为什么说干热岩才是地热能的未来?

2017-08-01 22:47:59 admin 67

干热岩作为一种地热资源,在目前节能减排和新一轮的能源结构调整中,对于干热岩地热资源的开发极有可能成为“黑马”,发挥意想不到的作用。

目前,国外已经进行了二三十年的研究,所以结合国际上已有的研究内容系统性来讲,希望有所借鉴吧。

最早对干热岩进行研究的国家是美国。

  • 1974年, 美国洛斯·阿拉莫斯国家实验室在美国新墨西哥州的芬顿山钻了第一眼深井, 拉开了干热岩研究的序幕。


  • 1987年, 法、德、英三国共同参与在法国的苏尔士地区开展了规模较大的干热岩生产实验研究,使干热岩资源开发技术逐步趋于成熟,该工程目前仍在运行。

  • 90年代,干热岩技术已进入了实际应用阶段,日本科学家取得了比较好的成绩。1996年, 肘折地区已开始发电运行。

另外,世界上许多其他国家,如澳大利亚、新西兰、瑞士、俄罗斯等,也在90年代开始了干热岩的预研究与开发的技术准备工作。


美国对干热岩的研究

定义:美国科学家根据芬顿山的干热岩研究工作认为干热岩是埋藏于距地面2-3km以下、无裂隙、无流体、自然温度达于200℃的岩体。

美国芬登山项目研究与开发经历了两个主要阶段,分别针对深度为2800m和3500m两个独立的干热岩储层。

  • 最深钻孔达4500 m ,岩体温度为330℃,热交换系统深度为3600 m,发电量由最初的3MW 到最后的10MW。

  • 第一段: 2.7-2.9 km: 180-200°C

  • 第二段: 3.5-4.2 km: 240-310°C

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▼政策支持▼


美国能源部推出了一项“地热技术和发展行动计划”(GTP),用于推动地热能的勘探和开发。仅在2008年,美国能源部就为地热能开发筹集了3.68亿美元的资金。在庞大的GTP计划中包含数十个技术项目,其中,又以“增强地热系统(EGS)”是最为主要的发展目标。

纽贝里火山EGS的开发

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  • 第一阶段(2010-2011)

    数据分析

    低压注水试验,成像测井(BHTV),压力温度

    水文测试

    水力增产措施规划和模拟

    公共宣传活动

    诱发地震计划

    环境许可证

  • 第二阶段(2012-2013)

    地震传感器安装

    NWG 55-29水力增产措施

    生产井开发测试

  • 第三阶段(2014)

    大规模发电

日本对干热岩的研究

定义:日本科学家根据肘折地区的干热岩研究工作认为只要岩体的温度达到200℃,埋藏深度合理,内含流体不是太多(或者没有)能用干热岩技术来提取岩体中的热量,就把这种岩体称为干热岩。

  • 1990 年,在日本的肘折地区进行了干热岩试验,称为“肘折工程”,目的是研究适合于干热岩发电的关键技术。

  • 先后钻探了HDR-1, HDR-2, HDR-3等生产井,井间距为50-130 m。

  • 在1991年进行了一个注入井与3个生产井的综合地下水循环实验,在90天循环实验中,生产水温度为150-190℃。流体回收率为78%。

  • 利用双工质循环发电130 kW 。

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法国对干热岩的研究

定义:欧洲一些科学家根据法国干热岩研究认为,埋藏于地面1km以下,温度大于200℃的岩体就可称为干热岩。条件无需过于严格。

1986 年法国、德国在苏尔士开展岩体热能利用项目。


  • 第一阶段(1987~1992年)钻了两个2000m的浅井,对花岗岩上部进行了测试。

  • 第二阶段(1992~1999年),对深度3-3.5km温度达到160 ℃的双井热储系统继续了激发。

  • 第三阶段(1999~2009年)对深度4—4.5km温度达到200 ℃的三井热储系统继续了激发。

  • 第四阶段(2009~2008年)循环发电,评价了4-4.5km储层的长期性能。发电量达到1.5MW。

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▼法国苏尔茨地热田▼

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澳大利亚对干热岩的研究

  • 2003年,“地球动力”公司在南澳大利亚Cooper盆地的沙漠中,钻探出了2个深度达4500m的深孔。

  • 2008年,又完成了钻孔“Habanero-3”并进行钻孔流动试验。

  • 2009年1月,建成一座1000kW 的示范电站,专为建站地点的小镇供电。准备3年后再钻9眼深井,建成一座5万kW的干热岩发电站。

  • 到2016年支持大约1万MW的发电能力。

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