化学刺激技术在干热岩储层改造中的应用与最新进展

干热岩是一种没有水(或含有少量水而不流动)的高温(180℃)岩体,多为变质岩或花岗岩,岩性致密,很少存在孔隙或裂隙,渗透性极差。增强型地热系统(Enhanced Geothermal System,EGS)是利用水力压裂、化学刺激等措施形成人工地热储层,通过注入载热流体从低渗透性干热岩中经济有效地开采出热能的人工地热开采系统,是开发干热岩型地热资源的有效方法。增强型地热系统成功的关键在于可控性良好的储层改造手段,化学刺激即为储层改造常用的方法之一。通过回顾国内外有关增强型地热系统储层改造中化学刺激技术研究的最新成果,总结了实际应用化学刺激技术的增强型地热系统工程经验。结果表明:增强型地热系统中采用的化学刺激剂多数为酸性化学刺激剂,其中螯合酸具有阻垢性、缓速性、催化性、二次沉淀少、腐蚀性弱等优点,能够实现深穿透、低伤害的储层激发;单一的碱性化学刺激剂(NaOH和Na_2CO_3)的室内实验结果较为理想,但是场地应用效果并不令人满意,添加了NTA、EDTA等螯合剂的碱性化学刺激剂可减少次生沉淀的生成,从而取得良好的储层改造效果。最后,针对青海共和盆地正在开展的干热岩开发示范工程项目,提出热刺激和碱性化学刺激联合的储层刺激工艺,该工艺有可能在深部高温岩体中产生改造体积更大的地热储层,提高储层改造的效果。     

新能源 蓝天梦——聚焦中深层地热资源高效开发与利用

近日,在中国地质大学(北京)和中国地质科学院水文地质环境地质研究所共同主办的第二届中深层地热资源高效开发与利用研讨会上,近百名专家学者发出呼吁:要立足现有基础,大力开发油区地热资源,加快油区地热资源评价和直接利用步伐;完善配套技术,建设油区中低温地热发电、油—热—电联产示范项目;开展我国深部干热岩资源调查评价,积极探索干热岩发电技术,为我国开展地下高温岩体钻探及开发利用提供科学     

青海省环境地质勘查局多吉 武强院士工作站揭牌成立

正10月28日,设在青海省环境地质勘查局的青海省乃至我国首个以干热岩等地热资源调查勘探开发研究为主要方向的院士工作站——"青海省环境地质勘查局多吉武强院士工作站"授牌仪式暨"青藏高原东北部深部地热—干热岩勘查开发利用高级研修班"开班仪式在西宁举行。组建青海省多吉武强院士工作站,举办高级研修班,邀请全国各地地热—干热岩领域领导专家学者共谋青海省地热—干热岩勘查开发利用,旨在进一     

湖南宜章县一六地区地热资源特征及成因研究

通过对宜章一六地区地热资源区域地质背景、地质及化学特征的分析研究,发现该区地热资源为断裂型地热资源,地热能来源于深部的岩浆岩体。深部的热能沿深大断裂上升到地壳浅部的热储层中,以大气降水为主要来源的地热水在次级断裂、节理和岩溶裂隙等通道的作用下循环加热和升温,最终形成了该区丰富的地热水资源。     

商河县馆陶组热储地热尾水回灌可行性研究

从回灌热储层条件、动力场特征、水化学及库容条件等方面,研究了商河县地热回灌地质条件。结合区内地热资源开发利用现状与回灌工程技术条件,对商河县地热尾水回灌的可行性进行了研究,认为在现有条件下,可逐步推行地热尾水回灌。     

利津县城区地热资源状况及开发前景分析

利津县城区的地热资源主要赋存于新生代新近纪和古近纪碎屑沉积岩中,热储类型为层状孔隙-裂隙型热储,地热资源类型属热传导型。新近纪馆陶组热储层组与古近纪东营组热储层组是主要的热储层。该文在论述利津县地热地质条件的基础上,对地热开发的经济、社会、环境效益及开发利用前景进行了分析,对地热开发中的尾水排放和回灌问题进行了探讨,最后提出了地热资源开发与管理方面的建议。     

二氧化碳爆破致裂建造增强型地热系统热储层工艺探讨

人工建造热储层是干热岩热能开发的关键技术,二氧化碳爆破致裂具有爆破压力大、爆破压力可控、作业 时间短、造缝均匀、经济环保等优势,可用于建造增强型地热系统(EGS)热储层.分别从爆破压力、爆破过程、裂 缝形态以及对岩体和环境的影响方面,探讨了二氧化碳爆破用于储层建造的可行性;并对二氧化碳致裂器的结构 进行了改进,使其适应 EGS热储层高温、大井深环境;提出了二氧化碳爆破与水力压裂相结合的分层分段致裂 EGS热储层新工艺,即分层钻进注入井水平井段与生产井水平井段并使两者处于同一垂面,在各水平井段先进行 二氧化碳爆破制造均匀裂缝,再使用水力压裂沿裂缝扩展贯通形成规模裂隙.该工艺可为建造 EGS热储层、商 业化开发干热岩提供参考.      

