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。     

干热岩开发中高温水-岩作用下岩石应力腐蚀及多场损伤问题

赋存于地球深部的地热资源,以其储量丰富、清洁再生等优势,有望成为破解我国能源困局,助推“双碳”目标实现的重要途径之一。干热岩(HDR)开发过程中,面临着高温高压环境下水-岩作用问题,在温度场、渗流场、应力场、化学场(THMC)等多场耦合作用下,岩体应力腐蚀效应和疲劳劣化会诱发岩石微裂纹-裂缝扩展、成核与丛集行为,进而影响增强型地热系统(EGS)的热交换效率和地质体稳定性,这也是制约干热岩长期安全开发的瓶颈,亟待突破。通过总结现有干热岩高温高压下多场损伤研究中的实验探索、理论模型、数值分析等多手段跨尺度方法,分析干热岩在高温高压及水环境下的应力腐蚀效应,可阐明循环生产过程中低温工质与高温地质体循环换热下干热岩储层结构演化的动态过程及工程响应,进而揭示THMC多场耦合作用下干热岩储层疲劳劣化损伤机理,为我国深部地热资源高效安全开发提供理论支撑和地质保障;但仍亟待深入开展增强型地热系统的THMC多场耦合作用下岩体应力腐蚀效应的干热岩疲劳劣化机制与长期稳定性研究,如考虑应力腐蚀效应和疲劳损伤的干热岩长期强度评价模型、基于跨尺度疲劳损伤评价的干热岩开发下地质体长期稳定性方法、适应于干热岩储层改造...     

山东省干热岩地热资源潜力估算

干热岩是一种清洁的可再生地热资源,随着干热岩的开发利用技术日趋成熟,显示出了其巨大的利用价值。干热岩地热资源潜力评估是进行开发利用的基础工作。本文是在充分研究山东省地质构造背景的基础上,通过野外勘查取样和搜集整理地热参数数据,根据浅部温度资料向地壳深部推算的方法,估算出山东省不同区域3～10km深度范围的温度。利用体积法估算出了山东省3～10km深处的干热岩地热资源量。结果显示,山东省3～10km深度范围内干热源资源量总计为2.63×10~(23) J,合8.97×10~(12) t标准煤,现阶段可利用干热岩资源量按2%的可开采资源量计算,即合1794.4×10~8t标准煤,大约是全国能源消耗总量的37倍,开发利用潜在价值巨大。     

二氧化碳增强型地热系统的研究进展

增强型地热系统,作为一种新型的地热发电技术,可通过水力压裂的方式从干热岩中提取地热资源。而超临界CO2 作
为一种优良的传热流体,在用其替代水开采增强型地热系统中地热能的同时,还可以达到间接地质封存CO2 的目的。在阐述
CO2 增强型地热系统的优缺点、模拟研究和经济潜力的基础上,总结了该研究领域的最新进展,并提出了进一步开展研究的相关
建议,以期为CO2 增强型地热系统的研究在中国的深入开展提供帮助。      

关中盆地地热资源家底摸清

正由陕西省地质环境监测总站、陕西省地质调查中心联合完成的《关中盆地地热资源赋存规律及开发利用关键技术》研究发现,关中盆地地热资源总量达3.23×1018千卡,相当于4610亿吨标准煤,为陕西全省探明煤炭资源总量的3.34倍。其中,可利用热量达1930.58×1015千卡,相当于2758亿吨标准煤,为全省探明煤炭资源总量的1.99倍。这一研究成果为煤炭资源大省陕西改变能源供应结构和消费     

把脉高原“温度”——青海省水文地质工程地质环境地质调查院地热资源勘查纪实

<正>[阅读提示]8月26日~27日,青海省共和一贵德地区干热岩勘查和开发利用研讨会在西宁召开,院士专家对共和盆地干热岩勘查成果进行了评审。专家评审认为,该项目首次在共和盆地钻获高温优质干热岩体,实现了我国干热岩勘查重大突破。就在不久前,记者来到青海省水文地质工程地质环境地质调查院位于共和县恰卜恰镇的干热岩勘查项目部,了解了该院地热资源勘查的"前世今生"。     

基于热储法的鲁西平原地热资源评价

鲁西平原地处山东省的西南部,热储层主要有新近系馆陶组、明化镇组,古近系东营组和奥陶系。通过野外勘察和室内分析结果,选取合理的计算参数,利用热储法等对鲁西平原地热资源进行了评价。结果表明鲁西平原地区地热资源量达1.735 5×1021 J,折合标准煤5.923 3×1010 t;可利用地热资源量达3.252×1020 J,折合标准煤1.110×1010t;热储层百年地热水储存量为4.229×1011 m3,地热水允许开发量为4.229×1011 m3。      

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。      

我国首次在青海共和盆地钻获高温优质干热岩体实现了我国干热岩勘查重大突破 专家认为,共和盆地干热岩体埋藏浅、温度高、规模大

<正>8月26日至27日,记者从省国土资源厅和中国地质调查局水环部召开的"青海省共和一贵德地区干热岩勘查和开发利用研讨会"获悉,经专家组实地考察共和县恰卜恰镇干热岩勘查区的干热岩勘探井与干热岩岩心库,听取项目汇报,质询讨论,最终形成评审意见:首次在青海共和盆地钻获高温优质干热岩体,实现了我国干热岩勘查重大突破。为进一步推动我省地热资源的开发利用,2011年以来,省国土资源厅安排实施"青海省共和县恰卜恰镇中深层地热能勘查"等项目,开展前期研究和深浅结合的钻探研究。此后,通过聚热机制分析,共和盆地中     

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