干热岩开发利用潜力简介

一、干热岩基本特征及分布 干热岩是一种没有水或蒸汽的热岩体,主要是各种变质岩或结晶岩类岩体,普遍埋藏于距地表2000m～6000m的深处,其温度范围很广,在150℃～650℃之间。干热岩的热能赋存于岩石中,较常见的岩石有黑云母片麻岩、花岗岩、花岗闪长岩以及花岗岩小丘等。     

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。     

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     

山东省干热岩地热资源潜力估算

干热岩是一种清洁的可再生地热资源,随着干热岩的开发利用技术日趋成熟,显示出了其巨大的利用价值。干热岩地热资源潜力评估是进行开发利用的基础工作。本文是在充分研究山东省地质构造背景的基础上,通过野外勘查取样和搜集整理地热参数数据,根据浅部温度资料向地壳深部推算的方法,估算出山东省不同区域3～10km深度范围的温度。利用体积法估算出了山东省3～10km深处的干热岩地热资源量。结果显示,山东省3～10km深度范围内干热源资源量总计为2.63×10~(23) J,合8.97×10~(12) t标准煤,现阶段可利用干热岩资源量按2%的可开采资源量计算,即合1794.4×10~8t标准煤,大约是全国能源消耗总量的37倍,开发利用潜在价值巨大。     

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。     

青海省钻获干热岩再传捷报 有望建设全国第一个干热岩研究基地

正"通过进一步勘查,青海省水文地质工程地质环境地质调查院从共和盆地地下2735米处钻获干热岩温度达到了168摄氏度以上,此次突破使青海共和盆地发现的干热岩资源在全国意义重大,今后有望在这里建立全国第一个干热岩研究基地。"6月25日,中国地质调查局副局长王学龙一行来到海     

利津县干热岩开发利用条件探析

干热岩作为一种清洁的新能源,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影响的优势。美国在20世纪70年代即进行了干热岩开发利用研究工作,而干热岩的勘查开发利用在我国尚处于起步阶段,因此对干热岩勘查、开发技术开展研究有着非常现实的意义。该文在简述国内外对干热岩研究现状的基础上,对利津县干热岩的地热地质条件、干热岩的热储特征及开发利用条件进行了分析,计算了资源量,并提出了干热岩开发利用的建议。     

矿物收藏漫谈(十一) 收藏者痴迷的极致之秘

<正>我们可以继续稀有矿物的这个话题,因为其中还有许多让人感兴趣的窍门和话题。另外,我们还将揭秘一个矿物收藏者为何痴迷于矿物收场的一个极致秘密,是不是非常感兴趣呢,那就请看文中分解。一两百年后,稀有标本还被看作有效矿物的机率只有10%有时候,某种矿物确实十分稀有,而且仅     

高温作用下干热岩物理性质实验

为了揭示高温作用下干热岩物理力学性质的变化规律,分析不同温度下干热岩孔隙度与渗透率、导热系数等,通过岩石力学单轴、三轴加载实验,揭示干热岩在高温作用下变形与破坏特征、抗压强度及断裂韧性等力学参数的变化规律。结果表明：温度由常温升至400℃时,干热岩孔隙度增大0.86%,接近常温状态下2.4倍,渗透率增大超140%,导热系数下降超过49%;随温度升高,干热岩塑性逐渐增强而抗压强度降低,超过300℃温度后,抗压强度呈“断崖式”下降,弹性模量较常温状态下降超过10%,泊松比基本呈线性下降;高温热应力促使干热岩内部孔隙结构发育,温度快速升高导致声发射事件不断向应力加载前期移动,断裂韧性逐渐减小,600℃温度时为常温下的22.4%。该结果为干热岩人工换热系统储层改造工程设计提供参考。     

共和盆地干热岩勘查与试验性开发科技攻坚战协调推进会在北京召开

1月15日,青海共和盆地干热岩勘查与试验性开发科技攻坚战协调推进会在北京召开,中国地质调查局、青海省自然资源厅、青海省海南藏族自治州人民政府、中石化、中科院地质研究院有关负责人及中国工程院院士汪集旸院士、曹耀峰院士等出席会议。     

