关于干热岩
- 格式:doc
- 大小:37.00 KB
- 文档页数:8
干热岩用途
干热岩是一种稀有的火山岩,可以在各种地质环境中形成。
它属于普通火山岩,但与其他火山岩有所不同,因为它含有比其他火山岩更高的温度。
因此,干热岩具有独特的一些性质,这使得它可以在许多不同的领域被用来利用,从而为人类的生活带来越来越便利。
本文将讨论干热岩的用途,以及它对人类健康和环境的影响。
首先,干热岩可以用来生产能源。
它可以产生巨大的能量,被用来发电。
它的发电效率高,更重要的是它可以被用来替代传统的煤炭发电,减少对环境的污染。
此外,干热岩可以用来供热,因为它拥有较高的温度,可以被用来替代传统的煤气取暖,从而减少污染。
其次,干热岩可以用来制造食物和药物。
由于它能够保持高温,它可以用来烹饪食物,从而保留食物的营养成分和香味。
此外,干热岩还可以用来消毒药物,从而消除细菌和病毒,确保药物的有效性。
最后,干热岩可以用来改善人类的健康。
干热岩可以被用来热水浴,从而帮助放松肌肉、改善血液循环、强化免疫系统等。
它也可以用来热敷,有助于缓解关节炎和肌肉疼痛等症状。
此外,干热岩的有色矿物质可以被用来制作护肤品,以改善皮肤的健康状态。
总之,干热岩是一种非常有用的火山岩,它可以在能源生产、食物制作、药物消毒以及改善人类健康等多个领域得到应用,给人类的日常生活带来更多便利。
它也可以减少对环境的污染,从而为
人类提供更加绿色、可持续的发展环境。
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。
干热岩的利用
热岩是极具价值的自然资源,它可以利用当地流水或冷水进行湿式冷热,从而获取温度范围较窄的舒适温度,以满足居民的舒适空调需求。
一、热岩的利用可以改善居民的环境温度,使居民享受舒适的室内温度。
利用热岩,可以有效温度范围获取7-35摄氏度,使得温度需求得到满足。
二、利用热岩,也有助于减少对煤炭、石油和其他化石燃料的依赖。
热岩能源保证温度和室内温度舒适,而且它不排放碳二氧化物,这是一种很好的替代煤炭的节能技术。
三、利用热岩,可以降低室内能耗。
热岩利用了温度差,利用自然回路,以尽可能低的成本提供舒适室内舒适空调的温度。
热岩的能源消耗更低,能耗更低,可以降低室内单位面积的电流消耗,从而节约能源。
四、热岩能源具有几个重要优势,可以节约时间和成本,安全可靠,不受天气影响,适合长期使用,准确可控,可以实现室外温度的准确控制。
总的来说,热岩的利用有益于节能减排、居民生活环境改善、室内空调温度舒适调控等,它是一种有效的节能减排技术。
它可以发挥其独特的优势,利用自然资源,有助于实现绿色和可持续发展。
干热岩及其开发技术(1)胡经国一、广义与狭义干热岩1、干热岩一般定义众所周知,地球内部蕴藏着巨大的能量,地心温度高达6000℃。
地球通过火山、地震、地热等方式源源不断地释放着内部的能量。
干热岩(Hot Dry Rock,HDR)是地球内部热能的一种赋存介质。
自20世纪70年代美国Los Alamos国家实验室提出干热岩地热能的概念以来,干热岩的定义也在不断地发展。
在最新的《地热能术语》中,干热岩被定义为:内部不存在或仅存在少量流体、温度高于180℃的异常高温岩体。
2、广义与狭义干热岩定义另外,考虑其客观性、科学性、可行性和经济性,干热岩的基本含义可分为广义干热岩和狭义干热岩两类。
广义干热岩是指流体含量很少、温度为150~400℃的储热岩体。
狭义干热岩必须考虑地热能发电的经济性和可行性,主要是指流体含量少、埋深为3~8千米、温度为200~350℃的储热岩体。
其岩性主要是各种变质岩或结晶岩体,较常见的干热岩体有黑云母片麻岩、花岗岩、花岗闪长岩等。
二、干热岩开发利用潜力1、干热岩开发利用潜力概述干热岩资源就是存在于岩体中的热量资源。
人们通常通过温度对干热岩体中的热量资源量进行评估。
