“一优两高”绘宏图 地热勘查谱新篇

正地热能是一种清洁低碳、分布广泛、资源丰富、安全优质的可再生能源,通常分为浅层地热能、水热型地热能、干热岩型地热能。相比于其他能源具有零排放、持续性好等显著优势,在未来清洁能源发展中占重要地位,有望成为能源结构转型的新方向。十九大报告中明确提出要"推进能源生产和消费革命,构建清洁低碳、安全高效的能源体系"。2017年1月,国家发展改革委、国家能源局和国土资源部出台《地热能开发利用"十三五"规划》,同年12月,十部     

广西干热岩资源潜力分析

干热岩是赋存在地球深部的高温岩体,是最具潜力的战略接替能源。我国干热岩资源有4种类型,其中重要的高热流酸性岩体型干热岩在广西具有资源潜力。由于广西能源资源比较匮乏,因此研究和勘查开发利用干热岩资源具有现实意义。文章介绍和分析了广西蕴藏干热岩资源有利的基础地质背景以及目标区域,并提出圈定干热岩靶区需要解决的问题,为研究和开发广西干热岩提供参考。     

国际视野下的地热资源开发利用

正近年来,全球严峻的能源形势以及使用常规能源所带来的环境问题,促使世界各国努力地寻找新的替代能源来构建多元化能源结构,以保证本国能源安全。地热能以其清洁和储量丰富的特点正吸引着越来越多的国家予以关注,本文将美国、冰岛、日本这3个地热能源开发利用突出国家的经验进行梳理介绍,以飨读者。目前国际上有100多个国家开发利用地热能,并以每年12%的速度递增,能源专家普遍预计,到2100年地热能利用将在世界能源总值中占30%~80%。地热能是指蕴藏在地球内部距地表5公里以内     

干热岩压裂建造人工热储发展现状及建议

能源是经济社会长期稳定发展的有力保障。同时, 我国也进入了生态文明建设的关键时期。为实现此目标, 亟需建设清洁、低碳、高效、多元的现代能源体系。干热岩型地热作为一种新兴的环境友好型资源, 有望推进能源结构转型。开发干热岩需要建立增强型地热系统, 其核心是向储层钻井并压裂形成一定规模的裂缝网络, 构建井间循环回路来提取热能发电。20世纪70年代以来, 多个发达国家先后进行干热岩资源开发尝试, 然而受到人工热储建造和诱发地震防控等关键技术的限制, 成功运行的EGS工程屈指可数。近些年来, 干热岩资源的优越性和规模化开发可行性进一步得到国际社会的认可, 投入建设的EGS数量总体上不断增加。水力压裂是建造人工热储的核心技术手段之一, 水力裂缝的形态直接决定了换热体积和取热效率。本文在分析国内外典型EGS压裂案例的基础上, 总结了干热岩水力压裂的工艺特点。此外, 结合几种较为流行的理论模型和我国首例EGS工程——共和盆地恰卜恰干热岩试采工程的实际情况, 简要阐述了干热岩压裂与诱发地震之间的关系。最后从压裂工艺、智能化开发、微地震监测矩张量反演等方面为干热岩水力压裂向更深层次发展提出建议。      

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...     

威海市环翠区浅层地热能开发利用适宜性分区研究

浅层地热能资源作为一种可再生、环保、清洁、储量巨大的新型能源资源,逐渐被人们认识、接受和重视。该文选取层次分析法、综合指数法为主要研究方法,对威海市环翠区进行了浅层地热能适宜性分区,为威海市环翠区更好的开发利用浅层地热能资源提供了重要的依据。     

