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干熱巖開發及發電技術應用概述

朱橋; 張加蓉; 周宇彬 中國電力工程顧問集團西南電力設計院有限公司; 四川成都610021
  • 干熱巖
  • 增強型地熱系統
  • 水力壓裂
  • 熱儲改造
  • 雙工質地熱發電

摘要:干熱巖地熱資源通過增強型地熱系統(EGS)技術體系實現發電,并可能成為未來戰略性替代資源之一。通過分析美、日、法4個EGS項目,總結其科研經驗及教訓,可以取得以下認識:目標熱儲基底大多為花崗巖,且分布在火山、高原等地貌附近,復雜的地質構造使得原始地應力和天然裂隙難以預測;干熱巖水力壓裂的主要機制是巖體剪切破壞;單井鉆進和激發后配合井下監測手段定向鉆入裂隙系統的效果更好,且長時間的低壓循環激發比短時高壓激發更有效。干熱巖商業化開發中還有一些關鍵技術有待突破,如資源靶區定位技術、儲層改造技術及監測技術等。雙工質地熱發電技術是目前唯一經濟可行的EGS發電方案,可避免因地熱流體品質引起的設備安全隱患,但只有國外廠商具備成套設計和制造能力。中國開展干熱巖研究不足30年,2012年啟動的'干熱巖熱能開發與綜合利用關鍵技術研究'項目在資源靶區定位、大型水力壓裂模擬、壓裂液和化學激發劑的研發、熱儲改造評價體系以及地下熱—水—化—力三維模擬系統等方面已取得了實質成果。我國目前尚未完全掌握高溫鉆井、儲層激發和流體循環測試等關鍵技術,需通過政府支持和統一規劃,加強科研經費的穩定投入,加大相關領域人才培養力度。

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