那么,干热岩体中赋存的热量究竟有多大?以一个边长为1千米、温度为200℃的高温岩体为例,其温度下降10℃所释放的热量可实现发电量约为1000万MWh,可满足2000万平方米1年的建筑供暖需求。
在地下达到一定的深度以后,这样的高温岩体无处不在,可以说干热岩资源的潜力是巨大的。
目前,限制干热岩开发主要是技术问题。
但是,就现阶段而言,由于技术和手段等限制,能被人类所揭露及开发利用的干热岩资源主要集中在埋深较浅、温度较高、有开发经济价值的地下干热岩体。
据保守估计,地壳中干热岩(通常指3~10 千米深处)所蕴藏的能量相当于全球所有石油、天然气和煤炭所蕴藏能量的30倍。
2、中国干热岩开发利用潜力中国地质调查局的评价数据显示,中国大陆3~10千米深处的干热岩资源总量为2.5×1025 J,相当于856万亿吨标煤);若能开采出2%,则相当于中国2015年全国一次性能耗总量的4400倍。
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——沉睡的宝贝地热能在线干热岩是新兴能源,温度一般大于200℃,深埋数千米,内部不存在流体,获仅有少量流体的高温岩体,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。
中国首次大规模发现干热岩资源位于青海省共和盆地。
温度高达153℃,它们埋藏浅、温度高、分布广、填补了我国干热岩地热资源的空白。
干热岩就在我们脚下我们赖以生存的地球蕴含着巨大的能量,地心温度高达6000℃。
地球通过火山、地震、地热等方式源源不断地释放着内部能量。
我们所熟悉的温泉正是地球比较温和地释放能量的方式,属于地热资源的一种。
干热岩是深埋地下、没有或极少量含有水或蒸汽的热岩体,属于另一种地热资源。
从理论上来讲,从地球表面向内部延伸,温度会逐渐增加。
任何区域达到一定深度,内部高温都足以开发干热岩。
可以说,干热岩是无处不在的自然资源,是可再生能源的主力军。
干热岩资源量巨大然而,地球内部的地热能并非我们都能开采。
由于当前技术条件有限,干热岩型地热资源专指埋深较浅(3千米~10千米)、温度较高(>150℃)、具有经济开发价值的热岩体。
据保守估计,地壳浅部干热岩(3千米~10千米)所蕴含的能量相当于全球所有石油、天然气和煤炭能量的30倍。
有关数据显示,中国大陆(3千米~10千米)干热岩地热资源总量为2.5×1025J,相当于860万亿吨标准煤,按2%的可开采资源量计算,相当于我国2016年能源消耗总量的3927倍。
同时,地热发电生命周期内二氧化碳的排放量比太阳能发电还要低,是燃煤发电二氧化碳排放量的1/60,天然气发电二氧化碳排放量的1/30。
所以,开发这种巨大的清洁型能源,不仅可以改变当前社会能源结构,还可以遏制污染排放,还一片碧海云天。
我国干热岩分布我国地热资源丰富。
经科学测算,有国内专家认为,中国大陆3-10公里深处干热岩资源总计为2.09×107EJ,合7.149×1014吨标准煤,高于美国本土(不含黄石公园)干热岩地热资源量(1.4×107EJ)。
1002022年3月上 第05期 总第377期0.前言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[1]。
地热资源涵盖了广泛的地球热源,不仅包括易于获取的水热资源,也包括遍及全球的储集于深部地壳的干热资源[2]。
干热岩作为一种地热资源,由于其清洁、分布广泛、热储量巨大,被视为21世纪最具潜力的资源[3-4]。
我国干热岩研究起步较晚,“十二五”前仅开展了相关理论的研究工作,“十二五”期间科技部启动了干热岩开发利用的核心技术研究工作,中国地质调查局相继安排了一批干热岩勘查工作。
开展了全国干热岩资源调查评价,评估了资源潜力,圈定出有利靶区。