广西贵港市桥圩盆地地热地质条件与地热资源开发前景

为探讨广西中-新生代盆地地热资源的勘探、开发前景,文章在充分搜集大量资料的基础上,根据盆地地热资源形成的原理,结合桥圩盆地地热地质条件,对桥圩盆地地热的热源、储层、盖层条件进行分析研究.结果表明,桥圩盆地具备完善的热储、盖层条件和热水通道条件,热源条件较好,具有形成热传导型地热田的地热地质条件,勘探与开发前景良好.     

德州市地热资源开发与保护

德州市地热资源属低温温热型地热资源,地下热水主要赋存于新近系和古近系层状砂砾岩孔隙一裂隙中。德州地热自1997年开始开发利用,近年来发展很快,地热资源开发与保护已成为德州市地质环境保护研究的重要课题。根据德州市地热地质条件以及地热资源开发利用状况,对地热开发利用地质环境效应进行了分析。在此基础上,提出了地热资源开发利用以资源与环境保护为本,加强地热资源开发管理,优化地热资源开发配置。进行人工回灌试验。建立地热资源监测系统和地热开发、利用、管理科学体系的建议。     

山东半岛蓝色经济区地热资源与开发利用区划

为了适应山东半岛蓝色经济区多产业快速发展的需求,通过区内地热资源开发利用现状调查、抽水试验、地热地质钻探等资料及以往地热地质研究成果,对山东半岛蓝色经济区地热地质条件进行了分析总结,将其分为层状、带状热储类型进行了地热资源量计算,从地热资源勘察、开发、利用条件和地热资源开发前景方面入手,结合区内交通、经济发展等社会环境,对半岛蓝色经济区地热资源进行开发利用区划,提出了地热资源开发利用方案及保护措施。     

鲁北临盘地热资源特征及开发利用

鲁北临盘地热资源丰富 ,热储层为新近纪黄骅群馆陶组 ,热储盖层为新近纪黄骅群明化镇组和第四纪平原组 ,热源主要来自地壳深部正常热流传导。目前已钻凿 2口地热井 ,开发利用效益显著。地热开发要避开油气层 ,石油开发要防止污染地热储水层。     

涿鹿盆地三维多裂隙地质模型地温场数值模拟

地温场预测是地热资源储量评价的重要前提,深部裂隙岩体渗流-传热耦合温度场研究正受到越来越多的关注。涿鹿盆地是新生代地堑式断陷盆地,地表温泉出露点多,地热资源丰富。依据实际地质调查结果和3条地球物理勘探测线解译的地质构造剖面,建立了矿场尺度的涿鹿盆地三维不平行多裂隙地质模型和地热成因模型,赋值调整参数,得到考虑地下水流动情况下多裂隙岩体渗流-传热数学模型,模型的合理性得到验证后,模拟计算了盆地内部温度场,指出盆地地热异常区集中在盆地中心蓟县系（70℃左右）和盆地北东长城系部位（90~98℃）,最后研究分析了水力梯度的变化对盆地内部温度场的影响规律。研究结果为涿鹿盆地或同类型地区地热资源勘探、评价和开发利用提供一定的依据。      

干热岩压裂建造人工热储发展现状及建议

能源是经济社会长期稳定发展的有力保障。同时, 我国也进入了生态文明建设的关键时期。为实现此目标, 亟需建设清洁、低碳、高效、多元的现代能源体系。干热岩型地热作为一种新兴的环境友好型资源, 有望推进能源结构转型。开发干热岩需要建立增强型地热系统, 其核心是向储层钻井并压裂形成一定规模的裂缝网络, 构建井间循环回路来提取热能发电。20世纪70年代以来, 多个发达国家先后进行干热岩资源开发尝试, 然而受到人工热储建造和诱发地震防控等关键技术的限制, 成功运行的EGS工程屈指可数。近些年来, 干热岩资源的优越性和规模化开发可行性进一步得到国际社会的认可, 投入建设的EGS数量总体上不断增加。水力压裂是建造人工热储的核心技术手段之一, 水力裂缝的形态直接决定了换热体积和取热效率。本文在分析国内外典型EGS压裂案例的基础上, 总结了干热岩水力压裂的工艺特点。此外, 结合几种较为流行的理论模型和我国首例EGS工程——共和盆地恰卜恰干热岩试采工程的实际情况, 简要阐述了干热岩压裂与诱发地震之间的关系。最后从压裂工艺、智能化开发、微地震监测矩张量反演等方面为干热岩水力压裂向更深层次发展提出建议。      

