干热岩成因及勘查

干热岩地热资源热源机制研究现状及其对成因机制研究的启示摘要：干热岩作为一种清洁可再生能源，具有巨大的开发利用价值。

大力发展干热岩可以帮助中国实现“二氧化碳排放峰值”和“碳中和”的目标。

成因机制研究是干热岩地热资源高效开发利用的基础。

在干热岩地热资源的形成中，热源是首要的控制因素。

本文对世界干热岩典型示范点的地热地质背景和热源机制进行了全面梳理，并对干热岩常见的热源机制进行了分类总结。

在此基础上，分析了今后我国干热岩成因机制的研究方向。

结果表明，花岗岩的放射性生热、附加岩浆热和深部地幔热是干热岩的常见热源，其中附加岩浆热源按成因可进一步分为火山岩浆热源和构造岩浆热源。

本文认为，在今后干热岩成因机制的研究中，应高度重视热源的组成和各热源热量贡献的定量表征。

在此基础上，重点寻找浅层控热构造，建立干热岩地热资源“生热-控热”一体化定量模型。

此外，进一步完善地热热流数据也有助于进一步研究干热岩地热资源的成因机制。

关键词:干热岩；热源机制；热控结构；成因机制1世界典型干热岩试验场的热源机制1.1花岗岩的放射性热源地壳热流是指地壳岩石中放射性产热元素(铀、钍、钾)衰变产生的热量(王继芳，2015)。

由于酸性岩石中的生热元素一般比基性岩中的生热元素丰富(赵，1995)，地壳热流主要来源于上地壳花岗岩中放射性元素衰变产生的热量。

Artemieva等(2017)基于全球500多个花岗岩类岩石样品的生热率统计结果(图8)指出，全球花岗岩的平均生热率为2.05±1.07μW/m3，分布显示低生热率(< 1~2 μW/m3)主要位于加拿大地盾、坦桑尼亚克拉通和加拿大西部的岩浆弧花岗岩中。

波罗的海地盾、北美克拉通元古代地体、西非太古宙-元古代地体、撒哈拉中部和南非以中等生热率(2 ~ 3 μW/m3)为主，而中欧塔斯曼线沿线、北非(Syrt盆地)和澳大利亚中部以高放射性生热率(> 5 μW/m3)为主。

青海干热岩显示及其勘查工作部署◆吴国禄李小林(青海省环境地质勘查局，西宁810007)摘要：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。

关键词：地热资源；青海干热岩；勘查1前言人类生存和社会经济的发展离不开能源，作为现代社会能源的主要产品是煤、石油和天然气等化石燃料。

但其不可再生性和对全球气候环境的潜在威胁，需要我们寻找低碳、可再生、经济的替代能源，地热资源就是其中之一。

地热资源中函括浅层地温能，含水、气温泉、干热岩等。

本文主要讨论地热资源的主要存在形式——干热岩及其勘查工作思想。

2干热岩概念及其开发利用现状2．1干热岩概念。

、干热岩是指地层深处普遍存在的没有水或蒸气的、致密的热岩体，是最主要的地热资源存在形式。

据资料：中国大陆3—10km深处干热岩资源总计为蓉7X1025J，相当于860万亿吨标准煤，若能采出其2％，即相当于中国2010年全国一次性能耗总量(32．5亿吨标煤)的5300倍。

因此，干热岩所蕴含的价值是无限的，采用水热交换应用于发电，可大幅降低温室效应和酸雨对环境的影响。

可见，勘查开发利用地热资源，对保障国家经济社会的可持续发52青海国土经略1／2014展具有重要战略意义。

2．2国内外干热岩开发利用现状最早证实可以利用地热能发电的是意大利人，从地下高温岩体中提取热能的实验研究已经在很多地热田中进行过，最早始于上世纪七十年代的美国。

随后，英国、法国、日本等国家也相继展开了干热岩勘探和开发利用研究工作，并形成了相当规模的发电装机容量和一系列的水裂压裂技术和微震监测技术研究，获取了较大的干热岩热能。