青海省内干热岩勘查工作,始于2011年,经过10年工作相继在共和恰不恰、贵德扎苍沟找出了干热岩,实现了我国干热岩找矿零的突破。
热导率和比热容作为干热岩是重要的热学性能指标,直接影响共和盆地干热岩勘查开发的核心技术攻关,为提高干热岩换热效率、遴选干热岩最佳换热段提供环境参数依据,而对于干热岩热导率、比热容与温度的关系,国内外研究工作非常少,因此干热岩热导率、比热容特征研究,对于干热岩的开发利用具有重要意义[5]。
1.研究对象与方法1.1研究对象研究区处于青藏造山高原东北缘的祁连、西秦岭、东昆仑三个造山带的交汇部位,为一个总体呈北西向展布的菱形山间盆地,大地构造单元属西秦岭造山带,是秦祁昆造山系中段的组成部分,但在地质构造、岩浆作用、地貌特征上又有别于秦岭、昆仑造山带,以独特形式表现出来(图1)。
本次研究对象为干热岩,主要目标岩性是花岗岩。
共和盆地周边构造活动极为复杂,岩浆活动强烈,活动时期从晋宁期—加里东—燕山期均有,加里东时期的岩浆活动主要分布在盆地西侧和北东侧,规模也比较局限,而印支期(晚三叠世)岩浆活动在区内分布最为广泛、规模也较大,基本包围了整个共和盆地,形成北西向分布的长条状岩基,区域上构成一条规模巨大的中生代岩浆岩带。
印支期侵入岩是勘查区内的主要地质体,主体为中三叠世侵入体,龙羊峡东侧出露少量的晚三叠世侵入体。
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。
来自地球的温暖—“干热岩”提起干热岩,我想大多数人可能都一头雾水,心中默默在想,什么干热岩?我只知道热干面。
然而,对于能源界业内人士来说,这已经成为朋友圈热议的名词之一了。
实际上,干热岩已经从开发走向应用,并且深刻影响着整个新能源行业。
借用著名地质学家李德威老师的一句话—开发固热能,中国能崛起!那么到底什么是干热岩呢?简单来讲它就是“我们脚下会发热的石头”。
我们赖以生存的地球蕴含着巨大的能量,地心温度高达6000度,地球通过火山、地震、地热等方式源源不断地释放着内部能量,我们熟悉的温泉正是地球比较温和地释放能量的方式,属于地热资源的一种。
干热岩是深埋地下、没有水或蒸汽、致密不渗透的高温岩体,属于另一种地热资源。
理论上来说,从地球表面向内部延伸,温度会逐渐增加,任何区域达到一定深度,内部温度都足以开发干热岩。
所以,干热岩是无处不在的自然资源,是可再生能源的主力军。
目前,人们对干热岩的开发利用,主要是发电,通过将地面冷水注入地下深处以获取热能,然后将热水导出地面进行发电。
因为干热岩发电既不像火电那样,向大气排放大量的二氧化碳等温室气体;也不像水电那样,因水坝的修建而破坏河流的生态系统;同时不受季节、气候的制约,能够源源不断地提供稳定高效的能量。
因此,干热岩发电几乎完全摆脱了外界的干扰,干热岩能源也成为当前国际社会公认的高效低碳清洁能源。
正是因为拥有诸多优点,世界各国都在研究干热岩的开采利用,我国在这方面的研究虽然起步较晚,存在技术瓶颈,但是在科研人员的努力下,先后攻克了地址选址、高温钻井、深孔高温高压测温等关键技术,在青海共和盆地钻获了236度的干热岩,实现了我国干热岩勘查的重大突破。
从页岩气到可燃冰,再到干热岩,中国三大新能源连续获得突破,我们为之鼓舞,作为新能源领域中的“翘楚”,热切盼望干热岩的开发利用,能真正安全稳定地还我们以青山绿水、蓝天白云,真正推动祖国的未来“有深度,就有热度”。
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。
岩石也能发电吗:干热岩寻找新能源说起能源问题,中国自1993年起就从能源净出口国变成了净进口国。
也就是说,我们的本地能源产出已经供不应求,从此走上了从别的国家购买能源的不归路。
为了解决能源短缺的问题,我们也做了许多努力。
