增强型地热系统在碳酸盐岩型深层地热能开发利用中的应用进展

地热能是一种储量大、分布范围广、清洁环保的可再生能源,其中深层干热岩地热能最具开发潜力。增强型地热系统是开发深层干热岩地热能的有效手段,在碳酸盐岩热储区已广泛应用,取得了良好的经济社会效益。系统总结了国内外增强型地热系统在碳酸盐岩型地热开发中的进展和经验,分析了国内发展现状,认为加强基础理论研究、核心技术攻关和工程示范,尽快形成具有中国特色的深部地热能开采方案,是今后工作的重点方向之一。     

科学合理、规范有序、持续发展——大力推进上海市浅层地热能开发利用

浅层地热能是绿色环保可再生清洁能源,其开发利用对建设资源节约型、环境友好型社会具有重要意义。介绍了上海开展浅层地热能的科研工作与开发应用成功实践,探讨了产业化发展中应重视和加强的技术和管理等方面的主要关键问题。     

试论地球深部地热能传输机理

本文在对前人地热成因认识归纳检验的基础上,通过演绎推理的方法,从几条基本的物理定律和基本假设组成的第一性原理出发,推理“地球内部热能从深部向浅表传输”的动力学过程,探讨深层地热能热源机制。热源机制问题从物理学的角度看,本质上就是热能从地球内部向近地表传输的问题。可以根据第一性原理,通过演绎法推理其可能的传输过程。深层热能传输的第一性原理由“温度的定义、热胀冷缩原理、阿基米德原理、热力学第二定律以及辐射、传导和对流三种热量传输方式的效率对比”5条基本的概念和定理组成。结合地球已知的圈层结构,通过演绎推理可知,在固态内核偏移驱动下,液态外核开始流动,在局部聚集导致地幔中形成上升的地幔柱;地幔柱在另一个地球圈层界面发生顶托作用,使得界面上凸,并产生烘烤加热作用,被烘烤的上层物质流变性增强发生侧向流动,于是物质垂直运动转换为水平运动。水平流动的热物质聚集到一定程度又会上浮产生垂直运动。如此垂直运动和水平运动不断转换,最终将地球深部地核中的热能传输到了地壳浅层。地球深部热能向浅表传输的过程会导致海底增生扩张、板块运动、盆山耦合等,同时也形成不同级别的控热构造系统。地球尺度的控热构造系统为:地球内核为生热构造,液态外核为储热构造,各级地幔柱和流动的高温物质为导热构造,地表的火山、温泉、地震为释热构造子系统。大陆地壳准固态流变物质的侧向流动是干热岩形成的主控因子,对于干热岩地热能勘查具有重要意义。     

郑州市东区深层地热特征及合理开发利用

介绍了郑州市东区深层地热的特征,把深层地热资源划分为三层：埋藏深度320～850 m的第一地热储层,热储岩性为新近系中细砂层,热储平均厚度1553 m。热储温度33°C,地温梯度2.5～3.5°C/100 m。埋藏深度850～1 200m的第二热储层储岩性为新近系细砂、中细砂层,热储总厚度86～187m,热储温度45°...     

潍坊市浅层地热能资源调查及开发利用研究

潍坊市浅层地热能资源丰富,调查区内浅层地热热容量可折合标准煤1355．28万t,利用范围较广。该文对资源开发利用中存在的勘查论证不充分,开发过程和开发方式不合理等问题提出了合理建议,为综合开发利用该资源,改善环境,建设可持续发展社会提供理论参考。     

上海如何开发利用浅层地热能

今年4月22日是第42个“世界地球日”。为了保护地球,我们要持续推动能源节约、调整能源结构、努力发展可再生能源。     

探秘“能源新星”——干热岩

干热岩是近些年逐渐发展起来的清洁能源,指埋藏于地球表面3000 m以深,不含或含少量水或蒸汽等流体,温度在180 ℃以上且渗透率极低的岩体。对干热岩的应用主要是建立增强型地热系统进行发电。目前对干热岩的研究尚处于起步阶段,干热岩的热源、热储、形成机理、埋藏机制等都未形成完整的理论体系,干热岩的开发过程也面临诸如储层改造、高温钻探以及随钻监测等一系列的技术“瓶颈”。干热岩资源储量大,开发利用过程低碳环保、节能高效,是国际社会公认的优质清洁能源,但是干热岩研究程度低,开发难度大,需要不断的知识积累和技术积累。本文从科普的角度列举了干热岩的相关研究现状及存在的问题,以期能让更多的人对这一“能源新星”加深了解。     

