中国地热资源潜力评价

中国地热资源分布广泛,资源种类繁多,分布具有明显的规律性和地带性。针对中国不同类型的地热资源,采用不同的评价方法分别对浅层地热能、水热型地热资源和干热岩资源进行了潜力评估,并对地热资源的开发利用现状及地热资源开发利用的经济环境效益进行了分析。我国地热资源量相对较为丰富,出露温泉2 334处,地热开采井5 818眼。水热型地热资源量折合标准煤12 500亿吨,每年可开采量折合标准煤18.65亿吨;336个地级以上城市浅层地热能资源每年可开采量折合标准煤7亿吨;干热岩远景资源量折合标准煤856万亿吨。目前我国地热资源每年利用量折合标准煤0.21亿吨,其中水热型地热资源开采率仅为0.2%,浅层地热能开采率仅为2.3%,地热资源开发利用潜力巨大。在现有技术条件下科学开发利用地热资源,每年可节煤10亿吨,其中336个地级以上城市浅层地热能资源高效利用每年可节煤2.5亿吨;地下热水资源高效利用每年可节煤7.5亿吨,地热资源节能减排效果显著,能有效缓解雾霾。     

中国地热资源现状及发展趋势

中国地热资源禀赋良好,分布广泛且具有明显的规律性和地带性。本文系统总结了国内取得的地热资源勘查开发成果:浅层地热能资源在全国范围内普遍分布,我国336个地级以上城市规划区范围内浅层地热能资源年可开采量折合标准煤7亿吨;水热型地热资源年可开采量折合标准煤19亿吨;干热岩远景资源量折合标准煤856万亿吨。阐明了有代表性的水热型地热资源成因机制和干热岩资源成藏模式。地热开发利用技术发展迅速,浅层地热能和水热型地热资源利用量逐年攀升,但在地热资源成藏模式研究、勘查开发及管理利用等方面仍有亟须突破的技术瓶颈和需要改进的环节。文章分析了存在问题并提出了我国地热发展战略路线,下一步应加强热源机理与控热构造研究,推进地热探测技术和开发利用示范,开展重点地区浅层地热能、水热型地热资源勘查评价,完善干热岩勘查开发技术体系,推动地热产业健康有序发展。     

广西地热资源特征与潜力评价

【研究目的】广西地热资源分布广泛,是一种极具竞争力的低碳可再生清洁能源。目前,针对广西地热资源赋存规律、分布特征和资源潜力的系统性研究相对薄弱,在一定程度上制约了广西地热资源的综合性开发和利用。【研究方法】本文基于“十二五”以来广西浅层地温、水热型和干热型地热资源调查评价最新成果,对广西壳幔圈层结构、现今地温场特征和地热资源分布规律进行系统性分析;采用不同的资源量估算方法,分别对浅层地热能资源、水热型地热资源和干热型地热资源的开发利用潜力进行评价。【研究结果】研究表明,广西地热资源丰富,发育明显的赋存规律和分区分带性特征。其中,广西浅层地热能资源和水热型地热资源均以直接利用为主要开发方式,13个主要城市浅层地热能资源总热容量为1.23×10¹⁵k J/℃,年可开采利用资源量为1.36×10¹²kJ/a,折合标准煤1.67×10⁸t;广西现有温(热)泉出露点24处,地热开采井28口,地热能资源总量为2.56×10¹⁷kJ,折合标准煤87.58×10⁸t;地热流体年可采热量为28....     

中国地热资源及其潜力评估

笔者在阐述中国地热资源特征的基础上,针对中国不同类型的地热资源,采用不同的计算方法对浅层地热能、水热型地热资源和干热岩地热资源进行了潜力评估。结果表明,中国287个地级以上重点城市浅层地热能为2.78×1020J,每年浅层地热能可利用资源量为2.89×1012kWh;中国主要平原(盆地)沉积盆地地热资源储量为2.5×1022J,可开采资源量为7.5×1021J;中国温泉区放热量共计1.32×1017J,可采资源为6.6×1017J/年;中国大陆3.0~5.0 km深处干热岩资源总计为2.5×1025J,是中国目前年度能源消耗总量的2.6×105倍。     

