干热岩勘查开发工程场地选址评价指标体系研究

干热岩是储量大、用途广的新型、可再生绿色能源,对其进行开发利用意义重大。就我国现状而言,寻找适宜的干热岩勘查开发工程场地是成功实现干热岩开发利用的关键。从干热岩工程开发亟待解决的选址问题出发,系统地总结了国内外干热岩勘查开发的选址经验,从资源、技术、安全和经济4个方面建立了包含4个指标层共20个指标的干热岩勘查开发工程场地选址评价指标体系; 基于层次分析法,计算了各评价指标的权重,并提出了基于层次分析-综合评分法的干热岩勘查开发工程场地选址评价方法。该指标体系和评价方法对干热岩勘查开发工程场地选址具有一定指导意义。     

我国干热岩资源分布及勘探:进展与启示

干热岩是地热资源的重要赋存形式之一,是未来地热开发的主攻方向。我国干热岩勘查工作近年来进展迅速,先后在不同地区发现了优质的干热岩资源,取得了我国干热岩资源勘查突破,但同时也存在不少勘查失败的案例。本文在分析高放射性产热型、沉积盆地型、近代火山型和强烈构造活动带型等四种类型干热岩成因模式的基础上,结合我国的地质构造背景、地热地质条件,对未来我国干热岩资源重点勘查方向及靶区进行了论述,并重点针对目前不同类型区干热岩资源勘探工程进行了梳理,简要分析了不同勘探区的选址依据、勘探过程、地温场分布及特征、前景预测等,并初步进行了经验总结,希望对我国未来干热岩资源勘查及开发工作起到借鉴作用。     

渤海湾盆地干热岩型地热资源有利区位研究

基于沉积盆地型干热岩的基本特征,系统总结了渤海湾盆地干热岩型地热资源选区的地热地质学、地球物理学、地表地热显示、干热岩资源潜力和地质安全性等指标,对渤海湾盆地内主要构造单元干热岩赋存背景进行了分析,建立了适宜于沉积盆地型干热岩勘查选区的评价指标体系。通过层次分析和打分法进行综合评价,结果表明,渤海湾盆地内干热岩勘查的最有利区位为沧县隆起区,次有利区位为济阳坳陷和冀中坳陷,显示厚覆盖盆地内隆起区较坳陷区更为有利,而坳陷区内的次级凸起构造较凹陷构造更为有利。基于上述认识,在有利区位中进一步圈定了沧县隆起、牛驼镇-容城凸起、陈庄凸起和乐亭-昌黎凹陷4个靶区,为渤海湾盆地开展干热岩勘查选址指明了方向。     

我国干热岩勘查的有关技术问题

干热岩作为一种可再生的新型能源,具有热能大、分布广、开发利用对环境影响小、不受季节等自然条件的影响等优势。而干热岩的勘查开发利用在我国还基本属于空白,因此对干热岩勘查关键技术开展研究有着非常现实的意义。在简述国内外对干热岩勘查开发利用研究现状的基础上,分析了干热岩开发利用的技术关键,并提出了主要的研究内容和需要做的工作。     

“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。     

独山城地区多元信息干热岩预测模型

针对干热岩勘查靶区不好确定的问题,以遥感技术为主导,辅以航磁、钻探、水文勘查技术,在上黄旗-乌龙沟断裂岩浆活构造带中南段——独山城地区尝试性开展干热岩资源勘查工作,在分析12种勘查地质数据特征的基础上,建立了独山城地区多元信息干热岩预测模型。通过地层、岩体、环形构造、线性构造遥感解译,推测研究区存在隐伏岩体,挤压形构造应力场控制岩体规模,岩体最大规模460 km²,航磁负异常佐证隐伏岩体;依据遥感热异常和水热蚀变异常推测地下存在热源,温泉、地热田、107.1倍空气氦体积分数、航磁负异常均佐证地下热源及高放射性的存在;初步估算地温梯度均值为3.87℃/hm;遥感地层解译盖层为中-新太古代、古元古代变质岩和中-新元古代沉积岩。独山城地区干热岩地质特征优于蔺文静初步建立的干热岩地热资源开发地热地质学标准,推测深部存在高放射性产热型干热岩资源,断裂交汇处为地下热水储集、排泄的最有利部位,并存在水热蚀变。建议进一步开展物探、深部钻探及温泉查实工作。     

东南沿海厦门湾- 漳州盆地地热地质特征及干热岩勘查方向

东南沿海位于欧亚板块与菲律宾板块的俯冲带,构造运动活跃,同时,该区也是我国最主要的高放射性花岗岩分布区,发育大面积的中生代酸性花岗岩体,具有良好的干热岩赋存背景。本文以东南沿海福建厦门湾-漳州盆地为例,在区域地热地质背景研究的基础上,从区域大地热流、地温梯度、热储温度、循环深度以及深部地温场分布等方面系统分析了厦门湾-漳州地区干热岩资源的形成条件,科学评价了本区未来干热岩资源勘查的适宜深度。分析认为,区内平均地温梯度约为18.3℃/km,低于大陆地区平均值;花岗岩体的放射性生热率仅略高于世界范围内的花岗岩放射性生热率的平均值;区内相对高的地表热流值很大一部分来自于地幔热传导,放射性元素生热贡献相对较低,要达到180℃的干热岩开发温度,勘查深度要超过6 km;区内未来干热岩资源的开发应充分考虑深部热源条件、地表盖层厚度以及区域断裂对钻探工程的影响,这些认识对于本区未来干热岩资源勘查开发工作有一定的指导意义。     