中国一直关注国际上干热岩研究工作的进展，虽然对这一资源的勘查开发利用尚未进行系统钻探试验，但已有的石油、天然气钻探和部分省、市、自治区地热勘查工作，预示着我国干热岩的存在和开发利用前景广阔。

干热岩成因及勘查胡经国一、干热岩成因概说页岩气闻名遐迩，大家都了解。

但是对于干热岩，绝大多数人可能还是第一次听说。

不过，其成因却不难理解。

地球的各种神奇常常超出我们的想象，只因为它就在我们脚下，导致我们并没有过多地意识到。

地球内核温度高达4000℃左右；而一些别的研究显示，内核某些地方的温度甚至高达5400℃。

这也许您觉得这个温度不算什么。

不过，人们知道，太阳的表面温度也才5000多摄氏度而已。

并非只有地心拥有很高的温度，其外层温度也不低。

地球内部的温度，从内到外依次降低；而地幔依据深度的不同，其温度也大约在2700～1200℃之间。

地球内部的热量会向地球表面传递。

于是，钻的井孔越深，孔底的温度就越高，这就是地温梯度——每深1千米的地球温度（地温）增加值。

地壳的平均地温梯度为每千米25℃；也就是说，平均起来，钻探的深度每增加1千米就增加25℃。

25℃看起来很小，但是它只是平均值；很多地方的温度变化远大于25℃，这就是地温梯度异常。

比如说，在中国青海共和盆地钻井钻到3705米时，干热岩温度就上升到236℃了。

干热岩主要是由于地球深处的辐射和固化岩浆的作用，而在地壳中形成和蕴藏的一种不存在水或蒸汽的高温岩体。

干热岩的热能赋存于岩石中。

其中，比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（Tenzer，2001）。

一般干热岩上覆盖有沉积岩或土层等隔热层。

二、干热岩成因类型根据地壳结构和成因机制，中国干热岩资源主要可分为以下4大成因类型，即：高放射性产热型、近代火山型、沉积盆地型及强烈构造活动带型。

干热岩各种成因类型的成因机制不同。

1、高放射性产热型类似于法国Soultz地区及澳大利亚Cooper盆地等高放射性花岗岩体，以及在中国东南沿海地区地表及地壳浅部发育的许多大型中生代酸性花岗岩类岩体。

该类岩体具有较高的放射性产热特征。

在壳源产热和幔源产热均理想的情况下，大地热流值可超过100μW/m2。

关于干热岩一、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。

二、干热岩资源的成因类型根据地壳结构和成因机制，中国干热岩资源主要可分为高放射性产热型、近代火山型、沉积盆地型及强烈构造活动带型。

1、高放射性产热型干热岩资源：类似于法国Soultz地区及澳大利亚Cooper盆地等高放射性花岗岩地区，中国东南沿海地区，地表及地壳浅部发育许多大型的中生代酸性花岗岩类岩体，该类岩体具有较高的放射性产热特征，在壳源产热和幔源产热均理想的情况下大地热流值可超过100 μW/m2。

