江西省第一口干热岩参数井地质特征研究

基于江西省首个干热岩调查评价项目成果,确定龙南南有利区为干热岩资源前景较好的区块之一.为了解该有利区的岩体和盖层的热物理性质以及温度等参数,施工了江西省第一口干热岩参数井.地表及钻孔样品分析测试及测井测量结果显示,龙南南火山碎屑岩盆地下隐伏的燕山期花岗岩生热率高,地表和钻孔花岗岩样品平均生热率分别为5.20μW/m3和...     

打开地下热宝库,谱写能源新篇章——中国第一口干热岩科学钻探孔正式开钻

 干热岩通常指埋藏于地表3 km 以下、温度高于150℃、没有水或蒸汽的热岩体。与传统可再生能源相比, 干热岩作为清洁的可再生能源, 具有资源量巨大、地理分布广、零污染排放、安全性好、热能连续性好、利用效率高等优势。     

共和盆地增强型地热系统开采过程数值模拟

 干热岩资源是未来重要的清洁型能源,增强型地热系统(EGS)能够实现干热岩资源的开发利用。青海共和盆地干热岩资源储量巨大,可以作为EGS 系统的靶区之一。水在热储层中的运移包含复杂的水-热耦合过程,不同的EGS 运行方案对电厂发电能力有重要影响。本文基于共和盆地深部地质条件,建立了表征EGS 系统水热特征的数值模型,研究了温度场、压力场的时空分布特征,并分析注入流体温度和循环流速两个可控因素对提热过程的影响。结果表明:在设计的运行方案(循环流速20 kg/s;注入温度60℃)下,最大提热速率可达11 MW,储层寿命为22 年。注入温度每降低10℃,系统最大提热速率约增加10%,且对储层寿命没有明显影响;增加循环流速可以得到更大的热提取速率,但会减少储层寿命。     

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。     

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。     

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。     

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     

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。     

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。     

汝城干热岩地热资源研究

 汝城热水镇出露98℃天然热泉,该地区深部干热岩地热资源相当可观。通过大量钻孔地温测量和大地热流测试等勘探工作,评估了该地区干热岩地热资源的基本情况。勘探结果表明,研究区内平均地温增温梯度为18.7℃/100 m,最高值达35.2℃/100 m,主要高温钻孔的大地热流量介于60~170 MW/m²,地热资源较为可观。该地热田的热源来自深部岩浆余热,热储主要是F₁、F₃断裂带上盘及其他次级断层派生的密集裂隙系统。区内热水河以东花岗岩体为浅部水热热储盖层;热水河以西震旦系的板岩为深部热源盖层。模拟结果表明,研究区地热田热储层下底面温度为260℃,热储层上顶面温度为255℃,热储层以上厚度为3500~4000 m。汝城地区热储埋藏深度较浅,热储温度较高,是较好的干热岩开发靶区。     

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。     

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。     

Status in quo and future of geothermal energy in China

Energy saving and CO2 emissions reduction are critical tasks currently,and great effort has been made by Chinese government. Renewable energy consumption and CO2 emissions and reduction plan in China are introduced in this paper. Analysis is also made on present status and prospect of geothermal power generation and direct use in China respectively. Now,there is a new understanding of geothermal resources,and hot dry rock,considered as the future of geothermal resources,is likely used to generate electricity.     

贵阳安井-新添寨地热田初步研究

2 0 0 1年 1月在贵阳市郊新 1号井打出一口 58℃、流量 160 0m3/d的高温热矿水 ,证明贵阳市东北郊存在一热储构造面积至少 8km2 的地热田。热储构造与长期活动的地震断裂带及逆冲推覆构造有关 ,属传导对流型地热田。其主要隔热保温盖层为志留系高寨田群 (S1g)和奥陶系湄潭组 ( 0 1m)泥页岩 ,主要热储层为寒武娄山关群 (∈2 - 3ls)碳酸盐岩 ,根据地下热水水质化学成份特征及钻探资料 ,其深度为 130 0 - 2 50 0m ,地温梯度 2 4 4 - 2 84℃ /10 0m ;指出乌当背斜东翼倾伏端有另一地热田存在可能性 ;以及对地热田研究开发、保护的意见     

平顶山矿区深部地热资源

河南省平顶山矿区存在地热异常现象,平均地温梯度最高可达4．6℃／100m,形成矿井地热灾害。这些地热异常区的形成多与地质构造和地下水密切相关。利用地热水热泵技术和地热空气换热系统,开发利用这些矿区的地热资源,有助于减轻矿井热害,改善井下工作环境,有利于改善矿区的能源消费结构,减轻环境污染和增加企业经济效益。     

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。     

山东省陈庄潜凸起区地温场特征与泰山岩群放射性元素生热率探讨

 自然界的岩石中存在着放射性元素,这些元素在衰变过程中会释放出热能,放射性生热是岩石圈内热的主要来源之一。山东省陈庄潜凸起区作为一个干热岩勘探研究区域,在干热岩调查研究方面取得了一些基础性资料。本文对该区大地热流及地温场进行分析的基础上,利用Rybach 生热率公式计算了钻孔岩石的放射性生热率,从GRY1 孔的生热率与深度的关系来看,1650 m 以上,生热率整体数值较大,且变幅较大,在埋深1430~1645 m 生热率达到4.72~6.78 μW/m³,该区间主要由含黑云母二长花岗岩及绿泥石化二长花岗岩组成。1645~2500 m 区间主要由花岗岩及含黑云母闪长岩、辉长岩组成,生热率有所降低。整体来说,花岗岩中生热率变化较小,一般在2.0~2.5 μW/m³;而含黑云母二长花岗岩及弱绿泥石化二长花岗岩生热率较高,且变化较大。