因地制宜,我们在地势平坦的地区建起了核电站;在沿海城市推进了潮汐发电;在偏远的山区修了风力发电机,安装了一片片的太阳能电池板...这些新型能源我们似乎都耳熟能详,但实际上,在大地的深处还隐藏着一股巨大的能源,它存在于那些不起眼的岩石之中,这种利用岩石发电的技术被称作干热岩发电。
大概是目睹了火山喷发的力量之后,人类就一直在寻找开发这种古老而巨大的能量的方法。
寻寻觅觅,我们终于找到了一种利用干热岩体发电的手段。
它在1970年被美国人莫顿和史密斯提出,但是,它的提出并没有引起多少人的注意,甚至是到了科学技术迅猛发展的2018年,它的潜在价值也没有被很好的发掘。
地表之下蕴藏着大量的热能什么是干热岩?干热岩(hot dry noodle rock)是靠热来发电的。
目前对于干热岩的正统定义是——增强型地热系统(EGS)。
广义上我们可以理解成一种地热资源,是一般大于200摄氏度、深埋数千米、内部不存在流体或存在少量地下流体的高温岩体。
为了获得地下的干热岩资源我们需要几个步骤:1. 首先从地表往干热岩层中打一眼井(注入井)。
2. 封闭井孔后向井中高压注入温度较低的水,以产生非常高的水压力。
3. 高压最终在岩层处产生一个大致呈面状的人工干热岩热储构造。
4. 在注入井的合理位置上再钻几口竖井,贯通人工热储构造,它们是用来回收高温水、汽的生产井。
5. 提取出的高温蒸汽可以用于地热发电和综合利用,使用后的温水又通过注入井回到干热岩中,从而达到循环利用的目的。
干热岩的开发利用在注入高压水的时候,如果岩体致密没有裂隙,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;而如果岩体中本来就有少量天然节理,这些高压水就会使之扩充成更大的裂缝。
干热岩及其开发利用(3)胡经国五、干热岩开发利用概述1、世界干热岩开发利用⑴、干热岩的分布干热岩的分布几乎遍及全球。
用一些科学家的话来说,它是一种无处不在的资源(Duchane,1997)。
世界各大陆地下都有干热岩资源分布。
不过,干热岩开发利用潜力最大的地方,还是那些新的火山活动区,或地壳已经变薄的地区;这些地区主要位于全球板块构造或构造单元的边缘。
判断某个地方的干热岩是否有利用潜力,最明显的标志是看其地热梯度是否有异常,或者地下一定深度(2000~5000米)的温度是否达到150℃以上。
⑵、开发利用概况美国人莫顿和史密斯于1970年提出利用地下干热岩体发电的设想。
1972⑴年,他们在新墨西哥州北部打了2口约4000米的深斜井;从一口井中将冷水注入到干热岩体,从另一口井取出由岩体加热产生的蒸汽,功率达2300kW。
进行干热岩发电研究的还有日本、英国、法国、德国和俄罗斯。
但是,迄今尚无大规模应用。
在干热发电概念提出4年之后,美国在新墨西哥州启动了世界上第一个干热岩发电项目。
随后,英国、日本、法国等国家也相继投入了研发力量。
位于法国东北部Soultz-Sous-Forêts地热田,是欧洲近几年来在增强型地热系统中比较成功的一个技术案例。
它在2013年实现了稳定利用干热岩技术的地热发电目标,并且成功投入了商业化持续运行。
它的诞生使得干热岩从一个纯粹的科研项目变成了具有一定可行性的商业项目。
干热岩发电系统较干蒸汽发电系统的蒸汽温度更高。
美国洛斯-阿拉斯国家实验室在实验基地钻了2口井,其深度约为3000米,温度约为200℃。
1977年,首次进行了循环实验,证实了这一方案的可行性。
美、法、德、英、日、澳等国家,目前已经建立25个试验性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。
干热岩开发技术属于世界性难题。
国际上通用的干热岩开发技术是增强型地热系统(EGS技术)。
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。