在覆盖层理想的地方，可以获取理想的干热岩资源。

高放射性产热干热岩资源主要集中在中国东南沿海，如广东、福建、江西、海南以及广西部分地区，以燕山期大范围形成的酸性岩体为赋存体形成干热岩资源区。

2、沉积盆地型干热岩资源：沉积盆地型干热岩资源具有基岩覆盖层较大、表层地温梯度较大、增温稳定的特点。

深部热源向上传导到达覆盖层时，由于沉积覆盖层热导率小的特点，阻止了热量的散失。

本类干热岩资源虽然地表热流值并不太高，但由于热量在浅部的聚集，其底部基岩岩体温度可以达到150℃以上。

沉积盆地型干热岩资源主要分布在关中、咸阳、贵德、共和、东北等白垩系形成盆地的下部，由于沉积覆盖层具有较高的地温梯度，通常与水热型地热田共生。

3 、近代火山型干热岩资源：近代火山型干热岩资源和火山活动密切相关。

国际上很多知名的干热岩资源区均属于这种类型。

受底部未冷却岩浆的作用，地表具有明显的水热活动现象。

通常在较浅的地方就可以获得较高的温度。

近代火山型干热岩资源分布在中国腾冲、长白山、五大连池等地区。

干热岩1. 什么是干热岩干热岩是一种地热资源，指的是地下深部岩石中的高温岩体。

这些岩体通常位于地下几千米深处，温度可以达到200℃以上。

相比之下，传统地热资源主要来自于热液和蒸汽，而干热岩则不需要地下水的存在。

干热岩能量来源于地球内部的辐射热，属于一种无限可再生的资源。

2. 干热岩资源利用2.1 干热岩发电利用干热岩发电是目前对干热岩资源利用最主要的方式。

通过在地下钻探井中注水，注入高压高温的水使其与岩石发生热交换，形成蒸汽，然后利用蒸汽驱动涡轮发电机发电。

相比传统地热发电，干热岩发电具有更高的温度和压力条件，可以获得更高的发电效率。

2.2 干热岩热能利用除了发电，干热岩还可以直接利用其热能进行供暖、加热和工业过程。

通过在地表进行钻探，将高温岩体的热能输送到地表，再经过换热器进行热交换，将热能转移到需要加热的介质上，实现供热和加热的目的。

干热岩热能利用可以广泛应用于居民区、工业区和温室等场所，提供清洁、可持续的热能。

2.3 干热岩矿物资源利用干热岩中含有丰富的矿物资源，可以进行开采和利用。

例如，干热岩中的伴生物质，如铀、钍、稀土元素等，都具有重要的经济价值。

此外，干热岩中的岩盐、花岗岩等也可以用于建材、化工等领域。

3. 干热岩资源开发与环境影响干热岩资源开发对环境有一定的影响。

首先，干热岩资源的开采需要进行地下钻探和水力压裂等工作，可能会引起地震活动。

其次，注入的水和地下岩石的接触可能会导致岩石中的矿物质释放，对地下水质产生影响。

此外，干热岩资源开发需要大量的用水，可能会对水资源造成一定的压力。

为了减少环境影响，干热岩资源开发需要采取合适的技术和措施。

例如，使用先进的地震监测设备进行地震监测，控制地震活动的范围和强度。

此外，注水前需要对地下岩石进行充分的矿物学研究，了解矿物质释放的情况，并采取防护措施。

同时，可以推广水资源的节约利用和回收利用，减少对水资源的压力。

4. 干热岩资源的前景干热岩资源作为一种清洁、可持续的能源资源，具有广阔的发展前景。

干热岩勘查的有关技术问题1.国内外对干热岩勘查开发利用研究现状干热岩( HDR- Hot Dry Rock) 是指埋深超过2000 m、温度超过150 的地下高温岩体, 其特点是岩体中很少有地下流体存在。

目前, 人们对干热岩的开发利用, 主要是发电。

美国、法国、德国、日本、意大利和英国等科技发达国家已经掌握了干热岩发电的基本原理和基本技术。

干热岩发电的基本原理是: 通过深井将高压水注入地下2000~ 6000 m的岩层, 使其渗透进入岩层的缝隙并吸收地热能量; 再通过另一个专用深井( 相距约200 ~ 600 m 左右) 将岩石裂隙中的高温水、汽提取到地面; 取出的水、汽温度可达150~ 200, 通过热交换及地面循环装置用于发电; 冷却后的水再次通过高压泵注入地下热交换系统循环使用。

整个过程都是在一个封闭的系统内进行。

见图干热岩地热发电系统美国利用地下干热岩体发电的设想, 是美国人莫顿和史密斯于1970年提出的。

迄今在干热岩发电技术方面迈出最大一步的试验是美国洛斯阿拉莫斯国家实验室和能源部在新墨西哥州芬顿山进行的试验。

该试验始于1973年, 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。

试验地选在火山地区, 干热岩体为花岗闪长岩, 每平方米的地热流值是地球表面平均地热流值的3倍, 达250mW。

2001年, 美国能源部终止了在芬顿山的干热岩试验项目, 开始了名为增强型地热系统!计划。

增强型地热系统( EGS- Enhanced GeothermalSystem s) 是指在干热岩技术基础上提出来的。

美国能源部的定义是采用人工形成地热储层的方法, 从低渗透性岩体中经济地采出相当数量深层热能的人工地热系统。

日本从1985年开始, 日本新能源与工业技术开发组织( NEDO)在H ijiori实验站开始了对干热岩发电的钻探、水压人工裂石、裂隙构图、人工热储水库等关键技术的研究。