干热岩勘查评价指标与形成条件

干热岩具有利用率高、无污染、储量巨大、分布较广、持续稳定、安全性好等特点,被全球公认为在21世纪能够取代化石能源的一种最优质的、可再生的新型清洁能源。目前对于干热岩的成因机理还没有定论,而对于干热岩的勘探寻找、远景区的圈定以及资源评价也有不同的观点,为了有利于干热岩勘探开发,本文在综述前人研究工作基础上,总结归纳了干热岩勘查评价指标,几个重要的指标及其特征如下。第一个指标是岩石圈厚度和莫霍面埋深,岩石圈厚度较小并且莫霍面埋深比较浅,是评价干热岩远景区的一个重要指标。莫霍面埋深较浅指示深部热源（幔源热）更加接近地表,故埋深较浅（较薄的厚度）并具有上隆的特征有利于深部的热量向上传导,为干热岩的孕热环境提供良好的条件。第二个指标是居里等温面,埋深较浅的居里等温面是干热岩远景区一个重要的评价指标。居里等温面是地球内部一个非常特殊的温度（热物质）界面,它不仅能指示地下温度场的分布特征,还可指示地壳深部热能分布特征,对干热岩及地震的成因研究具有十分重要的意义;如果居里面埋深较浅,则热量传导到地表的距离比较短,深部的热流活动更容易向地表传送,不仅是有利的高温干热岩孕热环境,也有利于储存的热能快速向上传导。第三个指标为地温梯度,地温梯度较大是寻找干热岩远景区的一个重要指标;如果一个地区具有较高的地温梯度（≥ 35℃/km）,则随着深度的增加深部的地温增加较快,在相对较浅的地方就可以获得温度较高的岩石体。第四个指标是大地热流,大地热流值较大（≥ 75 mW/m2）就指示地球深部有存在高温岩石体的可能;大地热流是地温场的综合性热参数,能够准确地反映区域内的地温场特征。第五个指标是新构造运动,这也是人们寻找干热岩时容易忽略的一个重要指标。新构造运动包括火山、地震及活动断裂构造等。地震和火山是极具破坏性的自然灾害,两者的发生都表明了地球内部的热能汇聚到一定程度,从而打破了地球内部平衡状态而以地震或火山的形式把热量进行释放的地球系统行为。该指标中,如地震震级大（>3级）、震源深度浅（10~15 km）、频度大,火山活动时间新（活火山、休眠火山、中新世以来的死火山）规模大都说明地球深部存在不稳定的高热状态,易形成干热岩;如果能提前找到该区域的干热岩,可以先取出其中的热,那么地震和火山就有可能不会发生,这样可以达到取热减灾减排的作用。活动的深大断裂即能产生一部分热,也能将深部的热传输到浅部,尤其是活动性强的走滑拉张断裂,其深部具有韧性剪切特征,直接指示了深部的高温体的存在。第六个指标是高温温泉与气田等。温泉、气田的形成通常与深部的热储关系密切,一般认为地下水沿某个通道向下渗透接触到深部高温热储被加热后再沿某一通道流出地表而形成温泉;所以,温泉的出露指示了深部存在高温的岩石体（干热岩）;区域地温场异常明显,地表热泉等高温水热型地热田较密集的区域有望在深部寻找到干热岩,这也是一种就热（水热）找热（干热）的常规方法。作为固体矿产资源的干热岩,其形成具备四个必要条件:源、通、储、盖。第一个条件是要有丰富的动态热源如来源于深部地幔（幔源热）,来源于晚新生代活动的控热构造系统-活动的韧性剪切带,来源于地壳内的低速低阻体（中下地壳热）以及来源于高放射性中新生代花岗岩体（壳源热）。第二个条件是要有优良的导热通道,如壳内15~25 km低速层不仅是热源,同时具有将深部地幔热能向上传导的作用;软流圈地幔上隆时具活动性的深大断裂（深部具韧性特征、浅部具脆性特征）常常具有很好的导热功能;地壳浅表层次的脆性断裂系统往往不是干热岩的热通道,而是水热型地热能的导水、释热构造。第三个条件是要有巨大的储热岩石体,除埋深要适中（3~6 km）并具有较高温度（≥150℃）外,其规模要大（蕴含丰富的热能）,热导率大（>2 W/mK）,裂隙少（不含水或含少量不流动的水）;当然热储层可以是变质岩、岩浆岩,也可以为沉积岩。第四个条件是要有良好的保热盖层,盖层（被子）导热率低（< 2 W/mK）、厚度适中（>1 km）（具有良好的保温效果）,地温梯度高（≥40℃/km）、大地热流值高（≥70 mW/m2）（指示深部存在高温特征）是深部赋存有高温地热资源的必要条件。      