中国省会城市浅层地热能开发利用条件及潜力评价

浅层地热能资源以其高效和环保的特点,近年来在中国得到了广泛的应用。地质条件、浅层地温场特征、岩土热物性特征等参数,是影响浅层地热能开发利用的重要参数。笔者在阐述浅层地热能开发利用条件的基础上,结合全国省会城市浅层地热能调查评价成果,对浅层地热能开发利用适宜性和资源潜力进行了评价。结果表明,在我国陆区范围内,恒温带温度受太阳辐射影响最大,恒温带顶板埋深与气温变化趋势相反,岩土体导热系数受岩性影响明显。中国浅层地热能资源主要用于建筑物供暖和制冷。我国31个省会城市80%的土地面积适宜利用浅层地热能,浅层地热能资源每年可开采量折合标准煤2.8亿t,可为供暖和制冷提供丰富的能源储备。按利用方式、需求程度将我国浅层地热能开发分为全年集中利用区、全年分散利用区、分散式冬季供暖区和分散式夏季制冷区4类。浅层地热能开发利用对推动中国绿色、低碳、节能型城市化发展,解决京津冀地区冬季雾霾和南方城市冬季供暖问题具有重要意义。     

皖江经济带地热资源调查与开发利用

地热资源调查是皖江经济带地质调查的重要工作之一,是调整能源结构,构建环境友好型社会的要求。基于皖江经济带以往地热资源调查评价成果,阐述研究区地热资源的分布特点、形成机理、种类及资源总量,分析总结研究区目前地热资源开发利用现状及存在问题: 皖江经济带地热资源虽然丰富,但仅有部分水热型地热资源开发利用程度高,且资源利用效率较低; 水热型地热资源以温热水、温水为主,总体品位不高; 浅层地热能资源总量丰富,分布广泛,开发利用技术成熟,适宜大力开发利用,但大部分未开展调查评价工作。建议采取梯级或循环利用措施提高利用效率,综合开发利用地热资源; 突破现有模式,寻找高品位地热资源; 开展县级浅层地热能调查评价工作; 建设地热资源开发利用监管平台。     

广西陆域干热型地热资源潜力估算

地热资源是一种极具竞争力的清洁可再生能源,对其合理的开发和利用必将成为我国推动能源结构性改革、顺利实现“双碳”目标的重要助力。干热岩作为地热资源的重要组成部分,以其分布的普遍性、稳定性和热储体/层的高温性而更具开发潜力。干热型地热资源潜力估算是进行资源远景区对比性研究的重要环节,是进行靶区优选、孔位选址和开发利用的基础性工作。本文基于区域性航磁测量数据,修订广西居里面埋深和地温梯度分布图。通过甄选热储体/层密度及比热容参数,计算不同深度的埋藏地温,并采用体积法对广西干热岩资源潜力进行估算。研究结果显示,广西陆域(3～10 km深度)干热型地热资源总量为55.42×10⁴ EJ,折合标准煤18.94万亿t;按2%的可采资源量计算,相当于我国2020年一次能源消耗总量的75.94倍;广西干热型地热资源主体赋存于6～10 km,热储温度以200～250℃为主,占资源总量的50.16%,具有巨大的开发利用潜力。     

京津冀地区地热资源成藏模式与潜力研究

京津冀地区雾霾较为严重,同时地热资源丰富,因此,充分利用地热资源是调整该地区能源结构,减缓雾霾的重要途径之一。本文在分析京津冀地区构造、大地热流、地温梯度等地质背景的基础上,分别总结了京津冀地区隆起山地对流型与沉积盆地传导型地热资源的成藏模式与赋存条件,并对两种地热资源的资源量、开发利用现状与潜力进行了分析。京津冀地区地热资源储量折合标准煤约1383亿t,年地热流体可开采热量折合标准煤1100万t,但目前地热流体年开采热量仅相当于114万t标准煤,约占总量的10%,开发利用潜力巨大。     