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。      

青海干热岩显示及其勘查工作部署

化石燃料的不可再生性和对全球气候环境的潜在威胁,让人们的视线转移到地下热能。本文在阐述地热资源最主要的存在形式"干热岩"概念及其价值的基础上,从高原隆升对青海干热岩形成演化的影响角度,提出青海干热岩存在的可能性及其今后工作思想。     

山东省文登地区干热岩勘查获得重大发现

正由山东省第一地质矿产勘查院承担的"山东半岛蓝色经济区干热岩资源潜力调查评价"项目获得重大突破,在文登成功施工ZKCW01测温孔,于孔深1 240 m处测得孔内温度110℃,于终孔2 000.76 m深度处实测孔底温度为114.12℃,孔内发现了四段高地温梯度(5.3℃~18.59℃/100 m)的热岩段,预测4 000 m深处温度高达150℃-200℃,属于高温干热岩地热系统。利用实测地温梯度数据计算,该孔的大地热流值为92.86 mW/m2,是胶东地区目前测得的最高大地热流值,为胶东地区"冷壳     

从7000万到10个亿--沈阳市土地出让收益嬗变之秘

沈阳，国人注目的特大城市。 昔日，曾是国之娇子，新中国工业发展的脊梁。然而，在改革开放的大潮中这个老工业基地正面临着更新改造的严峻挑战。去年，又出现了震惊全国的慕．马大案，原沈阳市市长慕绥新．常务副市长马向东因巨额经济犯罪一个被判死缓，一个被判死刑。在这个     

破译《周礼》测量经纬度和晋·裴秀测绘地形图之秘

《周礼》是儒家十三经中的重要典籍，据研究成书于战国晚期，其中所记载的事、物，多发生于春秋战国甚至西周。据史载，夏、商、周的大小邦国亦称方国。为什么称方国，难道是方的？我们在研究《周礼》时发现，方国的疆域是按经纬度数格子的。那么经纬度又是如何确定的？     

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。      

利津县陈庄地区干热岩地热资源存在可能性分析

干热岩温度一般大于150℃,埋深数千米,内部不存在流体或仅有少量地下流体的高温岩体。干热岩资源分布广泛,资源量巨大,干热岩的热能赋存于各种变质岩或结晶岩类岩体中,较常见的岩石有黑云母片麻岩、花岗岩、花岗闪长岩等。利津县已施工一眼干热岩勘探孔,资料表明,陈庄地区具有干热岩地热资源存在所需的大地构造、岩性及地温梯度,具备干热岩地热资源存在的可能性。     

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...     

文登地区浅部干热岩地热资源的赋存条件分析

文登地区的5处天然温泉,多分布于河套边沿,水源足,水质优,水温高,证明该地区存在多处地温梯度异常。分析认为该地温梯度异常与太平洋板块边沿俯冲带、苏鲁超高压变质带放射性元素生热异常、深大断裂带的导热作用有关。根据各种岩性的导热性分析,认为含石英岩脉的花岗岩、花岗片麻岩或片麻岩为有利于干热岩资源开发利用的最优目的层。建议在5处天然温泉区域内,利用物探、钻探等勘查手段相结合,查明深大断裂带,调查地温梯度异常区,寻找浅部干热岩地热资源赋存区。     

宁乡灰汤地热田干热岩资源埋藏深度探讨

湖南省已开发地热资源均为水热型,干热岩的勘查开发尚是空白。宁乡县灰汤温泉是湖南省现今仅有的两处高温温泉之一,热水温度最高达102℃,是省内最具有干热岩开发潜力的地热田。干热岩埋藏深度是评价其是否具有经济开发价值的重要指标,本文采用管道模型的方法,利用热田中心钻孔的测温资料计算地下热水的上涌流速;利用化学温标方法,计算热储温度值范围;用图解法求出灰汤地热田的热水循环深度为2.7~3.1 km,进而推算出灰汤地热田干热岩埋藏深度为3.13~3.49 km,具有较好的开发前景。