河南干热岩开采取得重大突破

正河南省可替代清洁能源再"扩容"。4月8日,从省地矿局传出喜讯,省地矿局第二地质环境调查院开展实施的"河南省干热岩资源潜力调查评价",目前已经顺利通过省自然资源厅的验收,估算全省累计干热岩可采资源潜力40.86×1018J,相当于14亿吨标准煤。干热岩是新兴地热能源,指一般温度大于200℃,埋深数千米,内部不存在流体或仅有少量地下流体(致密不透水)的高温岩体。近年来,中国加大了干热岩开发与利用关键技术的研发力度,2017     

青海地热资源勘查开发利用现状、潜力及工作部署

地热是储存于地球内部的热量,是一种具有清洁、价廉、稳定、可靠、环境友好等特点的新型能源资源,在发电、供暖、烘干、制冷等方面具有广泛的利用前景.青海省政府非常重视全省地热资源勘查利用工作,将此作为“358”找矿战略目标的重要组成部分.国土资源厅积极筹措资金,安排了一批地热资源勘查项目,在浅层地温能、地下热水、干热岩等方面取得了初步成果和认识.     

对共和县恰卜恰地区地热资源勘查开发利用和管理的思考

地热能是清洁环保的新型可再生能源,积极开发利用地热能对缓解我国能源资源压力,推进能源生产和消费革命,促进生态文明建设具有重要的现实意义和长远的战略意义。海南州境内地热资源比较丰富,开发潜力较大,发展前景广阔,现就共和县恰卜恰地区地热资源开发利用和管理问题谈谈自己的一     

聚焦我国海洋油气调查

<正>海洋,不仅调节地球气候,使地球成为适于人类居住的地方,还是蕴藏丰富资源的宝地——全球34%的石油和天然气资源赋存于海底,产量占全球油气产量的30%,据专家预测,不远的将来这一数字还将上升至50%。在我国,海洋油气也是能源矿产的重要组成部分——在300万平方千米的管辖海域中发育着38个中新生代沉积盆地,拥有丰富的油气资源。     

郓城县浅层地热能勘查评价

浅层地热能是地热资源的组成部分,分布广,利用价值大,既可缓解能源紧张矛盾,又有利于保护环境。该文分析了郓城县浅层地热能条件,对地埋管换热方式有关热物性参数进行了测试,对郓城县浅层地热能资源进行了计算评价,并进行了效益分析。     

干热岩钻探关键技术探索

干热岩是国际公认的高效低碳清洁能源,近年来,随着国家对清洁能源勘探开发的提倡和支持,国内开展了一些干热岩勘探工作。干热岩钻探是前期获取地质资料进行资源量计算及后期开发利用的关键部分。现阶段国内在干热岩钻探工艺技术方面还没有形成体系,大多借用石油钻井行业及地质钻井行业的一些工艺技术,但干热岩钻探钻遇地层温度普遍较高,且大部分孔段均为坚硬的花岗岩地层,因此如何在高温环境下保持钻井液性能,保证其携带岩屑及维护孔壁稳定的功效,在坚硬的花岗岩层中如何提高钻进效率,实现高效钻进,钻遇破碎地层时如何维护孔壁稳定,实现护壁堵漏等问题,该文结合国内已施工的部分干热岩钻探工程,对国内干热岩钻探所采取的工艺技术进行了探索,研制了抗高温配方的钻井液,使用转盘回转+孔底动力钻具复合钻进,在钻井液中加入抗高温封堵剂,可有效提高干热岩钻探效率,以期促进干热岩钻探工艺技术的研究、应用和推广。     