江西干热岩地热资源潜力评估

干热岩是一种清洁的可再生地热资源,随着开发利用技术日益成熟,已显示出其巨大的利用价值。江西作为高热流花岗岩地区(福建、广东、江西)所在的三个省份之一,具有较好的干热岩勘查开发前景,但对于干热岩的研究却相对滞后。通过对大地热流基本特征、岩浆岩分布规律、江西地热资源形成规律、盖层特征进行研究,初步划分了泰和南康、贵溪乐安、南丰会昌、万载宜春、全南龙南5个干热岩勘查远景区;再运用体积法,对江西5个干热岩勘查远景区资源潜力进行了评价,估算全省3~10km深处干热岩地热资源总计15.07×1020J,合514亿吨标准煤,相当于江西省2015年能源(控制)消耗总量的767倍,5.5~7.5km干热岩资源量为5.91×1020J,热储目标温度为150℃~250℃,占3~10km干热岩资源总量的39.2%。     

利津干热岩型地热资源调查评价关键技术研究

干热岩型地热资源是储量大、用途广的新型、可再生绿色能源,对其进行调查评价意义重大。本次从区域干热岩靶区选址、物探、钻探、岩芯取样测试、综合测井、抽注水试验、目的层压裂、热储评价等方面,系统地总结分析了干热岩型地热资源调查评价中涉及的关键技术。同时以利津干热岩GRY1孔进行说明,结果表明：虽然其天然裂隙率及渗透性较差,但经水力压裂后其渗透系数有大幅提高,压裂模式属于人工高压+天然裂隙复合压裂模式,在可控的孔口压力下能获得较大的注入水量,有利于干热岩资源的开发利用;干热岩做压裂试验时应选取天然裂隙发育段作为压裂试验的目的层,陈庄潜凸起区内埋深5000m范围内干热岩蕴藏的热资源量为2. 654×10↑20J,折合标准煤90. 21亿t;可利用资源量为5. 29×10↑18J,折合标准煤1. 804亿t。该研究对干热岩勘查开发工程场地选址、调查评价等方面具有一定指导意义。     

苏北盆地地热资源评价与区划

苏北盆地是江苏省地热资源最为丰富的地区。本文基于苏北盆地地热地质条件,系统总结研究区内地热资源的分布特征,首次对该区的地热资源量、地热资源可开采量及地热流体可开采量进行分层分温度范围的定量评价。基于研究区地热水的水化学特征、水温分布特征等综合分析,对该区地热资源开发利用进行了区划。研究成果表明,苏北盆地的地热资源储量丰富,地热资源量总计约为229.8亿吨标准煤,地热流体年可采量约为197000万m3,地热流体年可采热量约为618万吨标准煤。热储层中的地热水理疗价值高,开发利用前景广阔。     

北京平原区浅层地温能可供暖9.59亿平方米

本刊讯(段金平)近日通过评审的《北京平原区浅层地温能资源地质勘查报告》表明,北京平原区浅层地温能资源潜力折合0.662亿吨标准煤,可供暖面积达9.59亿平方米,可满足2020年北京市总体规划中总供暖面积的要求。该项目由北京市财     

“双碳”背景下我国干热岩资源勘查技术现状及展望

干热岩资源作为地热资源的重要赋存形式,属于新兴地热能源,因其能量巨大、分布广泛、清洁低碳、热能稳定持续的优点被看作是极具开发前景的战略性接替能源。在“双碳”背景下,开发干热岩地热能在调整能源结构、完善清洁能源供给体系和推进生态文明建设方面具有重大现实及战略意义,干热岩资源勘查是其开发利用深度与广度的前提和基础。在论述我国干热岩资源分布概况和现有开展的勘探工程成果的基础上,阐述了目前常用于干热岩资源勘查的遥感、地球物理、地球化学技术的机理、研究进展及优缺点,单一勘查技术均有一定的局限性和适用性,提出了今后应从加强地热勘查技术综合应用、新勘查技术开发研究、高精度探测设备研制等方面开展攻关研究,从而提升干热岩资源勘查与评价程度和精度,以期对我国未来干热岩资源勘查及开发利用提供技术参考和借鉴,为促进我国节能减排、能源结构调整以及缓解能源资源压力提供支撑。     

