热流固(THM)耦合问题。将裂隙岩体视作基于离散裂隙网络和基质岩体的双重介质,给出THM耦合的数学模型,基于商业有限元软件COMSOL Mutilphysics进行二次开发,实现裂隙岩体温度场、渗流场和应力场的全耦合求解。利用一个已知解析解的算例验证耦合模型和全耦合求解方法的正确性。最后利用随机生成的二维裂隙网络模型模拟EGS的运行过程,分析干热岩储层内渗流、温度、应力及变形的分布规律。计算结果表明,储层内的贯通裂隙构成主要导水区,水的对流传热作用明显;高压水注入和温度变化导致岩体裂隙发生位移,改变储层的传输特性,进而影响地热能的提取;考虑THM耦合作用对于研究增强型地热系统的的利用效率和运行规律非常有必要。     

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。     

中国油区地热开发利用进展

 地热与石油是共生于沉积盆地的2种资源。地热能开发利用与油气相关技术高度融合。中国油区地热资源丰富,拥有大量废弃钻井、地热利用市场空间巨大。梳理了中国油区地热资源勘查评价与开发利用技术现状,包括地热地球物理勘探技术、地热地质评价技术、地热开发技术和地热利用方式等,指出其当前发展过程中面临着资源条件限制决策者、技术创新力度不够、激励政策不够完善等挑战。提出可采用深井直接换热技术、多分支径向水平井取热技术、热电发电技术、纳米技术等新兴技术加快油田地热开发利用。     

EGS载热流体水岩作用对人工地热储层裂隙物性特征的影响

 增强型地热系统（EGS）是一种从低渗透率低孔隙度岩层中提取热量的工程。载热流体注入深部地热储层后在储层裂隙发生水岩作用,引起地热储层矿物的溶解和沉淀,改变储层裂隙通道的物性特征,对EGS 的长期运行产生重要影响。以苏尔茨地区的一种典型花岗岩为人工地热储层,建立了一维多重相互作用连续统一体地质模型,将相同温度的CO₂和水以相同压力注入人工地热储层裂隙通道中,探讨两种载热流体的水岩作用对储层裂隙物性特征的影响。结果表明,在同样的储层状态、相同的运行模式下,CO₂-EGS 水岩作用对裂隙通道物性特征的影响明显小于H₂O-EGS。     

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。     

中深层地热制冷技术在我国南方地区的应用与展望

地热作为近年来大力发展的新能源之一,得到了越来越多的利用,推广地热制冷可以提高水热型地热的资源利用率。本文重点阐述了两级吸收式地热制冷技术的基本原理与性能特点,并对其在广东五华县和丰顺县的两个应用示范工程进行了详细介绍,同时回顾了地热制冷技术在我国南方地区的应用概况,指出了目前地热制冷技术在中国南方地区推广的积极作用。     

开发地热资源发展地热产业

地热资源是大自然赐与人类的宝贵财富 ,开发地热资源对于节省有限的固体能源 ,降低能源开发成本 ,减少环境污染具有重要意义。我省地热资源丰富 ,开发条件较好 ,且已形成了一定的开发规模和应用市场 ,为了提高资源效益 ,降低开发成本 ,保护资源环境 ,必须走地热产业化道路。本文展望了我省地热开发利用前景 ,对实现地热产业化所具备的有利条件作了阐述 ,提出了发展地热产业的建议。     

Energy savings and CO2 emission reduction by using geothermal heat pumps

The renewable energy will play significant role in the world primary energy consumption in the future. Geothermal energy is immense with 5000 EJ/yr of technical potential; however, its utilization has been limited to areas with special geological conditions. Geothermal heat pumps (GHPs) are one of the fastest growing applications of renewable energy in the world with annual increases of 10% and much faster in China. Its main advantage is that it uses normal ground or groundwater temperatures (between about 5 and 30℃), which are available in all countries of the world and make geothermal more attractive and practicable. With high Coefficient of Performance (COP) up to 6, GHPs make efficiency of primary energy more than 240% with assumed a 40% of electricity generation efficiency, which means energy savings and CO2 emission reduction. In this paper geothermal and GHP technology is introduced and the energy savings and CO2 emission reduction by GHPs are analyzed.     

腾冲地热田的分布及形成特征

腾冲水热活动区的地热田及其高温喷气、水热矿化等现象都与火山喷发活动密切相关。本文试图应用板块构造观点来探讨区内热的来源,热能的空间分布,并初步找出构造控热的规律。通过分析若干个地热田的地质背景,热流体特征,热显示与构造控热的关系,认为腾冲水热活动区有着巨大的地热潜能,具有广阔的利用前景。