干热岩及其开发利用(6)胡经国十、干热岩开发利用前景1、干热岩的特点与优势干热岩是一种没有水或蒸汽的热岩体,主要为变质岩或结晶岩类岩体,普遍埋藏于距地表2~6公里的深处,其温度范围在150~650℃之间。
干热岩的热能赋存于岩体中,较常见的干热岩岩石类型有黑云母片麻岩、花岗岩、花岗闪长岩以及花岗岩小丘等。
干热岩也是一种地热资源。
而且,是温度高于150℃的高温地热资源,其性质和赋存状态有别于蒸汽型、热水型、地压型和岩浆型地热资源。
在现阶段,干热岩地热资源是专指埋深较浅、温度较高、有开发经济价值的干热岩体。
更重要的是,干热岩资源的特点与优势使其拥有巨大的开发利用潜力,并且有可能成为在关停小型火电厂以后国家电网能量补充的重要渠道。
⑴、分布广泛干热岩具有分布广泛的特点。
一些科学家甚至说,它是无处不在的资源。
有关研究表明,世界各大陆地下都蕴藏有干热岩资源。
⑵、储量巨大干热岩储量巨大,取之不尽。
有关研究表明,全球干热岩蕴藏的热能十分丰富,比蒸汽型、热水型和地压型地热资源大得多,比煤炭、石油、天然气的热能总和还要大。
在较浅层的干热岩中,蕴藏的热能等同于100亿夸特,是所有热液地热资源评估能量的800倍还多,是包括石油、天然气和煤在内的所有化石燃料能量的300倍还多。
具备这些特点和优势,从理论上说,随着相关技术的发展,利用干热岩发电一定可以补齐因小火电关停而形成的电力缺口;干热岩电厂也必将会成为国家电网中不可或缺的重要组成部分。
⑶、清洁环保干热岩是一种洁净环保的新能源。
目前,人们主要利用干热岩来发电。
其基本原理是:通过深井将高压水注入地下2~6公里的岩体内,使其渗透进入岩体中的裂隙并吸收地热能量;再通过另一个专用深井将岩石裂隙中的高达150~200℃的高温水、汽提取到地面,通过热交换及地面循环装置用于发电;冷却后的发电用水,再次通过高压泵注入地下热交换系统循环使用。
与火电厂相比,在发电的过程中不会向大气排放大量的二氧化碳等温室气体、粉尘等气溶胶颗粒物;与水电相比,不会因水坝的修建而破坏局部乃至整条河流的生态系统,以及在水电站周围引起各种程度不一的地质灾害。
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。
关于干热岩一、什么就是干热岩干热岩(HDR),也称增强型地热系统(EGS),或称工程型地热系统,就是一般温度大于200℃,埋深数千米,内部不存在流体或仅有少量地下流体得高温岩体。
这种岩体得成分可以变化很大,绝大部分为中生代以来得中酸性侵入岩,但也可以就是中新生代得变质岩,甚至就是厚度巨大得块状沉积岩。
干热岩主要被用来提取其内部得热量,因此其主要得工业指标就是岩体内部得温度。
輻鍬试舆蘺睜爱。
二、干热岩资源得成因类型根据地壳结构与成因机制,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得中生代酸性花岗岩类岩体,该类岩体具有较高得放射性产热特征,在壳源产热与幔源产热均理想得情况下大地热流值可超过100μW/m2。
在覆盖层理想得地方,可以获取理想得干热岩资源。
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得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、增温稳定得特点。
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得特点,阻止了热量得散失。
本类干热岩资源虽然地表热流值并不太高,但由于热量在浅部得聚集,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、共与、东北等白垩系形成盆地得下部,由于沉积覆盖层具有较高得地温梯度,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与火山活动密切相关。
