我国发展增强型地热开采技术所面临的机遇与挑战

介绍了增强型地热系统(EGS)的技术原理及增强型地热资源所具有的分布广、对环境污染小、可循环利用等优点。阐述了我国干热岩地热资源前景广阔,大陆地区3~10km深度段干热岩地热资源总量为2.09×107EJ,按2%的可开采资源量计算,亦达4.2×105EJ,相当于14.3×103亿t标准煤,是中国大陆2010年能源消耗总量的4 400倍。以青海共和贵德盆地为例,该盆地干热岩储层的地温梯度为7℃/hm,井深3 000m温度可达200℃。根据典型干热岩储层特征,讨论了我国开展干热岩吸热系统存在的技术难题,并对开展相关研究给出了建议。     

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。     

沂源城区地热地质条件与地热资源开发前景评价

沂源县城区为鲁中南构造侵蚀为主的中低山丘陵区内的一个小盆地,面积20.84 km~2,经地热资源计算,地热田可利用地热资源量2.87×10~(17) J,热能总储量相当于97.95万t标准煤的产热量。可利用热能资源总量为4.31×10~(16) J,相当于14.70万t标准煤的产热量,属小型低温地热田。水质属淡、温型医疗热矿水,资源丰富质优,易于开发,应用面广,具有较好的开发利用前景。     

天津市宝坻区地热资源开发利用对策

天津市宝坻区蕴藏着丰富的地热资源,资源总量为12.896×1015kJ,可开采量按100 a计相当于2.929亿t标准煤。据已有勘查成果和地热开发利用现状,对本区地质构造、热储特征、各热储层地热资源流体质量、综合利用和环境效益进行初步分析,提出地热资源开发利用对策。     

济宁市城区地热资源分布与开发前景初析

济宁市城区及附近蕴藏有较丰富的地热资源,经初步概算,热水静储水量为1．6615×10^9m^3,静储资源量为2．0216×10^14,折合标准煤6．898×10^3t;由于周边煤炭资源丰富,这种宝贵的清洁能源一直未能开发利用。随着国民经济的快速发展,煤炭资源的过度开发,能源紧张问题将日趋明显,开发当地地热资源,对于合理利用自然资源,改善生活环境,缓解能源紧张状况,促进经济的可持续发展意义重大．还将会大大提高济宁古城的知名度,扩大社会影响力。     

地热资源潜力评价——以鄂尔多斯盆地部分地级市和重点层位为例

针对鄂尔多斯盆地地热资源储量认识不统一、浅层地热能开发方式不明确、地热资源有利层位及有利区划定有分歧的3个问题,采用不同的评价方法分别对鄂尔多斯盆地水热型地热资源、浅层地热能和干热岩型地热资源进行了潜力和远景评估,结合地热资源的开发利用方式和效益对鄂尔多斯盆地的地热资源进行了综合分析。分析结果表明,鄂尔多斯盆地地热资源相对丰富,盆地内部分层位水热型地热资源量折合标准煤249.4×108 t,地热资源年可开采量折合标准煤748.1×104 t;7个地级以上城市浅层地热能资源年可采量折合标准煤281.2×104 t;干热岩潜力资源量折合标准煤16.63×1012 t。盆地内部地热资源有利区主要分布于榆林-横山-靖边及子长-安塞-延安一带。目前鄂尔多斯盆地0~200 m浅层地热能开发主要以地埋管地源热泵为主,地下水源热泵为辅。200~6000 m中深层地热资源开发主要以深埋管换热方式和采灌结合方式开采。开发地热能,节能减排效果明显,值得大力推广。     

河北保定容城凸起地热田储层属性与资源潜力

21世纪人类将面临资源、环境与灾害的严重挑战。地热资源作为绿色新型能源,可减少传统燃料的消耗,实现CO2减排,日益受到人们的青睐。河北保定市容城凸起地热田为我国东部代表性中低温地热田,其热储类型为基岩岩溶裂隙热储(主要为蓟县系雾迷山组及长城系高于庄组),具有储量大,可回灌等特点。根据现有数据和地质资料进行的地热资源潜力评估表明:容城凸起(56 km2研究区范围)基岩(3 000 m以浅)热储地热资源量为416×1016 J, 相当于标准煤239×106 t,折合热能1 320 MW,可采地热资源量为62×1016 J,相当于标准煤36×106 t,折合热能198 MW。     