关中盆地东部浅层地热能开发利用现状及对策研究

浅层地热能是一种新型可再生绿色能源,具有清洁环保、储量巨大和稳定可靠的特点。关中盆地东部属于渭河下游,紧邻陕西省会西安,浅层地热能资源赋存条件良好,具有较好的开发利用前景。本文对关中盆地东部浅层地热能开发利用现状及存在问题进行分析,发现研究区内地热能在开发利用过程中存在盲目性、认知度较低、开发利用程度不高和管理职责不明确等问题,提出在远期开发利用过程中应采取加大浅层地热能资源推广力度、规范地热资源管理、鼓励社会力量参与开发和加强宣传提高社会认知度等措施,提高关中盆地东部地热资源开发利用程度,缓解关中盆地冬季雾霾问题,促进节能减排战略目标的实现。     

汉中市浅层地热能开发利用适宜性及潜力研究

浅层地热能是清洁的绿色能源,合理的开发利用在能源结构调整、强化雾霾治理、应对气候变化等方面有非常重要的意义。以汉中市的浅层地热能资源为研究对象,在野外调查、现场热响应试验及分析整理前人研究成果的基础上,对汉中市浅层地热能资源进行调查评价。查明了浅层地热能赋存条件,对浅层地热能开发利用适宜性评价,可知汉中市全区均适宜或较适宜采用地下水热泵系统开发利用浅层地热能。同时对该市浅层地热能热容量、供暖/制冷潜力进行计算,分析环境效益和经济效益,为政府统一规划利用浅层地热能资源提供科学依据。     

碳中和目标驱动下地热资源开采利用技术进展

碳中和、碳达峰需要能源供给领域的重大系统变革,地热能作为一种清洁低碳、稳定连续的非碳基能源,可为实现这一目标提供重要保障.本文简要介绍了中国地热资源赋存条件,就直接利用和地热发电分别综述了浅层-中深层地温能和水热型地热资源的开发利用技术和发展;重点介绍了地热制冷、重力热管、地热-太阳能联合发电等广受关注的新技术、新方向;展望了发展前景和研究开发方向,为相关的工程技术和研究人员提供参考.     

特约主编致读者

地球因其独特的海陆分布格局和合适的气候环境为我们人类提供了适宜的生存条件,是全球人类赖以生存的唯一的绿色家园。但随着人类对地球资源的疯狂掠夺,不可再生的化石能源逐渐短缺且其燃烧气体大规模排放,雾霾、沙尘等严重影响了人类的安居生活,绿色的家园开始不再是绿色的。因而,人类开始面临一个巨大的挑战,就是寻找到可以取代化石能源的一种新的可再生能源,解决人类日益增长的能源需求和人类对绿色家园的渴望的矛盾。 地热能因其储量大、分布广、无污染、来源可靠而被认为是最有可能取代化石能源的可再生能源之一,在国内外新能源勘测与评价中受到极高的关注。人类历史中有两次重要的工业革命,这两次工业革命都是在新的能源取代旧能源基础上产生的;人类是否会发生第三次工业革命,而这第三次工业革命是否是以干热岩为代表的清洁的、可再生的地热能取代现有的污染较大、不可再生的能源呢？我国地热资源极为丰富,据专家估算,浅层地热资源量相当于90多亿吨标准煤,而深层（埋深3~10 km）地热资源量是浅层地热的7 500倍。因此,研究与开发地热资源,尤其是深层地热资源,必定是有效解决我国能源结构,实现取热减灾减排,达到经济发展与家园保护共赢的最终途径。 位于地球深部的干热岩型地热能由于温度高、稳定性好、能量巨大而得到全世界的密切关注。但是,地球深部的这种地热资源的形成机制是什么,在地球内部有何分布特点及规律,控热构造是什么,评价有何标准,开发技术如何突破等在国内外研究中还很薄弱;尤其是我国,这方面的研究才刚刚起步,这极大地制约了后续的高效开发利用。目前,全球对于深层地热能梯级开发利用的一个首要目的就是发电,而发电必备条件是要有高温的热能,在现代技术条件能达到的地球深部何处存在这种高温的热能,如何高效取出这种高温的热能是必须首先解决的科学问题。因此对其开发利用的地热理论基础和勘探技术显得举足轻重。 李德威教授和《地学前缘》编委会在2018年5月份决心以专辑的形式刊发干热岩勘探、选区与评价方面的论文。可是,李德威教授由于积劳成疾,于2018年9月14日不幸去世,他在病逝前还挂念着出版干热岩专辑的事。为了继承他的遗愿,为了促进我国干热岩事业的发展,编辑部决定由我们代任特约主编,继续完成本专辑的出版工作。根据收录上来的论文内容,我们将该专辑改为深部地热资源专辑。 针对深部地热资源,本专辑共收录了20篇论文,分别从深部地热资源的形成机制与分布规律、干热岩成因与分类、干热岩勘查方法与选区评价、控热构造、地热流体地球化学、深部地热资源模拟开发与利用技术等方面进行了探讨。相信这些文章的发表能让读者们对深层地热资源（干热岩）有更深入的了解,能够引起大家共鸣,让更多的人理解、支持并能齐心携力进行深层地热资源的勘探与开发利用研究,为绿色家园的未来和可持续发展而努力奋斗。 感谢所有作者（包括论文没有在本专辑刊登的论文作者）、审稿专家和编辑部所有成员为本专辑的出版所付出的艰辛劳动。     