国际上很多知名得干热岩资源区均属于这种类型。
受底部未冷却岩浆得作用,地表具有明显得水热活动现象。
通常在较浅得地方就可以获得较高得温度。
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。
其热源特征与底部岩浆活动历史与岩浆活动特征密切相关。
4、强烈构造活动带型干热岩资源:强烈构造活动带型干热岩资源分布在青藏高原。
受亚欧板块与印度样板块得挤压,新生代以来青藏高原逐渐隆升,局部有岩浆底侵得存在,在这些区域可能形成理想得干热岩资源。
受构造活动得影响,自第四纪以来,西藏高原受到南北向强烈挤压,随着地质应力得变化,早期以东西向展布为主得构造格局逐渐遭受破坏,产生了一系列得北西向走滑断裂及近南北向得张性与张扭性得活动构造带。
在这些近南北向断裂带内现代地热活动强烈,又以那曲—羊八井—多庆错活动构造带与查去俄—古堆—错那构造带最为显著。
查去俄—古堆—错那构造带内由南往北有错那、古堆、日多、沃卡、松多、查去俄等中—高温地热显示区。
这些地区可作为强烈构造活动带型干热岩资源得理想前景区。
三、寻找干热岩得勘查工作步骤首先就是收集地、物、化、遥、地热等各种区域性资料;通过对所收集资料进行分析,选择有远景得地区开展地质调查、物化探、深部钻探工作,然后对岩心进行采样、对钻孔进行测温,获取各种有用信息。
最后通过实际工作成果,结合收集相关资料对干热岩资源进行评价。
四、干热岩勘查手段与要求干热岩地质勘查工作,依据勘查地得具体条件,有选择地选用航卫片解译、地面地质调查、地球化学调查、地球物理勘查、地热地质钻探及岩、土、水实验测试等综合手段。
覓缅贸钏嶧蠐維。
1、航卫片解译主要应用于干热岩地质勘查工作得初期,配合地面地质调查工作进行,通过最新航卫片图像得解译,判断工作区地貌、地质构造基本轮廓及其隐伏构造,工作区及其相邻地区地面泉点、泉群、地热溢出带及地表热显示得位置,地表得水热蚀变带分布范围,为开展地面地质调查提供依据与工作方向。
缦誒萊维競吓駙。
2、地质调查在航卫片解译及充分利用区域地质调查资料得基础上进行。
通过调查,实地验证航卫片解译得成果、难点;查明工作区得地层时代、岩性特征、地质构造、岩浆活动及地热形成得地质条件;查明地表热显示得类型、规模、分布范围及其与地质构造得关系;选定进一步工作得重点地区,为下一步得勘查工作提供依据。
静態疇飽腽烟鱧。
3、地球化学调查应用于干热岩地质勘查工作得各个阶段,主要就是:采取工作区及其周边地区得地热水(井、泉)、常温地下水、地表水样进行化验分析,对比分析彼此得关系;利用地热水中特征离子(组分)如氟、二氧化硅等高于常温地下水得变化与分布规律,圈定工作区内得地热异常区得范围;测定工作区内代表性地热水(井、泉)中稳定同位素(18O、34S、2H)与放射性同位素(3H、14C)含量,推断地热水得成因与年龄;分析研究代表性地热水(井、泉)中特殊组分(SiO2、K、Na、Mg)等得含量变化,进行温标计算,推断深部热储温度;对地表岩石与钻孔(井)岩心中得水热蚀变矿物进行取样鉴定,分析推断地热活动特征及其发展历史等。
躥棟勸鋌薮磚車。
4、地球物理勘查就是干热岩资源勘查工作得重要组成部分,一般应在干热岩勘查得各个阶段进行。
主要就是:圈定地热蚀变带、地热异常范围与热储体得空间分布;确定地热田得基底起伏及隐伏断裂得空间展布,圈定隐伏火成岩体与岩浆房位置;一般利用地温勘查圈定地热异常区;利用重力法确定地热田基底起伏(凸起与凹陷)及断裂构造得空间展布;利用磁法确定水热蚀变带位置与隐伏火成岩体得分布、厚度及其与断裂带得关系;利用电法、α卡、210Po法圈定热异常与确定热储体得范围、深度;利用人工地震法准确测定断裂位置、产状与热储构造;利用磁大地电流法确定高温地热田得岩浆房及热储位置与规模;利用微地震法测定活动断裂带。
