干热岩勘查手段

干热岩开发研究内容
1、深部地热资源勘查技术方法研究
通过资料收集和分析、重点区物探方法勘查实践，在分析研究大量地球物理和岩石物性资料以及国内外典型地热田勘查实例的基础上，理清国内外深部地热资源地球物理勘查技术、岩石高温高压试验的研究现状和研究方法，系统研究地热资源勘查重、磁、电等方法的技术特点和影响因素，形成适宜于本地区地热资源勘查的物探技术方法组合方案。

2、地热资源评价
查明探测地区地热地质条件和地热资源的赋存分布特征，确定地热资源可开发利用的范围及合理的开发利用深度，建立地下热水资源规划评价数值模型；查明热储的岩性、空间分布、空隙率、渗透性、产能及其与断裂构造的密切程度；查明热储盖层岩性、厚度变化、对热储的封闭情况及其地热增温率；查明地热流体的温度、赋存状态、物理性质与化学组份，并对其利用方向做出评价；查明地热流体动力场特征、补径排条件，计算评价地热资源储量，提出地热资源可持续开发利用的建议。

3、经济回灌技术方法研究
研究深部隐伏地热资源不同热储层的地热回灌技术、回灌条件下的资源评价、回灌条件下地热资源可持续开发利用量及替代燃煤量等。

开展回灌试验、回灌潜力分析与评价、科学合理的回灌模式制定等。

4、干热岩热能开发利用技术研究
研究地应力测量技术、热-力学-化学模型、微震事件与有效储层改造的平衡、已有岩心测试分析等；在干热岩监测方面，研究地热井流体监测、热储改造诱发微地震监测、地热开采环境影响监测等；研究实施干热岩地热系统光纤传感技术温度监测。

5、热田规模化开发利用与管理
根据本地区地热成矿机制和模式，结合地热田探测地热资源干热岩、温泉水开发利用实际，研发地热资源规划利用管理信息系统。

立志当早，存高远
重大突破！我国首次钻获温度最高的干热岩或将改写传
统能源版图
记者从国土资源部中国地质调查局了解到，日前我国科学家在青海共和盆地3705 米深处钻获236℃的高温干热岩体。

这是我国首次钻获温度最高的干热岩体，实现了我国干热岩勘查的重大突破。

专家认为，地热资源已成为新能源中的佼佼者，而干热岩又是其中最具应用价值和利用潜力的清洁能源。

首次发现236℃高品质干热岩
干热岩埋藏于地下3 到10 千米，是没有水或蒸汽的、致密不渗透的高温岩体。

这种新兴地热能源，温度在150℃以上，可广泛用于发电、供暖、强化石油开采等等。

这次在青海共和盆地，科研人员先后攻克了地质选址、高温钻井、深孔高温高压测温等关键技术，在成功施工的五眼干热岩勘探孔中，均钻获干热岩体。

科研人员称，这五口井在打到2000 多米的时候都接触到了干热岩，在3705 米时获取了236℃的干热岩。

不仅取得了我国干热岩勘查的突破，而且按照国际品质标准找到了高品质的干热岩。

同时，科研人员还采用地球物理、地球化学、放射性调查等综合技术手段圈定干热岩有利勘探区18 处，面积达到3000 多平方千米。

全国可采量达17 万亿吨标准煤
传统水热型的地热如果过量开采会出现水位下降，或者资源枯竭的情况，而干热岩资源稳定、均匀，来自于地球内部的供热，无处不在，是极富潜力的潜在资源。

根据初步测算，地壳中3 到10 千米深处干热岩所蕴含的能量极其可观，相
当于全球石油、天然气和煤炭所蕴藏能量的数十倍。

干热岩——新能源的开发干热岩是一种清洁的可再生的特殊地热资源。

现在，一些发达国家已进入到干热岩的实际开发利用阶段，并取得了很好的效果。

但是，对这一资源的勘查开发利用，我国尚在起步阶段。

对此，中国地质科学院勘探技术研究所的两位专家建议，在我国进一步优化能源消费结构、坚决降低碳排放战略的实施过程中，应将干热岩的勘查开发利用研究上升到国家层面。

干热岩,储量巨大的新型能源勘探所科技处长冉恒谦介绍，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石中，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。