广西干热型地热资源成因机制与赋存模式

干热岩(HDR)作为一种清洁、可再生的地热资源,所蕴含的地热能潜力巨大,极具开发前景和研究价值。为了向干热型地热资源生成理论研究及赋存条件分析提供案例,向干热岩成因机制、赋存模式的系统性总结贡献广西经验,选取地热资源丰富的钦州、合浦盆地为研究对象,采用区域地质调查、热物性测定、放射性元素测量、地热地球化学和地球物理勘查等综合性研究方法,对两个干热型地热资源潜力区的热源机制、运移和聚热模式进行了系统总结,即在有限的地质、地热井、热物性和大地电磁测深(MT)资料的约束下,初步建立密度、磁性、电性参数与基础地质认识有机统一的地质—地球物理模型和干热型地热资源赋存模型。结果表明:在地球内热的生成、演化理论制约下,钦州盆地以壳、幔物质上涌所形成的传导型热为主要热源,归属于强烈构造活动带—沉积盆地型干热型地热资源区;合浦盆地以“低速高导”局部熔融层为主要热源,以次级幔枝或热点为热源补给,归属于近代火山—沉积盆地型干热型地热资源区。研究结果为干热型地热资源的勘查提供了理论依据,对广西干热型地热资源潜力区的对比性研究和精细化评价具有示范性意义。      

湖南宁乡灰汤地热资源形成条件与成藏模式

本文通过对宁乡灰汤地热资源的热源、热通道、热储层、地热水化学特征及盖层特征的综合研究分析,查明宁乡灰汤地热形成条件及控制因素。并在此基础上,结合区内地温特征的研究提出了地热资源成藏模式。研究表明:该区地热地质条件良好,具备地热资源赋存背景;地热成藏模式主要为大气降水补给及深大断裂热传导所致,地热资源受断裂构造控制。     

山东省惠民县八里庄地热田特征及开发利用探讨

在阐述惠民县八里庄地区地热田地质条件,热储层、热储盖层特征、地温场及地热流体化学特征的基础上,对地热田流体质量、地热资源量进行了初步评价,并对地热田的合理开发利用提出了科学的单井保护半径和布设井的数量。     

济南西北部碳酸盐岩热储特征研究

济南市作为"中国温泉之都",其地下赋存丰富的地热资源,近年来随着地热资源广泛开发利用,产生了良好的生态和环境效益。为了查明济南西北部碳酸盐岩热储地热地质特征,采用地热地质调查、物探、地热钻探、产能测试以及样品测试分析等手段,对区内碳酸盐岩热储地质条件、热储特征、地温场特征以及水化学特征等进行分析研究,查明了区内碳酸盐岩热储层主要为寒武纪和奥陶纪灰岩,热储顶板埋深400~700m,燕山晚期岩浆岩侵入活动及地壳运动形成的一系列断层和裂隙,沟通了深部热源,为地热水的富集和运移提供了空间和通道,热储层岩溶裂隙发育,单井涌水量可达2400~2640m^3/d,水化学类型为HCO3-Ca·Mg型和HCO3·SO4-Ca·Mg型,矿化度为345.00~531.11mg/L,属于淡水,水中含有较为丰富的对人体健康有益的微量元素,锶含量达到饮用天然矿泉水标准,可命名为含锶型天然饮用矿泉水。区内地热水和矿泉水综合开发将大大提高开采利用价值,为地方合理规划和可持续开发提供科学依据。     

CSAMT与地震法在呼包盆地东南部地热勘查中的应用

内蒙古呼包盆地内蕴藏着较丰富的地热资源,但多开发于盆地的北部。为探明盆地南部地热地质条件,采用CSAMT与二维地震相结合的方法开展了地热资源的勘查。通过对获取数据的反演,充分利用不同物探方法的技术特点,对比分析了电性结构与地震断面处的地层、断裂和水文地质信息,结合地质资料进行了综合成果解释。初步探明了勘查区深部断裂的分布、地质结构等地热地质条件,为该盆地总体地热资源的综合评价与远景预测提供了地球物理勘测与地质调查依据。      

百色盆地深部热储温度及热水循环深度研究

百色盆地和南宁盆地一样,均为新生代盆地,蕴藏丰富的地热资源。文章介绍了利用Na-K-Mg三角图和1g(Q/K)图判读矿物—流体的平衡状态在研究百色盆地水岩相互作用程度及地热流体中矿物饱和指数的基础上,采用地学温标估算深部热储温度,探讨区域地热地质背景下深部热储温度情况,估算地热流体循环深度。     

循环荷载作用下片麻岩劣化损伤机理与规律试验

新疆塔县地区广泛分布的大规模片麻岩崩塌、滑坡主要是由于长期地震力循环作用下岩体劣化所致。为揭示该地区片麻岩在地震力作用下的劣化损伤机理,采用在不同应力水平条件下对片麻岩岩样进行循环荷载试验和三轴压缩试验的方法,分析了片麻岩阻尼参数及循环加、卸载前后三轴抗压强度的变化规律。研究结果表明:片麻岩阻尼比和阻尼系数随着循环荷载次数的增加而逐渐降低,随着应力水平的升高而增大;循环荷载作用后,片麻岩的三轴抗压强度均明显降低,且应力水平越高,降低的幅度越大;此外,片麻岩内部矿物颗粒的相互摩擦,原生微裂隙、孔洞的张开、闭合以及次生裂隙的产生、发展是导致其劣化损伤的主要机制。总的来说,长期地震力作用下,研究区片麻岩由于内部劣化损伤导致的力学性质降低,是该区域广泛发育大规模崩塌、滑坡等地质灾害的主要原因之一。