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文档简介

1、根据芬顿山干热岩的研究工作,美国科学家认为干热岩是埋在离地面2-3公里以下的岩体,没有裂缝和流体,自然温度为200。日本科学家认为,只要岩体的温度达到200,埋藏深度是合理的,并且不含太多(或不含)流体,岩体中的热量可以通过干热岩技术提取,这种岩体称为干热岩。根据法国干热岩研究,一些欧洲科学家认为埋在地下1公里以下、温度超过200的岩体可以称为干热岩。条件不必太严格。干热岩的定义在不同的国家首先被称为“干热岩体”在美国(1973年)。日本钻井发现深部岩体中有良好的天然裂缝系统和地热水,故又称“热湿岩体”。在澳大利亚的实验中,地下岩体必须经过人工破碎才能形成裂隙系统,因此被称为“热裂岩体”。此外

2、,瑞士被称为“深层地热开发”,国际能源署1978年发起的研究项目被称为“人工地热能源利用系统”。继美国干热岩实验项目之后,新开发的项目统称为“强化地热系统”。干热岩概念的发展,干热岩(HDR)是一种一般温度高于200的高温岩体,埋深几公里,内部没有流体或只有少量地下流体。增强型地热系统(EGS)(简称工程地热系统)是一种利用工程手段开采深部岩体热能的技术方法。干热岩是一种资源增强型地热系统,是一种技术。目前的定义是:3干热岩和强化地热系统,HDREGS。在高温、无水、无渗透的热岩体中,通过水力压裂等方法制造人工热储层,将地下冷水注入地下深处获取热能。深层地热能的有效利用是通过在地表建立高温发电

3、站来实现的。增强型地热系统、EGS技术和EGS技术在世界上相对成熟。EGS不仅用于开发干热岩。与油气开发中的压裂不同,EGS技术对环境几乎没有影响。在2010年9月至2011年4月期间,# 27-15由美国的德尔塞匹克电站激发,发电量增加了1.5兆瓦。近年来,美国的间歇泉地热田具有稳定的发电量。除了增加补给外,美国间歇泉地热田的一些井在2012年采用了EGS储层增产技术,进一步增加了储层产量。美国bottlefield地热田电站的发电能力为10MW,Altarock将在2014年增产两口生产井。目前,真正传统概念中的HDR开发项目是位于美国纽伯里火山的EGS示范项目。55-29主井深部热储温度

4、达到325,无流体。2012年对储层进行了增产,今年储层增产和增产将继续达到商业开采的目的。5.干热岩勘探开发的关键技术;4.中国干热岩资源的分布及潜力:6.EGS的未来;1.基本概念;3.国际EGS项目;2.干热岩资源特征。(据初步估计,中国陆地3.0-10.0公里深处的干热岩资源是860万亿吨标准煤燃烧释放的能量),几乎零排放。(没有废气和其他液体或固体废物,这可以保持对环境的最低水平的影响)。(没有爆炸危险,也不会造成灾难性事故或有害污染。)热能的连续性很好。(在可再生能源方面,只有EGS能够提供不间断的电力供应,不受季节、气候、昼夜等自然条件的影响。)它很经济(具有相当大的商业价值)。

5、1.干热岩的开发优势,干热岩的热能存在于各种变质岩或结晶岩中,更常见的岩石有黑云母片麻岩、花岗岩和花岗闪长岩等。一般来说,热岩石上覆盖着隔热层黑云母花岗岩、花岗闪长岩、二长花岗岩(soltz)、2号和2号干热岩以及储层温度直接影响储层开发的难度和经济效益。目前,适合EGS开发的井口温度不低于150。一般认为,深度4公里、温度高于200的区域是EGS的高级资源区。热储层的温度和埋深由选址决定,储层选址有两个主要依据。首先,选择火山口或火山口的火山岩地层边缘(芬登山项目,肘选择,新贝里);其次,在废弃的矿井或油气田(罗斯曼纳斯、苏尔特和库珀盆地)进行选择。3干热岩储热指数-储层温度和深度、激发体积