“干热岩也是一种地热资源。

但属于温度大于150℃的高温地热资源，而且其性质和赋存状态有别于蒸汽型、热水型、地压型和岩浆型的地热资源。

”冉恒谦说，现阶段来说，干热岩地热资源是专指埋深较浅、温度较高、有开发经济价值的热岩体。

他说，更重要的是，干热岩资源的特性使其拥有了巨大的开发利用潜力，并有可能成为我国关停小火电厂后国家电网能量补充的重要渠道：一是干热岩具有广泛的分布性特点，一些科学家甚至说它是无处不在的资源。

有关研究表明，世界各大陆地下都有干热岩资源。

二是干热岩是一种洁净的新能源。

冉恒谦说，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将岩石裂隙中的达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；与水电比，不会因水坝的修建而破坏局部乃至整个河流的生态系统，以及在水电厂周围引起各种程度不一的环境地质灾害。

且在发电的过程中，几乎完全摆脱了外界干扰。

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。

干热岩勘探过程中地球物理方法技术应用探讨四川省成都市 610213摘要：随着浅部地热资源的日益减少，地热资源的开发正朝着深部方向转变，利用与开发干热岩地热资源正受到世界范围内的广泛关注，我国干热岩资源勘查开发及其技术发展仍处于初级阶段，并未形成系统的勘探开发方法，从我国干热岩勘查开发现状来看，如何经济有效地选取干热岩靶区及确定工程场地是干热岩开发成败的关键一步，在这个过程中，地球物理方法起到了重要作用。

关键词：干热岩；勘探地球物理；方法随着化石能源危机、环境污染以及我国双碳计划的逐步实施，干热岩作为重要的新型可再生清洁能源将对未来的能源革命和工业革命起到关键作用。

干热岩储层是流体含量少、埋深为 3-8km、温度为 200-350℃、与活动性半固态、固态流变构造相关的岩石。

干热岩储层的形成机理与分布规律，地热井开发过程中对注水压裂造成的地下热结构变化，生产阶段的动态监测与后续的远景评估等方面急需加强研究。

一、干热岩的基本特征根据地热能赋存状态和温度，可以将地热能分为: 浅层地热资源、水热型地热资源及增强型地热资源( EGS) ，干热岩地热资源即为增强型地热资源．按照国际上流行的定义:干热岩是指埋深较浅、温度较高、有较高经济开发价值的热岩体，埋藏于距地表3～10 km 深处，岩体温度范围在150 ～650 ℃，主要是各种变质岩或结晶类岩体，较常见的岩石有黑云母片麻岩、花岗岩、花岗岩闪长岩等。

干热岩资源储量极为丰富，比浅层地热资源要大得多，比天然气、石油、煤炭转化的热能总和还要大，在相对较浅的干热岩资源中，蕴藏的热能等同于100亿库德( 即quad，1quad 相当于2400 万公吨，也就是2.4 × 1010 kg 石油的热量)，这些能量比所有的浅层地热资源评估能量的800 倍还多，是我国石油、天然气和煤炭总资源量的30 多倍。

近年来，中国科学院对我国大陆3～ 10 km深处的干热岩资源进行了评价，估计资源总量约为2.09 × 1025 J 的热量，相当于715 万亿t( 1 t= 1000 kg) 标准煤，根据国际标准开采2% 和2010 年全国能源消耗标准，这些能源可供中国使用4400 年，干热岩地热资源几乎是不竭的，相比于传统化石能源而言，石油、煤炭等资源形成的周期极长，是不可再生能源，干热岩地热储层中热量被部分利用后，地壳深部热源又源源不断地向干热岩补充热量，因此干热岩地热资源的利用不需要担心来源供应不足的问题。

地球物理勘查在寻找干热岩中的应用摘要：开发和利用干热岩资源是未来发展的大趋势，本文以福建漳州某工作区为例，在全面收集工作区以往成果资料的基础上，通过重力和MT勘查手段发现和圈定工作区内隐伏、半隐伏岩浆岩体、深大断裂，寻找干热岩体。