干热岩1、干热岩：是指地层深处（深埋超过2000m）普遍存在的没有水或蒸汽的、致密不渗透的热岩体，主要是各种变质岩或结晶岩体，赋存状态有蒸汽型、热水型、地压型、岩浆型的地热资源。

较常见的干热岩有黑云母片麻岩、花岗岩、花岗闪长岩等。

干热岩型地热资源是专指埋藏较深，温度较高，有开发经济价值的热岩体。

2、地热梯度：又称“地热梯度”、地热增温率。

指地球不受大气温度影响的地层温度随深度增加的增长率。

表示地球内部温度不均匀分布程度的参数。

一般埋深越深处的温度值越高，以每百米垂直深度上增加的℃数表示。

不同地点地温梯度值不同，通常为(1—3)℃/百米，火山活动区较高。

在实际工作中，通常用每深100米或1千米的温度增加值来表示地热梯度；在地热异常区，也常用每深10米或1米的温度增加值来表示地热梯度。

地壳的近似平均地热梯度是每千米25℃，大于这个数字就叫做地热梯度异常。

近地表处的地热梯度则因地而异，其大小与所在地区的大地热流量成正比，与热流所经岩体的热导率成反比。

因此，地热梯度的区域性变化可能来源于热流量的变化，也可能来源于近地表岩体的热导率的变化。

而在整个地球内部，地温梯度随深度的增加逐渐降低。

地热梯度的方向一般指向温度增加的方向，称正梯度。

如果温度向下即随深度的增加反而降低时，称负梯度。

热田钻孔穿透热储层后，常出现负梯度。

3、地热增温陡度(geothermal degree)，又称地热增温级(geothermaldegree)：地热梯度的倒数，其物理意义可以理解为温度相差1℃时两个等温面之间的距离。

4、干热岩的最佳选址问题：由于在地温梯度和热流量值较高的地方最有利于干热岩的开发利用，从宏观的大地构造角度来考虑，应选择板块碰撞地带：包块海洋板块和大陆板块的碰撞带，大陆内部，大陆和大陆板块之间的碰撞带以及大陆内部的断陷盆地地区。

5、干热岩资源开发系统的设计与运行关键技术参数包括系统的出力（设计年限内允许提取的地热资源量）和寿命（可提取资源量的枯竭期限）、注水井与生产井的井口压力、注水流量、生产井的温度等。

干热岩科普近日，《中国国土资源报》一则有关《我国第一口干热岩科学钻探深井开钻》的新闻引起了人们的广泛关注。

5月21日，由中国地质调查局组织实施的我国首个干热岩科学钻探深井，在福建省漳州龙海市东泗乡清泉林场开钻，钻探深度将达4000米，这标志着我国干热岩勘查开发进入实践探索阶段。

据悉，实施干热岩科学钻探，在我国尚属首次。

那究竟什么是干热岩？干热岩有什么用途？本期，小编给您简略介绍一些有关干热岩的知识。

一、干热岩的定义和特点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，埋藏于距地表2～6公里的深处，其温度范围很广，在150～350℃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、花岗闪长岩等。