6、控制储层中可回收热能的比例(称为回收系数),这是影响热能回收系数的一个重要因素。激发后岩体的渗透率和孔隙度等参数对热能回收效率有很大影响。EGS发电的励磁容量应达到0.1km3.4干热岩储热指数-储层激发体积和储层热交换面积决定最终干热岩的发电装机容量。井距、井位类型、裂缝长度、宽度和间距最终决定了热储层的有效传热面积。强化地热系统的一项关键技术是通过储层激发产生不小于100万平方米的有效传热面积。5干热岩蓄热指数-油藏换热面积和油藏水流阻力是EGS裂缝性油藏单位流量压降值,是衡量EGS油藏动态的关键指标之一。储层阻力与储层低渗透率密切相关。储层的渗透率取决于裂缝的宽度和连通性。通过压裂,裂缝

7、连通,裂缝宽度增大,可以大大降低储层水流阻力。理想EGS的流体阻力应小于0.1兆帕/千克/秒.6干热岩储热指数-储层水流阻力和储层水流损失是指注入储层的水流流向储层外围地层,不能从生产井产出的现象。水流短路是指注入储层的水流没有充分停留在储层中并被加热,而是直接从生产井产出的现象。水流损失可能否定系统的经济性能和环境影响结论;然而,在水流短路形成后,必须丢弃已被激发的大部分岩体体积,这将对后续的钻孔和激发造成困难。理想EGS的用水量应该小于10%。7热干岩蓄热指数-水库水流损失和短路,内容,1974年,洛斯阿拉莫斯国家实验室在美国新墨西哥州芬顿山钻了第一口深井,从而启动了对热干岩的研究。198

8、7年,法国、德国和英国共同参与了法国苏尔寿地区干热岩生产的大规模试验研究,使干热岩资源开发技术逐渐成熟,目前该项目仍在运行。20世纪90年代,干热岩技术进入实际应用阶段,日本科学家取得了良好的成果。1996年,肘部区域开始发电。此外,世界上还有许多其他国家,如澳大利亚、新西兰、瑞士、俄罗斯等。上世纪90年代,开始了干热岩的前期研究和开发的技术准备工作。随着干热岩工程的发展,美国芬登山项目的研发经历了两个主要阶段,分别针对两个独立的干热岩油藏,深度分别为2800米和3500米。钻孔最深4500米,岩体温度330,换热系统深度3600米,发电量从最初的3MW到最后的10MW。第一部分: 2.7-2

9、.9公里: 180-200摄氏度第二部分: 3.5-4.2公里: 240-310摄氏度,2美国(1972-1996),该政策支持美国能源部启动地热技术和发展行动计划(GTP)以推广地热能源仅在2008年,美国能源部就筹集了3.68亿美元,2 USA(1972-1996),EGS在纽伯瑞火山的开发,第一阶段(2010-2011)数据分析,低压注水测试,成像测井(BHTV),压力,温度,水文测试,水力增产措施的规划和模拟,公共宣传活动,地震诱发规划,环境许可,第二阶段(2012-2014),地震传感器的安装,NWG 55-29水力增产措施,生产井,开发和测试,第三阶段(2016),大规模发电先后钻

10、了HDR 1井、HDR 2井、HDR 3井等生产井,井距50-130米。1991年,进行了一口注水井和三口生产井的地下水综合循环试验。在90天循环实验中,采出水温度为150-190。流体回收率为78%。130千瓦通过使用双介质循环产生。3日本(1985-2002)、1986年,法国和德国在苏雷什开展了岩体热能利用项目。第一阶段(1987 1992年)钻两口2000米的浅井,测试花岗岩上部。第二阶段(1992 1999年),深度为3 3.5公里、温度为160的双井蓄热系统被连续激发。在第三阶段(1999 2009年),深度为4 4.5km、温度为200的三井储热系统继续被激发。第四阶段(2009

