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资深专家团队告诉你:如何科学开采深层地热能

2020-03-30 13:57:07 地热能资讯   作者: 庞忠和 罗霁等  

近日,中国科学院地质与地球物理研究所研究员庞忠和等人撰写的《中国深层地热能开采的地质条件评价》(注:阅读原文请识别文末底部"二维码"或点击左下角“阅读原文”),获得业内的广泛关注。本文基于地热地质学原理,结合岩石力学等相关学科的理论,提出一种对深层地热能开采条件进行评价的指标体系,对各单一指标采用专家打分的方法赋值,继而采用模糊数学定量计算和评估深层地热能资源开发的难易程度。

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文章指出,该方法考虑了深层地热能开发利用中的增强地热系统(EGS)的环境安全问题,即传统的“刚性造储”可能带来的诱发地震等不利于地热能行业健康发展的因素,倡导“柔性造储”和广义EGS理念,强调储层 属性和地物理场的整合,针对我国地热能分布与构造活动关系密切、地壳总体上活动性强、地应力高、地震频 发等构造型地热特点,是对以往评价方法的补充和拓展。基于新的评估方法,利用现有的深部地热研究及勘探成果,评估了中国大陆地区九个区域深层地热能开发的难易程度,评价区包括西藏南北地堑系、云南西部火山型地热区、青海东部共和盆地以及东北、华北等。

由于历史渊源,“干热岩”这个词常被人们用来代表深层地热能。事实上,40年来的实践表明,这两个说法涵义差别比较大。特别需要强调的是,勘探深层地热能与寻找干热岩不可同日而语,否则是不全面的。国家能源局发布的国家能源行业地热能标准 NB/T10097—2018《地热能术语》中把干热岩定义为:一种不含或者仅含少量流体、温度高于180 ℃,其热能在当前技术经济条件下可以利用的岩体。

文章指出,上述定义的积极意义在于,在有限定的前提下确认了这个术语的具体内涵,承认这种类型地热能的存在,同时限定了其涵盖范围,即要求温度在180℃以 上,与美国的标准(175~200℃)相当,也符合中国的地热地质条件。显然,按照这个定义,干热岩只是深层地热能中的一部分,而不是全部。

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文章指出,根据中国大陆地区地热测量所获得的钻井温度、 大地热流分布及中国大陆地区深部温度场,并结合新生代火山、温泉温度及其分布以及现有地热勘探成果,并借鉴国外深层地热能勘探靶区选择的原则,初步对我国若干地区深层地热能开采条件进行评价,分别为东北长白山地区、松辽盆地、华北汾渭地堑、东南沿海广东阳江盆地、西藏南北地堑系、青海共和盆地、 海南雷琼火山区、滇西火山区和华北中东部区。

文章写到,京津冀地区位于华北平原北部,为新生界断陷盆地。京津冀地区地温场分布显示:相对高温区与基岩隆起区一致,如牛驼镇—容城凸起区、大城—献县凸起区,3000m 深处温度为105~150 ℃;相对低温区与凹陷区相对应,如廊固凹陷区、武清—霸州凹陷区、沧东—岐口凹陷区,3000m 深处温度为80~100℃;牛驼镇凸起区为地温高异常区, 最高温度超过150℃。

文章梳理了深层地热能开发的地质条件问题,提出了一个用八大要素加以表征的方案,在此基础 上,基于专家知识对各个要素进行赋值,继而应用模糊数学综合分析方法,计算得出综合评分,以此作为深层地热能开采的难易程度的判断依据。采用该新方法对中国大陆地区典型区域的深层地热能进行了开采条件评估,初步看来结果是合理的,验证了方法的可行性,也可作为下一步勘查开发的参考。

近年来,国际地热界正在对深层地热能资源分类和评价进行规范化。未来会建立对深层地热能潜力及其开采条件统一的评价方法,以利于深层地热 能勘查和EGS技术的进步。中国地热能10多年来的开发利用实践表明,地热能无疑是前景可期的清洁能源,必将在国家能源 结构调整和生态文明建设中发挥重要作用。深层地热能的开发潜力毋庸置疑,从聚焦“干热岩”技术研发,到着眼于整体的“深层地热能”开发利用已经是大势所趋。




责任编辑: 李颖

标签: 深层地热能 地热能勘探 “干热岩”

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