一般干热岩上覆盖有沉积岩等隔热层。

图一地球内部推测温度分布曲线干热岩是一种地热资源。

在学术界，干热岩有时被称为“热干岩”，其英文名称为“Hot Dry Rock”。

干热岩的分布几乎遍及全球，用一些科学家的话说，它是无处不在的资源。

从理论上说，随着地球向深部的地热增温，任何地区达到一定深度都可以开发出干热岩，因此干热岩又被称为是无处不在的资源。

但就现阶段来看，由于技术和手段等限制，干热岩资源专指埋深较浅、温度较高、有开发经济价值的热岩体。

目前干热岩开发利用潜力最大的地方，是新火山活动区，或地壳已经变薄的地区，这些地区主要位于全球板块或构造地体的边缘。

二、干热岩的用途1、干热岩可用于发电目前，人们对干热岩的开发利用，主要是发电。

利用干热岩发电技术可大幅降低温室效应和酸雨对环境的影响，且不受季节、气候制约。

而且将来利用干热岩发电的成本仅为风力发电的一半，只有太阳能发电的十分之一。

干热岩发电的基本原理是：通过深井将高压水注入地下2000～6000米的岩层，使其渗透进入岩层人工压裂造出的缝隙并吸收地热能量；再通过另一个专用深井（相距约200～600米左右）将岩石裂隙中的高温水、汽提取到地面；取出的水、汽温度可达150～200℃，通过热交换及地面循环装置用于发电；冷却后的水再次通过高压泵注入地下热交换系统循环使用。

地下天然---干热岩文童海奎朱进守世人都明白一个自然规律：越往地球深部，温度越高。

干热岩是指埋藏于地下深处，通常温 度大于1801，不含或含少量流体高温岩体。

通俗 点说，就是地下“发烧”的岩石。

它被认为是极具 战略潜力的替代清洁能源，欧美等发达国家已经 开展了40多年的研究，目前国际社会对干热岩的 勘查开发尚处于探索阶段。

干热岩的用途目前，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，曰本2项），累积发电能力 约12兆瓦。

但是，我国对干热岩的研究和开发起 步较晚。

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 曹耀峰的研究报告显示，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 ~ 10千米内 资源总量大；二是分布广泛，陆地边缘和大陆内 部都有分布，青藏高原及周边、东部等地区资源 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。

对于干热岩的利用，实际上就是利用高热量的水或蒸汽中的能量。

遵循地热梯级利用原则，根据热水或蒸汽的不同温度逐级利用，更能 达到充分、高效的目的。

200~4001的蒸汽直接用于发电及综合利用;150-2001的蒸汽用于双 循环发电，制冷，工业干燥，工业热加工等；10018 I IEARTH特别策划I地球〜150尤的蒸汽用于双循环发电，供暖，制冷，工业干燥，脱水加工，回收盐类，罐头食品等；50〜100尤的热水用于供暖，温室，家庭用热水，工业干燥;20〜501的热水用于沐浴，水产养殖，牲畜饲养，土壤加温，脱水加工等。

中国地质调查局水文地质环境专家认为，“钻孔深度达到2000米以上，岩体温度普遍高，增温梯度异常明显，每加深100米，最高可增加 7尤，根据增温速率测算，估计钻探到地下4000米左右，温度可以达到260尤，可以直接用来示范 蒸汽发电，共和盆地干热岩研究示范应用前景非 常广阔。

基本信息中文名：干热岩英文名：HDR别称：增强型地热系统类别：新兴地热能源开发方式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, 产生了非常高的压力。

在岩体致密无裂隙的情况下, 高压水会使岩体大致垂直最小地应力的方向产生许多裂缝。

若岩体中本来就有少量天然节理, 这些高压水使之扩充成更大的裂缝。

当然, 这些裂缝的方向要受地应力系统的影响。

随着低温水的不断注入, 裂缝不断增加、扩大, 并相互连通, 最终形成一个大致呈面状的人工干热岩热储构造。

在距注入井合理的位置处钻几口井并贯通人工热储构造, 这些井用来回收高温水、汽, 称之为生产井。

注入的水沿着裂隙运动并与周边的岩石发生热交换, 产生了温度高达200-300℃的高温高压水或水汽混合物。

从贯通人工热储构造的生产井中提取高温蒸汽, 用于地热发电和综合利用。

利用之后的温水又通过注入井回灌到干热岩中, 从而达到循环利用的目的。

开发进程共和盆地位于青藏高原腹地，这次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。

据青海省水文地质工程地质环境地质调查院专家介绍，在共和盆地钻获的干热岩致密不透水，1600米以下无地下水分布迹象，符合干热岩的特征条件。

该岩体在共和盆地底部广泛分布，钻孔控制干热岩面积达150平方公里以上，干热岩资源潜力巨大。

有关专家称，青藏高原在隆升过程中形成了一系列地热资源，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，资源量巨大。