我国东南沿海干热岩赋存前景及与靶区选址研究

干热岩资源是未来重要的清洁型能源,干热岩资源靶区选址是进行干热岩资源开发利用最基础的工作。本文在综合国内外相关干热岩开发项目的基础上,系统总结了干热岩选址的地热地质学指标,并对我国东南沿海地区的干热岩赋存背景进行论述,选取了广东阳江新州、广东惠州黄沙洞、雷琼断陷盆地、海南陵水等几个地区作为我国东南沿海干热岩开发的重点潜力靶区,在综合分析各靶区深部地热地质背景、深部热异常的基础上,建立了研究区深部温度场模型,进行了干热岩资源靶区选址对比研究,对下一步优先勘查靶区及勘查方案提出了建议。     

美国干热岩"地热能前沿瞭望台研究计划"与中美典型EGS场地勘查现状对比

美国能源部正在实施干热岩“地热能前沿瞭望台研究计划”(FORGE计划)。它是以经典干热岩定义的干热岩勘查开发为约束,通过增强型地热系统(EGS)示范工程建设实践,形成新一代EGS试验平台。美国本着“可复制的结果=巨大的潜力”的理念,实现干热岩勘查开发技术新突破,以满足美国1亿家庭绿色电力供应为实际应用目标。中美典型EGS场地勘查现状对比结果表明：犹他州米尔福德与青海省共和县恰卜恰两个典型EGS场地具可比性,大致处于“并跑”的水平;在天然裂隙系统、原位地应力场、压裂参数获取与压裂方案制定等方面,米尔福德EGS场地有所超前。据此建议有关部门加快青海省共和县恰卜恰EGS场地进入勘查开发阶段,以提高我国干热岩勘查开发技术水平,早日实现EGS工程化。     

东南沿海干热岩资源成因模式探讨及勘查进展

干热岩是一种重要的地热资源,绝大部分以开采地壳中生代以来中酸性侵入岩体中所蕴含的热量为主。东南沿海地区是中国最主要的高放射性花岗岩分布区,发育大面积的中生代酸性花岗岩体,是寻找干热岩的良好靶区。通过研究东南沿海大地构造背景、区域大地热流分布、地壳厚度、居里面埋深及新构造等条件,分析了东南沿海干热岩资源的赋存背景,对福建地区是否存在干热岩进行了探讨,并通过控热构造分析提出了东南沿海干热岩资源的成因模式,初步建立了东南沿海干热岩成藏的三元聚热模型,总结了漳州、惠州等地区的干热岩资源靶区勘查进展,相关研究为今后中国东南沿海地区干热岩勘查评价提供了基础。      

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%。     

我国第一口干热岩科学钻探孔正式开钻

<正>2015年5月21日,我国首个干热岩科学钻探工程在福建省漳州龙海市开钻,标志着我国干热岩勘查开发进入实践探索阶段。通过实施科学钻探,将进一步探索深部干热岩赋存特征和成因机制,评价干热岩资     

水环地调中心钻探技术“十三五”发展回顾及展望

全面总结了中国地质调查局水文地质环境地质调查中心“十三五”期间在水工环钻探技术及装备、水合物防砂技术及干热岩钻探技术等方面取得的重要成果,主要包括：创新水工环勘查技术与装备助力地下水绿色勘查;提出防砂措施为水合物试验性开采提供技术支持;牵头实施青海共和盆地干热岩试验性勘查开发工程,突破高温硬岩钻探技术、装备、工艺等,力争建立世界一流干热岩示范性发电基地。同时,结合当前面临的形势与挑战,对“十四五”期间业务发展方向进行了展望。     

青海共和—贵德干热岩勘查评价中热储温度与深度预测

共和-贵德盆地,盆缘隆起带断裂对流型温泉具有呈带状分布和温度高的特征,据地热温标计算热储温度接近或低于150℃,属中温地热系统;盆地传导型地温梯度大、地热钻孔已多处见花岗岩,推断存在干热岩。开钻对干热岩勘查,但从目前钻孔测温资料分析,地温梯度计算所采用的平均值偏大,致使热储估算深度偏浅。通过回归分析计算地温梯度估算热储深度较为接近实际测量值,预测在3 000 m深度达不到150℃,仍属中温地热系统,这将对干热岩勘查及其经济效益评价有一定影响。     

2021年度中国地质调查局中国地质科学院地质调查十大进展地质科技十大进展

一、2021年度地质调查十大进展 1. 青海共和盆地干热岩勘查试采取得突破性进展 该成果由青海共和盆地干热岩勘查与试采科技攻坚战指挥部、中国地质调查局水文地质环境地质调查中心牵头,中国地质科学院水文地质环境地质研究所、中国地质科学院地球深部探测中心、中国地质科学院地质力学研究所等单位参加完成.牵头完成人为文冬光、张二勇...     