青海省贵德扎仓寺地热成因机理及开发利用建议

本文通过卫星热遥感影像及航磁、重力异常的宏观性解译热异常空间分布特征,野外实地调查温泉的出露条件和水化学特征,分析研究青海省贵德扎仓寺温泉的热源通道、入渗通道,从而讨论其成因机理和开发利用前景。研究结果表明:扎仓寺温泉泉口温度为93.5℃,与当地气压有关;大气降水和热水沟上游沟谷水为补给源,近东西向张裂为入渗通道,中三叠统砂板岩与印支期花岗闪长岩(γδ₅²)接触变质带为径流通道(热储层),中三叠统砂板岩为盖层,北北西向热光断裂(F₁)为热源通道,属断裂-深循环地热类系统类型;径流通道(热储层)温度可达136.0℃,具备蒸汽发电示范背景条件,而F₁断裂带附近2000 m深度温度可达195.0℃,具备干热岩开发利用前景。     

深层干热岩水力剪切压裂认识与实践

深层干热岩水力压裂形成的裂缝网络是地下"冷注、热采"循环系统的流体流动和换热通道。注采循环井的"注不进、采不出"实质是水力压裂未成功建立沟通注水井和采热井之间的导流裂缝网络系统,该过程由流固换热(T)-流体流动(H)-裂缝形变(M)-化学溶蚀(C)耦合作用决定。通过THMC耦合开展室内测试和数值模拟研究发现:干热岩体内天然裂缝的法向剪胀形变开度是压裂改造的前提和机理,水平滑移量达到5 mm时,粗糙度对裂缝开度的影响逐渐消失,即裂缝的总开度几乎全为有效导流开度;低排量、低温的长期注入并不能快速消耗储热岩体的热能,天然裂缝的热诱导开度影响范围在5 m以内,提高排量是进一步扩大天然裂缝导流能力改善范围的必要条件;近井地带热交换(TH)形成的热诱导开度对导流开度的贡献率最高达92%,大于9.4 m的远井区域主要依靠水力剪胀作用(M)提高导流能力,其对导流开度贡献率从50%逐渐上升至99%;注入冷流体的不断升温,加剧硅质矿物的溶解能力,其最大化学溶蚀诱导开度为0.48 mm,对总导流开度贡献率最大为16.3%。     

杭嘉湖平原水热型地热资源综合评价与开发利用建议

通过对杭嘉湖地区水热型地热资源进行综合评价可知,该区地热储量为439.18×1014 kJ,地热流体储存量为212.22×108 m3,地热流体可开采量为16 864.8×104 m3/a,地热流体可开采热量为2 366.88×1010 kJ/a,可用于旅游疗养、地热供暖、水产养殖等方向.建议地热资源的开发利用应开采与保护并重,做到科学规划、合理开发、绿色可持续发展.除用于旅游疗养外,该区地热资源可结合入特色农业、地质文化村等建设中,形成梯级综合利用模式;可结合区内丰富的浅层地热能资源,形成深浅结合的利用模式;还可结合热泵技术、太阳能技术、空气能技术等清洁能源技术,形成"地热+"复合开发模式.     

浅层地温能开发利用中的关键问题研究

浅层地温能是一种可再生的新型环保能源,开发利用前景广阔。为了更好地满足我国浅层地温能开发利用快速发展的需要,有必要研究浅层地温能资源科学开发利用中的关键问题。研究表明：开展浅层地温能勘查评价工作十分必要、十分紧迫;应超前关注浅层地温能开发利用对地质环境的影响;浅层地温能开发利用的积极性明显受经济成本与效益制约;需要通过政策支持推动浅层地温能开发利用快速发展;需要提高全社会对浅层地温能资源的认知程度。     

我国地热资源开发利用及钻进技术

针对我国地热资源多年来的开发利用现状,以及近年来国内对新能源开发之一的地热能掀起的高涨热潮的新形势,结合生产实际,论述了从地热能的开发利用到施工单位对钻探设备和工艺方法新的要求,以及地热钻井技术的最新进展。     

扎实推进浅层地热能开发利用 促进上海经济社会可持续发展

推广浅层地热能开发利用是节能减排、转变发展方式的重要途径。上海近三年来已在浅层地热能调查评价、地源热泵系统技术规程编制、浅层地热能开发利用管理政策制定、浅层地热能开发利用规划、浅层地热能科学实验场建设等方面取得显著进展。扎实推进浅层地热能开发利用,将促进上海经济社会可持续发展。     

