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中国第一个干热岩研究基地将落地青海?
地热能网 ( 地热+)   发布日期:2018-01-31    来源:地热能资讯微信公号  作者:快能帮
[摘要]:因此,本次青海省第十二届委员会第一次会议的九三学社政协青海提案建议青海应争取国家立项,设立中国第一个干热岩研究基地,并将其打造成高原特色产业,引导各方面资金进入,逐步聚集勘查、钻探、开发各环节,形成上下产业链条,立刻受到了地热能行业的关注。
      1月24日,中国人民政治协商会议青海省第十二届委员会第一次会议期间,九三学社青海省委在会上提案建议在青海设立中国第一个干热岩研究基地,以加快推进青海干热岩资源勘查开发。

      消息一出,干热岩这一新型能源在地热能行业再次受到了广泛的关注。

      什么是干热岩?

      干热岩,也叫增强型地热系统(EGS),或称工程型地热系统,是一种温度大于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。据中国工程院院士、国家地热中心指导委员会主任、中国地源热泵产业联盟名誉理事长曹耀峰在“海利丰·2017第九届中国国际地源热泵行业高层论坛”期间的分会场“陆特能源·第二届中国中深层地热能可持续开发专题研讨会”所做的《干热岩开发与利用》报告所述:干热岩是一种没有水或蒸汽(或是含少量水而不能流动),普遍埋藏于距地表3-10km的地层深处,温度介于180-650℃的高温岩体,蕴藏在其中的热能,就是干热岩地热能。

图一为曹耀峰院士在做干热岩主题报告

      我国的干热岩储存量十分丰富。据中国地调局数据显示,中国大陆3-10km干热岩资源总量数据为2.5×10^25J(折合标煤856万亿吨标煤)。总量是我国油气、煤炭总资源量的30倍。美国本土3-10km干热岩资源总量为1.67×10^25J(不含黄石公园),折合标煤572万亿吨。全球地热资源量约4900万亿吨标煤,中国约占全球资源量的六分之一。目前,我国已勘察出的干热岩资源主要位于松辽盆地、东南沿海、青海共和及贵德、四川康定等区域。

      干热岩用途和开采方法

      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,可广泛用于发电、供暖、强化石油开采等领域,如作为基本载荷,可作为调峰载荷,以适应季节和气候变化需求。

      干热岩因其特殊性,导致其开发技术成为了一个世界性难题,国际上通用的干热岩开发技术是增强型地热系统(EGS技术),该技术是为了开发具有经济价值的地热资源而创建的人工地热系统,作为干热岩地热资源开发的首选技术。

      增强型地热系统(EGS)-干热岩开发工程是指干热岩无水或少水,裂缝欠发育,需要人工创建热储进行开发,增强型地热系统(EGS)是开发干热岩资源的具体工程系统。其关键技术在于选区选址,优选项目建设靶区;系统设计,精准描述热储,设计运行参数;高效成井,形成循环采热的路径;压裂造储,人造高导流大面积热储;系统运行,运行与监测,稳定采热发电。

      落地青海的好处?

      目前,美、法、德、英、日、澳等国家目前已经建立了25个试验性质的EGS工程(欧洲15项,美国6项,澳大利亚2项,日本2项),累积发电能力约12MW。

      但我国对干热岩的研究和开发起步较晚。据曹耀峰院士的报告显示,我国干热岩地热能优势可简单概括为四点:一是资源丰富,3-10km内资源总量大;二是布广泛,板缘和板内地热域都有分布。青藏高原及周边、东部第二沉降带等地区资源尤为丰富;三是绿色无污染,可再生,用途广泛。利用干热岩地热能发电和梯级利用,不产生环境污染,地热能源可再生;四是可靠性强,利用系数高,能量输出稳定。

      2017年8月,我国在青海共和盆地3705米深处钻获236℃的高温干热岩体。这是我国首次钻获埋藏最浅、温度最高的干热岩体,实现了我国干热岩勘查的重大突破。

图二为开采出的干热岩岩心

      青海共和盆地干热岩勘查项目由中国地质调查局和青海省国土资源厅共同组织实施,历时近5年,在地热地质调查基础上,采用热红外遥感、高精度航磁测量、天然地震背景噪声层析成像技术、大地电磁测深、放射性γ能谱测量等综合技术手段,先后攻克了高温钻井和深孔高温高压测温等关键技术,成功实现了我国干热岩勘查的一系列重大突破。具体包括:

      一、在青海共和盆地成功施工5眼干热岩勘探孔,孔深在3000—3705米,井底温度达180—236℃,5眼勘探孔均钻获干热岩体。其中GR1干热岩勘探孔,孔深3705米,孔底温度达236℃,孔内3366米以下深度平均地温梯度为8.8℃/100米,根据国际标准,属高品质干热岩体。

      二、科研人员采用地球物理、地球化学、放射性调查等综合技术手段圈定了面积达3000平方千米的干热岩体分布区。采用体积法、比拟法等国际通用方法,理论上估算其远景资源量十分可观。

      三、通过该项目,初步建立了干热岩地热地质调查、地球物理勘查、地球化学勘查和钻探等综合勘查技术方法体系。并研发了具有自主知识产权的分布式光纤测温仪和干热岩地层钻孔GRY-1型测斜测温仪,首次实现了干热岩深孔测温突破。

      此外,研究提出了以青海共和盆地为代表的青藏高原东北缘干热岩地质成因模式,初步建立了不同尺度干热岩勘查开发选区评价指标体系及资源评价方法。

      青海省地处世界的第三极——青藏高原,新构造活动十分活跃,具有产生强烈水热活动的地质构造条件,地热资源丰富。目前,青海共和盆地恰卜恰进行了7口勘探井的施工,其中4口达到干热岩标准;贵德盆地扎仓沟进行了4口勘探井的施工,其中2口达到干热岩标准;福建漳州进行了1口干热岩科探井的施工。

图三为多吉院士在现场查看干热岩岩心

      从干热岩地热资源区域分布看,青藏高原南部占我国大陆地区干热岩总资源量的20.5%,资源量巨大且温度较高。据青海省水文地质工程地质环境地质调查院相关项目负责人介绍,由该院实施的4眼干热岩勘探井控制的恰卜恰干热岩体东西长21.2千米、南北宽14.3千米,面积约303平方千米,评价结果表明,干热岩体资源总量为1640艾焦,折合标准煤560亿吨。此前,在青海省海南藏族自治州共和县也发现了干热岩资源。由此看来,与其他地区相比,青海省的干热岩开发利用,不仅埋藏浅,温度高,而且储量大,具有更为明显的开发优势。

      因此,本次青海省第十二届委员会第一次会议的九三学社政协青海提案建议青海应争取国家立项,设立中国第一个干热岩研究基地,并将其打造成高原特色产业,引导各方面资金进入,逐步聚集勘查、钻探、开发各环节,形成上下产业链条,立刻受到了地热能行业的关注。

      当然,我国的首个干热岩研究基地最终落地何处?现在尚未定论。我们将持续关注。同时也欢迎读者关注我们的微信公众号:地热能资讯。

      (注:文中图一来自海利丰·2017第九届中国国际地源热泵行业高层论坛,图二、三来自中国地质调查局)

参考资料:

1、“海利丰·2017第九届中国国际地源热泵行业高层论坛”,曹耀峰,《干热岩开发与利用》

2、我国首次钻获埋藏最浅、温度最高的干热岩体,《科技日报》

 
 
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