塘沽区东营组地热资源开发潜力及其对策分析

为打造绿色新区,作为滨海新区核心区的塘沽城区对清洁能源的需求逐年增加,该区蕴藏着得天独厚的地热资源,据估算东营组热储地热资源量为1.292×1016KJ,可开采量10 585×104m3,相当于53×104t标准煤,减少环境治理费2 478万元.本文据已有勘查成果和地热开发利用现状,对刚刚起步的东营组热储地热资源潜力进行初步分析,并进行了相应的开采潜力强、中、弱分区,同时提出初步的地热资源开发利用对策,为本区地热开发利用规划及可持续开发提供依据.     

中国沉积盆地型地热资源特征

地热资源作为一种可再生清洁能源,对可持续发展有着重要的意义。本文通过分析中国沉积盆地型地热资源特点,对主要热储层分布进行了论述,并在此基础上对不同热储的水化学特征进行了总结,评价了我国主要沉积盆地型地热资源潜力。沉积盆地型地热资源主要为中低温地热资源,是中国水热型地热资源的主要类型,约占水热型地热资源总量的89%,具有储集空间广、厚度大,地热资源热储类型多、储量大,赋存中低温地热水,资源可利用程度高等特点。沉积盆地型地下热水水化学类型一般由补给区HCO_3-Na型、HCO_3·Cl-Na型等低矿化水,逐渐过渡为Cl·HCO_3-Na型,最终到排泄区或封闭状态下变为Cl-Na型等高矿化水。沉积盆地中热盆地热资源储存量较大,占到主要沉积盆地总储存量的54%,地热资源可开采量占到主要沉积盆地总可开采量的59%,温盆地热资源储存量占到42%,可开采量占到40%,冷盆地热资源储存量仅占到4%,可开采量占到1%。应进一步加强地热资源勘查工作;积极开展地热资源回灌,保证可持续开发利用;推进地热资源梯级综合利用;建立地热资源监测网。     

地热能可持续开发利用的数值模拟软件OpenGeoSys:原理与应用

地热能规模化利用的可持续开发,通常需要建立数学模型,以实现定量管理和预测。文章评述OpenGeoSys(OGS)数值模拟软件及其在地热资源开发利用过程中的应用算例。OGS是一款基于有限元的免费开源软件,它可处理与地热能开发相关的水流场-温度场-力学场-化学场等多场耦合过程。OGS已应用在国内外多个地热场地,文中着重介绍它在浅层地热能的流体温度变化预测、水热型地热能开发过程中的采灌井距优化、结垢机理和干热岩开发过程中的渗透性演化等方面的应用算例,为地热能的开发提供计算手段和参考。