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     

我国干热岩资源潜力区深部热结构

干热岩是潜力巨大的可再生能源,通过建立EGS试验场地开展干热岩资源开发示范工程是我国开发深部地热的前沿性、基础性工作。地壳深部温度是干热岩开发选址中首先考虑的因素,在重新编制中国大地热流图、居里面深度图的基础上,建立了东南沿海地区和青藏铁路沿线地区2个典型干热岩资源潜力区三维温度场模型,在不考虑热对流的情况下,模拟结果显示东南沿海4km深处的最高温度能达到165℃,青藏铁路沿线地区4km深处最高温度可达到380℃。同时,对比模拟结果和前人实测数据,分析了2个研究区不同的热成因机制,东南沿海地区以壳源产热为主,漳州地热田放射性集中层厚度10km,幔源热流所占比例为39.6%,青藏铁路沿线地区以幔源传导热为主,羊八井地热田放射性集中层厚度为6km,幔源热流所占比例为53.7%。通过与文献结果对比分析了模拟结果的合理性,模拟结果能够为我国干热岩靶区选址提供参考。      

二氧化碳爆破致裂激发干热岩储层作用效果

采用二氧化碳爆破致裂为激发干热岩储层提供了一种新的技术思路和途径。为了探究二氧化碳爆破致裂激发干热岩储层的作用效果,开展了二氧化碳爆破致裂干热岩储层作用范围的数值模拟研究。考虑实际开采过程中钻井液对井壁附近干热岩储层的降温影响,采用以温差为变量的拟合函数设置损伤区储层材料参数,用洗井后井壁附近储层温度分布函数设置损伤区储层温度场,并借助炸药爆破的相关理论、公式设置爆破荷载,结合COMSOL软件模拟了二氧化碳爆破致裂激发干热岩储层的过程。结果表明,二氧化碳爆破致裂干热岩过程中存在多次应力集中作用,且在炮孔附近压应力集中造成压碎区,压碎区外拉应力作用形成裂隙区;储层的初始温度以及定压片厚度都会影响二氧化碳爆破致裂激发干热岩储层的作用效果,其中初始温度对爆破压碎区范围影响较大,对裂隙区范围影响较小,定压片厚度改变对压碎区范围影响较小,主要影响爆破裂隙区的分布。本研究成果可为干热岩地热能后续的开采利用提供理论支持和参考。     

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。      

化学刺激技术在增强型地热系统中的应用:理论、实践与展望

干热岩作为清洁的可再生能源是地热能未来开采和利用中最具潜力的部分,具体的开发工程技术称为增强型地热系统(EGS,Enhanced Geothermal System)。化学刺激技术作为水力压裂的一种辅助方法,具有成本低、风险小的特点,在完善储层改造方面具有重要作用。综述了国内外EGS关于化学刺激研究的相关文献,介绍了化学刺激技术的理论基础及常用的几种化学刺激剂(传统酸、缓速酸、螯合剂和CO2化学刺激剂),并对世界上仅有的几个使用化学刺激技术的EGS工程(美国Fenton Hill和法国Soultz干热岩项目)进行了介绍和总结,在此基础上提出了化学刺激剂在增强型地热系统中的研究建议及应用展望,以期为中国未来EGS的科学研究和项目实施提供参考。     

高科技救急“能源危机”

由于地球上蕴藏的煤炭和石油等燃料日益减少，能源如今成为人们最关切的问题之一。现在，各国科学家都在采取各种措施开辟新能源，其中包括太阳能、地热能、风能、海洋能以及生物能源等绿色能源，可谓使出浑身解数。这其中，美国正着手一场“能源复兴运动”，其中有八个方案可能使人耳目一新。     

高科技救急"能源危机"

由于地球上蕴藏的煤炭和石油等燃料日益减少,能源如今成为人们最关切的问题之一.现在,各国科学家都在采取各种措施开辟新能源,其中包括太阳能、地热能、风能、海洋能以及生物能源等绿色能源,可谓使出浑身解数.这其中,美国正着手一场"能源复兴运动",其中有八个方案可能使人耳目一新.