"干热岩发电技术可大幅降低温室效应和酸雨对环境的影响，且不受季节、气候制约，"青海省水文地质工程地质勘查院院长严维德说，"利用干热岩发电的成本仅为风力发电的一半，只有太阳能发电的十分之一。

"我国资源青海地勘人员在共和盆地成功钻获温度高达153从干热岩地热资源区域分布上看，青藏高原南部占中国大陆地区干热岩总资源量的20.5%，温度亦最高；其次是华北（含鄂尔多斯盆地东南缘的汾渭地堑）和东南沿海中生代岩浆活动区（浙江—福建—广东），分别占总资源量的8.6%和8.2%；东北（松辽盆地）占5.2%；云南西部干热岩温度较高，但面积有限，占总资源量的3.8%基于现有地热测量数据，中国大陆地区3—10Km深度段干热岩地热资源总量（基数）为2.09×107EJ，低于中国地质调查局报道的资源基数（2.52×107EJ），相当于71.5×105亿t标准煤；即便按2%的可开采资源量计算，亦达4.2×105EJ,相当于14.3×103亿t标准煤，是中国大陆2010年能源消耗总量的4400倍。

干热岩勘查实施方案一、前言干热岩是一种热储层，具有丰富的地热资源，是未来清洁能源发展的重要组成部分。

为了有效开发利用干热岩资源，必须进行全面、准确的勘查工作，以制定科学的开发方案。

本文档旨在提供一份干热岩勘查实施方案，以指导相关工作的开展。

二、勘查目标1. 确定干热岩资源分布情况，包括地质构造、热储规模等；2. 评估干热岩资源的开发潜力，包括地热资源温度、地热梯度等；3. 确定干热岩资源的可行性，包括地热水质、地热水量等。

三、勘查内容1. 地质调查：通过地质勘探、地质调查等手段，确定干热岩资源的地质特征和分布规律；2. 地球物理勘查：采用地震勘探、地电勘探等手段，探测干热岩资源的地下分布情况和规模；3. 地球化学勘查：通过地热水、气体等样品的采集和分析，评估干热岩资源的地热水质和地热水量；4. 地热勘查：通过地温、地热梯度等参数的测定，评估干热岩资源的地热资源开发潜力。

四、勘查方法1. 综合地质勘查和地球物理勘查，确定干热岩资源的地质构造和分布规律；2. 采用地球化学勘查和地热勘查，评估干热岩资源的地热水质和地热资源开发潜力；3. 结合实地勘查和实验室分析，获取准确的数据，为干热岩资源的开发利用提供科学依据。

五、勘查技术1. 地质勘查技术：包括地质勘探、地质调查等技术手段；2. 地球物理勘查技术：包括地震勘探、地电勘探等技术手段；3. 地球化学勘查技术：包括地热水、气体等样品的采集和分析技术；4. 地热勘查技术：包括地温、地热梯度等参数的测定技术。