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%。     

陕西省富油煤资源潜力及开发建议

碳达峰、碳中和目标要求下,陕西作为煤炭资源大省,煤炭资源的低碳开发与利用势在必行。基于陕西五大煤田的5 000余组煤质数据,研究陕西省煤炭资源中煤焦油产率的变化规律为:陕北三叠纪煤田>陕北侏罗纪煤田>陕北石炭–二叠纪煤田≈黄陇侏罗纪煤田>渭北石炭–二叠纪煤田,划分出3种富油煤类型:富油煤型、富油煤–高油煤型、富油煤–含油煤型。按照煤炭资源量计算办法,全省已经查明的煤炭资源中富油煤+高油煤资源量为1 550.33亿t,内蕴焦油资源量144.5亿t;预测出陕西省2 000 m以浅煤炭资源总量中富油煤+高油煤资源量为3 845亿t,内蕴焦油资源325亿t;并对富油煤资源控制程度进行划分。分析富油煤的成因机理,指出变质程度、沉积相及物质组成和埋藏条件等为富油煤形成的主要影响因素。针对目前煤炭开发中存在的资源浪费问题,提出一种富油煤原位地下热解多煤层协同开采的资源开发新思路。      

陕西省地下水盆地及其水文地质特征

中、新生代以来,陕西省受构造运动的控制,形成一系列断陷及拗陷盆地,分布面积7.6万km~2,占全省总面积的三分之一。在这些沉积盆地中蕴藏着丰富的地下水资源。总量约76亿m~3/a,占全省天然资源总量的52%。开采资源约50亿 m~3/a,占全省总量的96%。陕西省地下水盆地以秦岭为界,南、北各具特色。秦岭以北的中、新生代构造盆地面积大,含水层展布范围广,常常超出本省省界,跨越邻省。如萨拉乌素盆地跨内蒙、宁夏、陕西三省,陕西境内达1.3万 km~2;下白垩系志丹群自流水盆地跨陕、甘、宁、蒙四省(区),陕西省境内3.4万 km~2;汾渭地下水盆地跨晋、陕两省,陕西境内渭河盆地1.9万 km~2。其中部分地下水盆地经构造运动抬升,现代地势较高。如洛川、长武盆地等储水条件相应变差。分布于秦岭以南的地     

川中地区栖霞–茅口组地热资源评价探讨

含油气盆地在勘探和开发中,拥有大量的地质、地球物理和地球化学数据,对地质构造和地热储层有着全面的认识,在地热能开发利用中具有得天独厚的优势。四川盆地作为中国重要的含油气盆地,同样富含水热型地热资,该文在收集相关资料、总结以往油气勘探成果的基础上,确定了川中地区地温梯度大部均在24℃/km以上,大地热流大部均在60 mW/m²以上,为四川盆地相对高值异常区。考虑到热储温度及埋深是地热开发是否具有经济效益的重要因素,重点选择埋深相对较浅（3000～6000 m）、热储温度相对较高（65～155℃）和热储相对较厚（280～380 m）的川中地区栖霞-茅口组热储进行地热资源潜力评价。研究中,基于盆地地层参数建立三维地质模型,结合现今地温场、岩石热物性参数,利用一维稳态热传导方程计算得到栖霞-茅口组内部温度分布,最后利用体积法计算得到栖霞-茅口组的地热资源强度和资源量。研究表明,川中地区栖霞-茅口组热储温度为65～155℃,地热资源总量为3.01×10²¹J,折合标准煤1030.25亿吨;可开采地热资源量2.03×10²⁰J,折合标准煤206.5亿吨。且根据川中地区地热资源特征,提出了优先以研究区中东部为中心开展中低温地热发电、地热干燥、地热农业等综合开发利用和地热梯级利用示范工程的建议,为未来的油气废弃井的二次利用及油田地热开发打下基础。

     

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。     

基于三维地质建模的地热资源潜力评价：以施甸地热区为例

传统热储法进行地热资源评价虽简便,但评价结果误差通常较大,本研究以施甸地热田为研究区,基于区内地质和地热地质条件,结合地球物理和钻孔资料,用GMS软件建立了三维地质模型,展示了研究区地热储层和盖层的展布情况.考虑到研究区内地热资源评价参数的差异,按照热储温度将研究区划分为9个子区,结合已建立的三维地质模型计算热储体积,利用改进的热储法来准确、动态评价研究区的地热资源量,计算出研究区地热水中储存的热量为1.38×10¹⁷ J,热储岩石中储存的热量为1.49×10¹⁹ J,地热资源总量为1.5×10¹⁹ J.根据地热水可开采量计算结果,若合理开发利用施甸地热水资源,每年可节约4.36×10⁷ t标准煤.本研究为施甸地热资源的科学、合理评价提供了新的模式.     

