开采干热岩有哪些难点,中国能利用干热岩么?

2024-05-14

1. 开采干热岩有哪些难点,中国能利用干热岩么?

今年对于能源领域,真是一个不安宁的一年。一会儿可燃冰大热,说是将来可以取代石油的清洁能源,一会又说发现了干热岩,媲美17万亿吨煤,国家也来凑热闹,各国都放言二三十年内,燃油车将被电车取代,诸如此类……其实这些资源的勘探固然取得了很大的进步,但事实是仍未取得突破性进展,要达到商业化应用,也远达不到新闻媒体标题的“吹捧”。
什么是干热岩资源
干热岩,说白了也是传统地热能的一种,只不过换了个说法,让大家感觉耳目一新。地热能大部分是来自地球深处的可再生性热能,它起于地球的熔融岩浆和放射性物质的衰变,按照其储存形式,地热资源可分为蒸汽型、热水型、地压型、干热岩型和熔岩型5大类。干热岩则是一般温度大于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。
开发干热岩资源的原理是从地表往干热岩中打一眼井(注入井),封闭井孔后向井中高压注入温度较低的水,然后加压,将储层岩石压裂,同时在注水井周围部署采出井,通过注入冷水,采出热水,将热量带出。带出来的热量可以用于发电(最主要的方式)或其他循环利用。
今年在青海钻获的干热岩资源具有埋藏浅、温度高、分布范围广的特点,填补了我国一直没有勘查发现干热岩资源的空白。从干热岩地热资源区域分布看,青藏高原南部约占我国大陆地区干热岩总资源量的1/5。
开采干热岩的难点
要开发干热岩资源需要人工热储压裂等多种关键技术的支持,因此干热岩资源距离开发还有较长的路要走。比如,开发干热岩地热资源需要深井钻探,钻打高温岩体钻头的耐热度需要达到350℃。另外,在实际工作中需要应用防斜钻井技术,这将增加开发过程中的难度和生产费用。目前,我国在钻井、压裂、微地震监测、数值模拟等方面的技术虽然有了较大提升,但在建立干热岩开发利用技术体系方面还面临很多瓶颈,如高温科学钻探技术、大面积人工热储压裂技术、人工热储裂隙跟踪技术等关键技术研究还需要进一步加大力度。
干热岩的开发利用,需要借助大量水的循环,每次提取地热资源时,都要给地下岩石水库注水,在循环过程中还要对流失的水不断补充。因此,充足的水源供应是开发利用热干岩的一项重要条件。当然,目前也有专家正在研究用超临界的二氧化碳作为循环液。这种方法可以避免水溶液注入可能产生的一系列问题,同时实现二氧化碳的资源化。不过,这项研究才刚刚起步,仍有不少技术难题有待解决。
其实,从1904年意大利托斯卡纳的拉德瑞罗第一次用地热驱动0.75马力的小发电机投入运转,并建造了第一座500千瓦的小型地热电站算起,地热发电至今已有超过百年的历史了。如今,新西兰、菲律宾、美国、日本等国都先后投入到地热发电的大潮中。其中,美国地热发电的装机容量居世界首位。进行干热岩发电研究的还有英国、法国、德国和俄罗斯,但迄今尚无大规模应用。
与国外上世纪70年代开始开展干热岩勘查与开发利用相比,我国对干热岩的开发利用相对较晚,因此实现大规模开发需要更多的投入,才能达到或赶超国际先进水平。
应该说,干热岩是页岩气、煤层气、页岩油、太阳能热发电、地热能利用、海洋能发电等未来国家重点发展支持能源项目中的一个,虽然潜力巨大,但商业化进程依然缓慢。

开采干热岩有哪些难点,中国能利用干热岩么?

2. 什么是干热岩

干热岩(HDR),也称增强型地热系统(EGS),或称工程型地热系统,是一般温度大于200℃,埋深数千米,内部不存在流体或仅有少量地下流体的高温岩体。这种岩体的成分可以变化很大, 绝大部分为中生代以来的中酸性侵入岩, 但也可以是中新生代的变质岩, 甚至是厚度巨大的块状沉积岩。干热岩主要被用来提取其内部的热量, 因此其主要的工业指标是岩体内部的温度。

中国首次发现大规模可利用干热岩资源于青海省共和盆地。青藏高原南部约占我国大陆地区干热岩总资源量的1/5。
2019年在山东省日照市和威海市的部分区域发现干热岩富存区,资源量总计相当于188亿吨标准煤。

3. 干热岩是什么?

干热岩是一种存在于地下深处的炽热的岩石,由于这种热岩层里既没有水又没有蒸汽,所以被叫做干热岩。
干热岩到处都有。地壳中蕴藏着巨大的热能,这些热能大多数都储存在干热岩里面。据计算,一块160立方公里那么大的干热岩,温度从290摄氏度下降到200摄氏度,释放出来的热能就相当于美国1970年全年消耗的能源。

干热岩是什么?

4. 干热岩的用途?

 一.地热能的一种——干热岩型地热能。干热岩型地热能遍布广泛。干热岩是指地表以下2000米至6000米的岩石层,干热岩的温度一般在70度至200度之间,干热岩中的温度一般是用水将它提上来。然后用于发电、采暖等。        二.干热岩型地热能取暖的原理比较简单,根据地质情况打出两口深约2000米左右的井,两井相距200米至600米。将两井连通。用高压注水泵向一井内注水,水通过干热岩层,将干热岩中的热量吸收后,从另一口井中喷出,进入换热器进行热量交换,换热后的温水再回到注水井中。这样就好像把一个锅炉放在2000米的地下,水在这个系统中不停的循环就达到了取暖的目的。        三.干热岩型地热能发电比较复杂,因为发电要求热水或者蒸汽的温度高,也就是钻井相对要深,技术要求要高,投资要大。并且发电设备也是一项很大的投资。所以干热岩发电项目一般为政府投资行为。        四.干热岩采暖与干热岩发电相比较:          1.采暖温度为50度或80度,暖气片方式供暖的,供水温度达到80度。低温辐射地板采暖方式供暖的,供水温度达到50度。这样钻井深度大大低于发电要求钻井深度。          2. 冷水在井底变热后可能最终会使岩石温度降低,因此一处热岩发电站也许只能工作20年左右。但在关闭几十年后,地心的炽热岩浆会重新加热这些花岗岩,那时这些热岩就又能重新发电。但采暖就不存在这个问题,因为我们北方一年的采暖期为四个月,其余八个月是停用的

5. 什么是干热岩?

干热岩(HDR),也称增强型地热系统(EGS),或称工程型地热系统,是一般温度大于200℃,埋深数千米,内部不存在流体或仅有少量地下流体的高温岩体。这种岩体的成分可以变化很大, 绝大部分为中生代以来的中酸性侵入岩, 但也可以是中新生代的变质岩, 甚至是厚度巨大的块状沉积岩。干热岩主要被用来提取其内部的热量, 因此其主要的工业指标是岩体内部的温度。

中国首次发现大规模可利用干热岩资源于青海省共和盆地。青藏高原南部约占我国大陆地区干热岩总资源量的1/5。
2019年在山东省日照市和威海市的部分区域发现干热岩富存区,资源量总计相当于188亿吨标准煤。

什么是干热岩?

6. 什么是干热岩?

在英国西南部康沃尔郡一个叫鲁斯曼诺斯的地方,科学家和工程师们开展一项规模很大的研究工作,目的是把埋藏在地下深处的干热岩中的热能开发出来加以利用。干热岩是一种存在于地下深处的炽热的岩石,由于这种热岩层里既没有水又没有蒸汽,所以被叫做干热岩。