六、勘查成果1. 提供干热岩资源的地质特征和分布规律；2. 评估干热岩资源的地热资源开发潜力；3. 确定干热岩资源的地热水质和地热水量。

七、总结本文档提供了一份干热岩勘查实施方案，为干热岩资源的开发利用提供了科学依据。

在实际工作中，应根据具体情况，灵活运用各项勘查技术，全面、准确地开展勘查工作，以推动干热岩资源的可持续发展。

干热岩发电的地理原理干热岩发电是一种利用地壳深部的高温岩石来发电的新兴清洁能源技术。

它利用地球内部深部岩石的高温热能来驱动液体循环系统，将高温热能转化为机械能，再通过发电机转化为电能的过程。

干热岩发电的地理原理主要包括两个方面：地壳深部的高温岩石分布和热储层形成。

首先，干热岩发电需要地壳深部存在高温的岩石，这通常发生在地壳底部以及板块边界附近。

地球内部的高温热能主要来自两个方面：地球的内部热原和地球内部的地热生成。

地球的内部热源主要是地球自身的高温物质，如岩浆、热液等。

地热生成主要是地球内部的放射性元素的自然衰变产生的热能。

这些高温岩石通常存在于地下几千米到几十千米的深度，其温度可达200以上。

其次，热储层是干热岩发电的关键。

热储层是指富含高温岩石的地层或地带，能够存储并传导地壳深部的高温热能。

形成热储层主要与地壳构造和地质作用有关。

地壳构造包括岩石圈的运动和形变，如地震、火山喷发等。

地质作用包括地下水运动、热液活动等。

这些构造和作用可以使高温岩石从深部运移到浅部，并导致热液的循环和高温岩石的堆积。

通过地球物理勘探技术和岩石学、地质学的研究，可以确定地壳深部的高温热能存储和分布情况。

在开发干热岩发电项目时，需要根据地质勘探和评价的结果确定热储层的位置、温度和厚度等参数。

一般而言，选址应具备较大的温度梯度、厚度适中的高温岩石覆盖层和较好的水文地质条件。

开采干热岩发电时，首先需要对热储层进行水力压力调查，确定热储层的含水性和含能性。

然后，在热储层中钻井，通过注入水或其他工质来引入地下水热循环，将高温热能带到地表。

在地表上建设蒸汽发电厂，将液态的高温热水转化为蒸汽，进而驱动涡轮机产生机械能，最终再通过发电机将机械能转化为电能。

总之，干热岩发电的地理原理是基于地壳深部的高温岩石分布和热储层形成。

通过利用地球内部的高温热能来发电，干热岩发电成为一种可持续、清洁且具有巨大开发潜力的能源技术。

关于干热岩一、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。

二、干热岩资源的成因类型根据地壳结构和成因机制，中国干热岩资源主要可分为高放射性产热型、近代火山型、沉积盆地型及强烈构造活动带型。

1、高放射性产热型干热岩资源：类似于法国Soultz地区及澳大利亚Cooper盆地等高放射性花岗岩地区，中国东南沿海地区，地表及地壳浅部发育许多大型的中生代酸性花岗岩类岩体，该类岩体具有较高的放射性产热特征，在壳源产热和幔源产热均理想的情况下大地热流值可超过100μW/m2。

在覆盖层理想的地方，可以获取理想的干热岩资源。

高放射性产热干热岩资源主要集中在中国东南沿海，如广东、福建、江西、海南以及广西部分地区，以燕山期大范围形成的酸性岩体为赋存体形成干热岩资源区。

2、沉积盆地型干热岩资源：沉积盆地型干热岩资源具有基岩覆盖层较大、表层地温梯度较大、增温稳定的特点。

深部热源向上传导到达覆盖层时，由于沉积覆盖层热导率小的特点，阻止了热量的散失。

本类干热岩资源虽然地表热流值并不太高，但由于热量在浅部的聚集，其底部基岩岩体温度可以达到150℃以上。

沉积盆地型干热岩资源主要分布在关中、咸阳、贵德、共和、东北等白垩系形成盆地的下部，由于沉积覆盖层具有较高的地温梯度，通常与水热型地热田共生。

3、近代火山型干热岩资源：近代火山型干热岩资源和火山活动密切相关。

国际上很多知名的干热岩资源区均属于这种类型。

受底部未冷却岩浆的作用，地表具有明显的水热活动现象。

通常在较浅的地方就可以获得较高的温度。

近代火山型干热岩资源分布在中国腾冲、长白山、五大连池等地区。

资源与环境化 工 设 计 通 讯Resources and EnvironmentChemical Engineering Design Communications·157·第46卷第10期2020年10月地热资源是一种清洁可再生的能源，具有利用率高、稳定、安全、运行成本低等众多应用特点。