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 5×1021J,折合标准煤5.923 3×1010t;可利用地热资源量达3.252×1020J,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。     

我国陆相页岩油勘探开发进展与发展建议

【研究目的】中国页岩油资源丰富且快速发展,但仍存在探明率低、开采难度大、产量低等关键问题,因此需要分析中国陆相页岩油勘探开发进展与形势,提出页岩油发展建议,服务国家能源安全保障。【研究方法】通过梳理国内外页岩油发展历程,分析近些年我国陆相页岩油勘探开发取得重大突破、重要进展的方向与领域,总结页岩油储产量增长点。【研究结果】鄂尔多斯盆地探明了国内首个10亿t页岩油大油田、松辽盆地古龙凹陷新增页岩油预测地质储量12.68亿t、渤海湾盆地古近系多口探井试获高产工业油流、准噶尔盆地吉木萨尔页岩油三级地质储量达5亿t等8项重大进展;形成了具有中国特色的页岩油富集理论和勘探开发技术;截至2021年底,全国页岩油探明地质储量12.2亿t,待探明地质资源量271.06亿t,探明率为4.3%,勘探潜力巨大;八个大中型含油气盆地取得多个层系页岩油调查勘探的重大突破,展示了中国陆相页岩油广阔的发展前景。【结论】鄂尔多斯盆地、渤海湾盆地、松辽盆地、准噶尔盆地、四川盆地、江汉盆地是页岩油未来勘探开发主要地区,有望成为“十四五”油气现实接替领域;渤海湾盆地济阳坳陷渤南地区古近系、鄂尔多斯盆地陇东和伊陕斜坡三叠系、...     

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.     

滨州西部地热资源计算与评价研究

地热资源是一利用前景广阔的新型清洁环保能源。滨州西部地区的热储层主要为新近系馆陶组和古近系东营组。通过野外勘察和室内分析结果,选取合理的计算参数,建立了热储概念模型。在此基础上,分别利用热储法、回收率法对研究区内的地热资源量和可利用地热资源量进行计算评价,同时利用体积法、水热均衡法和开采强度法对地下热水的储存量和允许开采量进行了计算评价。结果显示,研究区地热资源量总量为6.39×1018J,折合标准煤21 911.08×104t;回收率采用25%,计算得可利用地热资源量为16.05×1017J,折合标准煤5 477.77×104t;地下热水储存量为42.53×108m3,其中允许开采量为57373.2 m3/d(开采年限为100a)。     

塞尔维亚煤炭资源概况及开发建议

塞尔维亚煤炭资源丰富,其地质储量达189.83亿t,可采储量为75.14亿t,占世界总量的0.7%,在世界富煤国家中排名第14位。在其煤类中,褐煤占比超过90%。塞尔维亚的煤炭储采比为199,资源保障程度较高。塞尔维亚的含煤盆地虽然多达34个,但其地质储量与可采储量的97%以上都集中分布于Kosowo、Kolubala、Metohija与Kostolac这四大含煤盆地,Kolubala盆地东部地区与Kosowo盆地中部地区圈定为塞尔维亚的优质煤炭富集区。塞尔维亚政治基本稳定,经济发展较好,没有大的投资障碍,但是由于该国市场较小,比较适合小规模煤炭资源开发。     

关中盆地浅层地热能赋存规律及资源量估算

通过野外地质调查及室内综合研究,分析了关中盆地浅层地热能的开发利用情况、赋存特征和形成模式,并对资源量进行了估算,总结了盆地不同地貌单元、不同岩性的岩土体热物性参数特征,计算了区域恒温带深度和浅层大地热流值.关中盆地地热能的形成模式主要为热传导型和热对流型:热传导型地热资源主要分布于西安凹陷、固市凹陷等完整地质块体内;热对流型地热资源主要分布于深大断裂直接沟通地表的区域以及断裂带周边区域.采用层次分析法对关中盆地浅层地热能进行适宜性分区,认为关中盆地整体属于地埋管地源热泵系统适宜区或较适宜区,地下水地源热泵系统适宜区和较适宜区主要分布在盆地中部漫滩区和阶地区.利用热储法,计算关中盆地浅层地热能热容量为1.38×1016 kJ/℃,浅层地热能储量巨大,开发利用前景优良.