山西干热岩GR1井高温固井技术研究与实践

固井质量对干热岩后期开发利用具有重要意义。针对山西大同盆地干热岩勘查井GR1井温度高、高温固井水泥浆技术体系不完善等问题,通过研究勘查区地质特征,提出了高温固井水泥浆技术体系开发思路。研究表明：干热岩高温固井水泥浆水胶比控制为0.45,优选添加剂高温降失水剂CG82L、高温缓凝剂H40L、高温稳定剂CF40L、消泡剂GX-1、硅粉及HV-PAC,形成一套适用于山西干热岩井的高温固井水泥浆技术体系。该水泥浆体系在GR1井成功应用,现场固井质量良好,研究成果为今后同类型高温固井工作提供了宝贵经验和技术支撑。     

苏中及其南部地区地热勘查物探方法

苏中及其南部是江苏地热能主要分布区,区内地热类型多、水量大、温度高、分布广、开发滞后,因此,对苏中及其南部地区开展不同深度的地热勘查与研究工作,尤其是在地热资源勘查中起重要作用的物探方法研究非常必要。通过对区域地热地质、区域地球物理场特征、时空及温度对岩石物性参数影响的分析,对区内浅层地温、中浅层地热、深成干热岩物探勘查方法进行了研究。分析认为：浅层地温能勘查应以电（磁）类方法为主;中浅部地热资源勘查以电磁法为主,地震微动技术为辅;干热岩资源勘查应以重力和磁法勘查为基础,以大地电磁法和地震微动法为主要勘查方法。通过2个有代表性的成功勘查实例,说明浅层地温能和中浅层地热物探勘查方案的可行性。     

中国陆区干热岩勘探靶区优选：来自国内外干热岩系统成因机制的启示

干热岩是指地下高温但由于低孔隙度和渗透率而缺少流体的岩石（体），储存于干热岩中的热量需要通过人工压裂形成增强地热系统（EGS）才能得以开采，赋存于干热岩中在当前技术经济条件下可以开采的地热能被称为干热岩型地热资源，它是人类未来的重要替代新能源之一.干热岩的研究始于20世纪70年代，经过近50年的不断发展，干热岩在理论和实践两方面都有了长足发展，美国、日本、法国、德国、澳大利亚等发达国家相继投入巨资进行干热岩勘查、评价和开发实验，并且初步形成了商业开发的成功范例.实践表明，干热岩地热资源是深层地热能的一部分，往往与高温水热系统共热源且存在共生关系，但其地质条件复杂，开采难度较大，应倡导“深层地热能”和“广义EGS”概念，即按照EGS技术着眼深层水热型和干热岩型地热能整体开发.为了克服诱发地震等环境安全问题，干热岩压裂造储技术研发方向正在从“刚性造储”向“柔性造储”发展.近几年来，我国分别在青海、西藏、四川、福建、广东、湖南、黑龙江、海南等高热流区域进行了干热岩地质勘查，并在青海共和、山东利津、广东惠州、四川康定、冀东马头营和琼北等地相继开展了干热岩初步钻探，但仅在青海共和的干热岩勘探与开...     

湖南花岗岩体干热岩资源赋存条件分析

利用已有的岩体地质、地球化学、华南地区地热异常数据及区域地震特征,初步获得了湖南省主要花岗岩体的放射性生热、盖层导热率、地温梯度、大地热流、居里面深度以及地体稳定性6项干热岩指标,结合国内外有关干热岩判别指标及权重,对湖南地区具有高放射性生成热的岩体干热岩地质赋存条件进行了评价,认为湘东南的诸广山岩体、九嶷山岩体、香花岭岩体、骑田岭岩体是重点干热岩勘探区,其次为大义山岩体、越城岭岩体、关帝庙以及沩山岩体。基于放射性异常及深部隐伏岩体分布特征,建议在诸广山岩体热水地区、香花岭-骑田岭NEE向带、九嶷山岩体北西部、关帝庙岩体中部、沩山岩体中部红盆覆盖区开展干热岩勘查工作。     

青海共和干热岩GR1井钻井工艺技术

本文介绍了青海共和县恰卜恰镇干热岩勘探孔GR1井的钻探施工概况以及采用的关键技术。通过对孕镶金刚石全面钻头技术、耐高温聚合物防塌钻井液技术、大直径螺杆复合钻进技术、底喷式聚晶取心钻头技术、壁钩式套铣打捞技术等难点的研究,解决了干热岩钻探碎岩效率低、钻进速度慢、钻井液高温稳定性及护壁与携岩能力差等难题,形成了一套适用于深部大口径干热岩钻探工艺技术,有效降低干热岩钻井与成井成本,对提高干热岩资源利用的经济可行性意义重大。共和盆地GR1干热岩勘探孔在地下3705.42m深处探获温度达到236℃以上的干热岩,这是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。