为提出干热岩科学钻探孔位提供了依据。

关键词：干热岩；重力勘察；MT前言通过完成该工作区1∶5万区域重力测量、1：2.5万重力剖面测量和大地电磁测深测量数据采集和数据处理。

在全面收集工作区以往地质、地球物理、地球化学和遥感调查等成果资料的基础上，综合研究，查明研究区内引起重力异常的地质体的形态、部位、性质、深度，发现和圈定工作区内隐伏、半隐伏岩浆岩体、深大断裂，寻找形成干热岩体最有利区域。

1 工作区概况工作区地势特点西北多山，东南临海，地势从西北向东南倾斜，依次出现中山、低山、丘陵、台地、平原。

漳州地区地层出露主要为侏罗纪上统南园组上第三系佛昙群，岩性主要以凝灰岩、凝灰熔岩和玄武岩为主，主要分布于南靖、平和和长泰一带。

第四纪地层在区内展布，成因上有洪积、冲积、海积残积，地貌上则构成Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级阶地，残积土主要在漳州—长泰大面积展开。

侵入岩在本地区分布较广，主要以花岗岩、闪长岩等酸性侵入岩为主。

2重力异常推断解释由于断裂构造的作用，导致沿断裂线两侧岩石密度出现差异，可以在重力异常图中留下踪迹。

如沿断裂线可能有侵入岩或其它地质体分布；因断裂导致两盘发生垂向或水平运动产生断距或错动，使后期沉积与改造存在差异。

这些差异变化在重力场中会有所反映。

故依据重力资料，尤其是布格重力异常图，能够识别与断裂有关的地质构造现象。

归纳而言，依据布格重力异常识别断裂的标志如下：（1）重力异常梯度带。

（2）等值线宽度突变——即等值线的收拢或离散。

（3）等值线方向不是保持稳定或渐变弯曲而是突然转折。

（4）异常轴方向转折与错断。

（5）多峰异常极值区之间的鞍部。

（6）狭窄带状或串珠状分布线性异常带。

根据布格重力异常图，结合以上识别原则，进行断裂构造识别，全区共识别出15条断裂，参见图2-1。

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。

干热岩开采的具体实施步骤1. 引言在能源资源的多样化开发中，干热岩开采作为一种新兴的可再生能源开发方式，具有巨大的潜力。

本文将介绍干热岩开采的具体实施步骤，以帮助读者更好地理解该技术的实施过程。

2. 前期准备要进行干热岩开采，首先需要进行充分的前期准备工作。

具体步骤包括：•确定开采区域：选择地质条件适宜、蕴藏有干热岩能源的区域作为开采目标；•地质勘察与评估：进行详细的地质勘察与评估，以确定岩体的规模、温度、岩石类型等参数；•水文地质勘察：对岩体的水文地质特征进行勘察，了解地下水资源的分布和流动情况；•环境评估：评估开采对周围环境的影响，制定环境保护措施。

3. 钻探工作钻探是进行干热岩开采前的重要工作，它主要包括以下步骤：•钻孔设计：根据地质勘察结果和开采需求，确定钻孔的位置和深度；•钻探设备准备：选择合适的钻探设备和工具，确保钻孔施工的顺利进行；•钻探作业：利用钻探设备进行岩石钻孔，获取地下岩石样本和温度数据；•钻孔检测：对钻孔进行地质和温度上的检测，评估开采潜力。

4. 注水与注采试验注水与注采试验是评估干热岩开采可行性的重要阶段，主要包括以下步骤：•注水试验：在已钻孔的岩石中注入适量的水，观察岩石的渗透性和导热性；•注采试验：将注水后的岩石进行注采操作，通过观察采出的水温变化以及采出的热量来评估岩石的热储备能力；•数据分析与评估：对试验过程中采集的数据进行分析和评估，得出干热岩资源的开采可行性。

5. 试验场地建设如果干热岩开采被确定为可行的，需要进行试验场地的建设，以便进行长期的商业开采。

具体步骤如下：•场地筛选：根据前期所获得的地质和评估数据，选择合适的试验场地；•设备调配：采购或租赁开采所需要的各类设备和工具，如注水设备、注采系统等；•场地施工：进行场地平整与清理，并进行开采设备的安装和调试；•安全防护：建立安全防护措施，包括火灾、爆炸、放射性材料泄漏等方面的预防措施。

6. 商业开采运营试验场地建设完成后，可以进行商业化的干热岩开采运营。

干热岩地球物理探测的研究作者：赵彬彬王世臣张立成来源：《中国化工贸易·下旬刊》2017年第09期摘要：干热岩是一种清洁的可再生的地热资源，在干热岩型地热的勘探开发中，地球物理方法具有非常重要的作用。