浅层地温能资源开发利用发展综述

能源是人类生存、经济可持续发展和社会文明进步的重要物质保证和必要推动力,是关系国家经济命脉的重要战略物资。随着全球变暖、温室效应和能源紧缺等问题的日益严重,作为清洁可再生的浅层地温能资源逐渐得到各国政府高度重视,到2010年已有43个国家开发利用这种资源。近年来我国新能源和可再生能源得到了长足的发展,可再生能源利用的技术水平有了很大提高,产业已初具规模,特别是浅层地温能的开发利用,已从20世纪90年代的起步阶段步入快速发展期,据不完全统计,目前我国浅层地温能的服务面积已近2×108m2,成为建筑节能的主力军。本文对国内外浅层地温能资源的开发利用现状进行了概括,特别是热泵技术,有助于了解和掌握浅层地温能开发利用的发展动态,对开展浅层地温能资源评价和工程建设具有重要意义。     

河南省地热资源开发利用现状评价

基于河南省地热资源特点及其开发利用现状的基础上,分析总结了河南省各种类型地热水的开采情况。首先应用已采量与可采量的比值作为评价标准将地热水的开发利用程度为五类,评价了整个河南省新生界地热水、基岩地热水、温泉水的开发利用情况以及各地市城区的地热开采情况,提出河南省应积极地推广地热资源利用,对开采过热的地区要注意防止地热水位下降过快,对开采一般的地区要注意适度开发,对其他地区要结合自身实际鼓励开发。     

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。     

新时代地热资源勘查开发问题研究

地热清洁能源的开发利用不仅可以实现节能减排、优化能源结构,而且还可带动相关设备制造、城镇清洁供暖、温泉小镇建设、特色生态农业、理疗休闲度假、旅游等相关产业。国家《地热能开发利用“十三五”规划》的发布,以及治理大气污染的现实需要,地热资源开发利用必将迎来一个快速发展期。因此,实现可持续、科学、合理规划利用是一个新的课题。本文从地热资源管理、开发利用、工程和地热温泉文化建设方面对相关问题进行了研究与思考。建议加强政策引导,规划统一管理,加强监管,并重视宣传和科普,主动作为,以提升新时代地质工作的服务能力和作用地位。技术方面,应加大深井换热系统的技术研究;在地层条件允许情况下优先选择空气钻井(孔)和泵吸反循环钻井工艺;开展高强度、耐腐蚀、导热性好的新型成井管材的研发。     

天津地热资源开发利用现状及可持续开发利用建议

天津是我国地热资源比较丰富、开发利用较早的城市之一,二十世纪九十年代以后开始大规模的将地热资源应用于供暖、洗浴、养殖等方面。目前全市地热供暖面积约1233万m^2,是我国利用地热供暖规模最大的城市,并于2011年1月获得“中国温泉之都”荣誉称号。地热资源已经成为天津经济发展和改善城市环境质量不可多得的清洁能源。天津地区的主要热储层均已形成降落漏斗,明化镇组热储层在市区及新四区形成漏斗;大港区形成了本市馆陶组热储层最大的一个漏斗中心;雾迷山组热储层在市区形成了较大的降落漏斗。尽管天津地热资源丰富、开发利用程度较高,但在开发利用过程中存在很多问题,主要有水位年降幅较大,回灌率较低,新近系回灌效果不明显,还存在很多无证开采的现象。针对这些问题,建议相关部门严格控制开采量,时刻关注水位降幅情况,增大回灌力度。     

浅层地热能水源井工程问题与技术研究

浅层地热能具有储量大、分布广、埋深浅、易开发等特点,是可再生新能源。在传统能源资源紧张和环境恶化形势下,大力开发利用浅层地热能对全球低碳经济和节能减排具有重要的意义。水源热泵以能量利用率高、成本低、维修方便的优势占据重要地位,其中水源井是其关键,水源井的工程质量将直接影响着系统运行、回灌和使用寿命。通过大量的调查,分析研究了目前水源井工程存在的突出问题,并在试验和实际经验基础上提出了合理的水源井工程技术。     

地热开发利用过程中的环境效应及环境保护

地热能的利用和直接利用与其它能源相比有着经济与环境上的优势。随着地热的开发利用,人们愈来愈注意其对环境的影响。地热开发造成的主要环境影响是地面干扰,地面沉降,噪声,热污染和化学物质的排放。但是这些影响可以通过在地热开发过程中仔细的研究和设计来减到最小。地势回灌技术在很大程度上减小甚至消除了地热能的环境影响,这项技术在当今的地热研究和开发过程中成为越来越主要的技术和任务。