11、 2008年),评价了4 4.5公里水库的长期动态。发电量达到1.5兆瓦.4法国(自1987年以来),24,地热田,法国,25,2003,“地球动力学”公司在南澳大利亚库珀盆地的沙漠中钻了两个深4500米的深孔。2008年,完成了钻井孔“哈巴内罗3号”,并进行了钻井流程测试。2009年1月,一座1000千瓦的示范电站建成,为电站所在的城镇供电。三年后,将钻探9口深井,建造一座50,000千瓦的干热岩发电站。据估计,到2016年,它将支持大约1万兆瓦的发电能力。5、澳大利亚典型EGS水库性能测试结果(2003年以来),世界主要发达国家EGS/HDR项目清单,内容、二、干热岩特征、干热岩分布、新生

12、代中国活火山分布、五大连池、长白山、阿尔山、大同、蓬莱、台湾、海南、腾冲、广州、广州,长期普遍存在深度为3-10公里。目前,新生代酸性岩体具有较高的上覆地热流埋藏干热岩特征,燕山早中期以来中酸性侵入岩分布区(红色标志),中生代以来主要酸性侵入岩分布区(红色标志),3。注:利用973热流数据,地球热流的空间变化和内部埋深为578。mainland China最浅的温度是17公里。鼓楼、阳江、漳州、腾冲、咸阳都位于地热流量高、埋深浅的地方。同时,这些点附近自新生代以来伴随着新的活动断裂,是典型的地热显示区,是我国干热岩研究的重点对象。-段(1370公里)(北海-福州)、赤峰、五大连池属于低热流值、

13、浅埋深;-段(3835公里)(腾冲-五大连池)、咸阳、南京属于高热流值、大埋深的地区,一般具有第四系覆盖层大、地温梯度小的特点。深层热源在覆盖层中向上传导,使热流聚集形成高热流特性。-段(4375公里)(塔什库尔干-塔什库尔干-塔什库尔干-塔什库尔干-塔什库尔干-塔什库尔干)。重点区域深部热构造图、东南沿海地热梯度图、东南沿海燕山期花岗岩,岩体放射性生热大,占总热流的60 %, 5公里深度温度可达195,盖层厚度300米,50,东南沿海三维温度图,4公里深度温度漳州165福州180 ,18公里深度温度福州555场570,基于热传导理论的温度场模型,180,165,555,540,570,135

14、,羊八井地热场的温度梯度逐渐增加超过2300米,超过2300米。根据地热流,幔源热流的比例为53.7%。2。西藏羊八井热结构分析,羊八井三维温度图,370,440,430,450,460,510,500,480,510,520,羊八井,羊八井,目录,3。国际EGS项目,2。干热岩特征、瑞克地区高温钻井和完井压裂,热储层施工监测:微地震应力温度,1。关键技术,瑞克地区高温钻井和完井压裂,热储层构造监测:微地震应力温度,1。关键技术:地热、地热流(深部地热的测定和计算)综合地球物理勘探技术(深部热构造解释)(大地电磁、重力探测、航磁、地震、)目标评价指标体系(温度、应力场、岩性、地层、水力)干热岩

15、可采资源潜力评价(资源潜力评价模型)、目标定位、钻井井控欠平衡钻井技术、高温钻井泥浆技术、定向井技术、压裂井技术、高温固井技术、高温破岩工具、 高温地热钻井生产关键技术,压裂方案(根据储层应力状态确定压力大小、深度和时间),压裂技术(如何实现多储层激发),化学激发技术(增加储层渗透率),水力激发原理,压裂技术,压裂现场,裂缝产生方向,微震监测(地面和地下)微震监测器的布置微震事件和裂缝的实时解释方法微震事件对周围环境影响的研究,微震监测云,监测解释技术, 微地震接收器信号传输系统、温度和压力监测(压裂过程中对储层温度和压力的实时监测)高温井下监测探头解释储层激发深度、监测解释技术、温度突变点为储层结构流体段、储层应力状态监测(最大和最小主应力的大小和方向)、岩体破裂分析(剪切破坏)、传统示踪剂单孔追踪技术(激发前判断储层渗透率), 热反应示踪剂(

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