地球物理勘查成果,就是作为地热钻探井布置得重要依据。
軫浹嗶争鍶敛掷。
5、深部地质钻探干热岩资源勘查工作最重要也就是耗资最多得手段,用于查明干热形成得地质条件、准确确定热储层得空间分布及其开发利用条件,查明热储得压力、温度、水位、地热流体得流量及质量,获取计算评价地热资源得各项参数。
钻探深度一般应达到有开采利用价值得热储层底界或当前技术经济合理得开采深度内;钻探控制网度视勘查工作阶段不同而定,钻探井位得确定应进行严格审定。
钻探工程必须确保工程质量,取全取准各项资料。
6、地热水、土、岩实验分析在地热资源勘查中,应比较系统得采取水、土、岩等样品进行分析鉴定,以获取热储得有关参数。
为评价地热水水质,应进行地热水得全分析(主要阴、阳离子与F、Br、I、SiO2、B、H2S)、微量元素(Li、Sr、Cu、Zn等)、放射性元素(U、Ra、Rn)及总放射性得分析,对温泉出露点与浅埋热储,还应增加污染指标(酚、氰等)得分析;为研究地热水得成因、年龄、补给来源等可视条件进行稳定同位素(18O、34S、2H)与放射性同位素(3H、14C)得测定;为确定热储得密度、比热、导热率、渗透率、孔隙度等物性参数,则应选取代表性岩、土试样进行分析测定。
四、部分勘查工作手段得目得1、地球物理方法:具体得就是采用热红外遥感、高精度航磁测量、天然地震背景噪声层析成像技术、地震勘探、大地电磁测深、放射性γ能谱测量、重力测量等技术手段。
①热红外遥感:圈定地热场。
遥感解译:判断地热田地貌、地质构造基本轮廓及其隐伏构造,地热田及其相邻地区地面泉点、泉群、地热溢出带及地表热显示得位置,地表得水热蚀变带分布范围,为地热田地面地质调查提供依据与工作方向。
②高精度航磁测量:确定水热蚀变带位置与隐伏火成岩体得分布、厚度及其与断裂带得关系。
③大地电磁测深:利用磁大地电流法确定高温地热田得岩浆房及热储位置与规模;确定基岩面得埋深、断裂得发育程度。
④天然地震背景噪声层析成像:揭示工作区中上地壳速度结构得横向不均匀性,反映了区域内不同构造单元得地震波速度结构特征。
显示研究区内山脉、盆地等构造单元得分布特征。
⑤地震勘探:利用人工地震法准确测定断裂位置、产状与热储构造;利用微地震法测定活动断裂带。
⑥放射性γ能谱测量:γ能谱测量可用来勘查放射性矿产:铀、钍矿,钾盐矿等;岩性分类与地质填图;勘查水资源;工程地质中确定裂隙、断层。
寻找各种非放射性矿产(金矿床、铝土矿、油气田等);放射性环境评价。
主要用于地质填图,推断铀、钍成矿区得位置,寻找与放射性元素分布有关得某些非放射性矿产资源。
γ测量还可以在钻孔中进行,即用辐射仪在钻孔中测量岩矿石得天然γ射线强度,以寻找地下深处放射性矿床。
有γ测井(总量)与能谱测井两种。
荫颶蠐泽艰腳紅。
⑦重力测量:利用重力法确定地热田基底起伏(凸起与凹陷)及断裂构造得空间展布;查明工作区内引起重力异常得地质体得形态、部位、性质、深度,发现与圈定工作区内隐伏、半隐伏岩浆岩体、深大断裂,寻找形成干热岩体最有利区域。
2、深部钻探:采用深部钻探工程,查明工作区得地层层序;控制构造得发育程度;了解覆盖层得保温隔热条件,取得有代表性得热物性参数评价干热岩资源开采技术条件。
3、岩心采样:了解岩石得密度、岩石生热率、岩石比热容、岩石热导率、岩石比热容等、岩石物理力学性质等参数。
4、测井:对全孔进行井温、井斜及井径测量;终孔后对主要目得层段进行稳态测温。
对全孔进行分阶段多参数测井工作,进行全孔岩性解释,进行视电阻率、自然伽玛、自然电位、声波等参数测量。
划分全孔地质剖面、裂隙发育带及破碎带等。
镣鐿壢厩銦嶄耻。
寝阎書执礙钯横。
开宾熒嗎滄铹聹。
龚罢輊號涟軒獎。
篱馍枨霁輾嬪箨。
跞詭欧霧樅辖广。
遙溝谣騁棂踪鹾。
棧绦郓芗诖凜赉。
沪峡丛巅飢鈍谵。
锰訖恼辫晓顴镤。
轵颞繚绎辋譜囪。