根据其成因、产出条件可以分为干热岩型地热资源、水热型地热资源以及浅层低温能型地热资源。

干热岩是埋深在地下温度150℃，超过2km ，没有水或是含有少量水，致密不渗透的高温岩体，在地壳3~10km 干热岩所蕴含的热能等用于100亿夸特，相当于全世界范围内所有的天然气、煤炭、石油所蕴含能量的30倍，对于其的勘查、开发技术的使用十分重要。

1 干热岩勘查开发现状我国对地热与温泉的开发利用历史已经有5 000多年了，我国自二十世纪五十年代开始，就已经在全国各地先后建设温泉疗养院，后来1 000m 浅层地热开发利用得到了快速的发展，九十年代，地热资源开始获得更加迅速的发展。

对于干热岩进行开发利用的第一步就是进行勘查，首先需要确定干热岩资源的具体地理位置，然后开始进行大规模钻井，并进一步的核实资源，然后使用石油开发工艺技术开采资源，而地层渗透性不足则需要借助水力压力。

最后，监测利用干热岩资源所提取出的热能过程[1]。

1.1 钻井技术在进行开发过程中，要使用许多的生产井，注入井为直井，而开发井也会是定向井的形式。

由于压裂能力存在制约，所以注入井和开发井之间不能超过900m 的距离。

由于地层具有非常高的温度，所以，在开展空气钻井、泡沫钻井时，使用到的测井设备、动力钻具以及导向工具等相关设备需要具有良好的抗高温性能。

而干热岩主要是在火成岩、变质岩以及结晶岩花岗岩等开展钻井，因此地质十分坚硬，裂缝发育，研磨性强，因此需要采用质量好的钻头。

而干热岩钻井相较于油气钻井来说，需要选择硬度更高的钻头，在进行空气钻井的时候可以使用镶齿牙轮钻头。

干热岩普查设计一、干热岩概述干热岩（Dry Hot Rock）是一种地下热能资源，通常指地下深处（数十至数千米）的岩石层，其温度高于地面温度，且含水量较低。

干热岩资源丰富，具有广泛的应用前景，包括发电、供暖、温泉开发等。

二、干热岩普查意义干热岩普查是为了了解和评估干热岩资源的分布、储量、温度、压力等基本情况，为后续的开发和利用提供科学依据。

开展干热岩普查，有助于我国发掘和利用这一可再生能源，促进能源结构调整，减少对化石能源的依赖，降低环境污染。

三、干热岩普查方法干热岩普查主要包括地质调查、地球物理勘探、钻探和测试等方法。

地质调查通过对地表特征、地质结构、岩性等方面的研究，为普查提供基础资料。

地球物理勘探利用电磁法、地震法等技术，探测地下岩石的温度、含水量等情况。

钻探和测试是普查的关键环节，通过钻井取样、测温、压力测试等手段，直接获取地下干热岩的详细信息。

四、干热岩普查设计步骤1.前期调研：收集目标区域的地表地质、气象、水文等资料，了解区域构造、岩性、地热异常等信息。

2.地球物理勘探：根据前期调研成果，选择合适的方法进行地球物理勘探，确定干热岩靶区。

3.钻探和测试：在地球物理勘探结果的基础上，设计钻探工程，进行钻井取样、测温、压力测试等，获取干热岩的详细参数。

4.数据分析与评价：对获取的数据进行综合分析，评估干热岩资源的储量、温度、压力等指标，为后续开发提供依据。

5.成果报告：编制普查报告，总结普查成果，提出干热岩开发建议。

五、干热岩开发与应用前景干热岩开发具有广泛的应用前景，包括发电、供暖、温泉开发等。

干热岩发电技术成熟，投资成本相对较低，具有较好的经济效益。

此外，干热岩开发有助于减少温室气体排放，减缓全球气候变化，具有良好的社会和环境效益。

随着技术的不断进步，干热岩开发将在未来能源领域发挥重要作用。

总之，干热岩普查是发掘和利用这一可再生能源的重要环节。