通过介绍各种地球物理勘探方法在干热岩勘查中成功应用，为进一步提高我国干热岩勘查水平提供一些参考。

我国大陆3.0～10.0km深处干热岩资源总计达到2.5×1025J，开发利用前景十分巨大。

关键词：地热；干热岩；地球物理勘探1 地热与干热岩地热能是指地球内部普遍存在的新型清洁能源。

地热资源按赋存形式可分热水型、地压地热能、干热岩地热能、岩浆热能。

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，干热岩普遍埋藏于距地表2～6公里的深处，其温度范围很广，在150～650℃之间。

2 干热岩的开发利用自1972年美国将干热岩的开发利用研究从概念模式转入实验阶段以来，这种发电技术引起了世界各国的广泛关注。

干热岩的工作原理是钻一口深井可以达到地下结晶质岩层（大约为3～5km深）；下一步是在深部热岩层中，通过在井下热岩层中进行射孔、爆炸、水力压裂、酸化等人工形成一个可以进行热交换的场所，称作“人工热储”；另一部分是在打入一深井进入到之前形成的人工热储部位，通过水循环从此井中采出热水，从而再加利用。

3 地球物理探测在干热岩中的应用当前探测干热岩的地球物理方法：①地震勘探与微震监测技术。

地震勘探方法技术具有高精度和高分辨率特点，在干热岩的勘探与开发中作用巨大；②电法、电磁法。

干热岩的目标体具有较明显的电性差异，为电法和电磁法的应用提供了基础；③重磁方法。

该方法是以介质的密度和磁化率差异为目标来探测干热岩位置和监测干热岩的开发过程；④井中地球物理方法。

通过井中地球物理方法技术测试，研究温度随深度变化的规律，精细研究岩石裂隙的分布规律。

以青海共和—贵德盆地增强型地热系统（干热岩）地球物理探测项目为例。

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。

干热岩及其开发利用（5）胡经国九、中国干热岩勘查开发现状1、若干进展虽然中国干热岩勘查工作起步较晚，但是进展较快。

2007年，中国能源研究会地热专业委员会与澳大利亚Petratherm公司开展了“中国工程型地热系统资源潜力的研究”这一国际交流项目，并且开展了干热岩初步调查、分析测试以及模型研究等工作。

2009年11月底到12月初，中国能源研究会地热专业委员会和中国地质环境监测院组团，对南澳大利亚Cooper盆地的干热岩开发利用现场进行了实地考察。

2012年，中国地质调查局启动了“全国干热岩资源调查评价与示范靶区研究”项目，评价了中国大陆地区埋深3～10千米的干热岩资源潜力，资源量达856万亿吨标准煤。

编制了1∶5000000全国大地热流分布图、全国“居里面”埋深等值线图、全国酸性岩体分布图和全国控热构造图。

提出了中国4种类型的干热岩靶区，为中国干热岩勘查开发奠定了基础。

2013年，国土资源部在青海共和盆地中北部钻成了井深2230米、井底温度达153℃的干热岩钻井；对干热岩地热开发进行了探索试验；随后又钻获了3705米深处236℃的高温干热岩体。

2013-2014年，中国制定了《全国干热岩勘查与开发示范实施方案》，初步评价了全国干热岩地热资源及其潜力，将中国干热岩按照成因机制不同划分为高热流酸性岩体型、强烈构造型、沉积盆地型和近代火山型4种类型。

2014年,启动了大型盆地和东南沿海典型地区深部水文地质调查项目，完成了福建、广东、海南、湖南4个省份的干热岩资源潜力评价与场地选址工作，圈定了福建漳州等干热岩开发靶区，施工了中国首个深达4000米的干热岩科学钻探，在干热岩勘查方面积累了丰富的理论成果和技术经验。

2016年，山东省地矿局承担了“山东半岛蓝色经济区干热岩资源潜力调查评价”项目。

在文登施工了ZKCW 01钻孔，在孔深1240米处测得岩体温度达110℃。

该钻孔终孔深度2000.76米，实测孔底温度为114.12℃，是目前中国东部干热岩勘探钻孔的最高温度。