干熱巖鉆探專家淺談清潔能源干熱巖供熱開發利用的前景
中國屬于地熱資源豐富的國家,開發潛力巨大。有能量的干熱巖
所有的地熱資源當中,最具潛力的恐怕要屬干熱巖型地熱?梢哉f,站在地球的每一個角落,腳下幾千米深處的巖石,都是熱源。與傳統化石能源相比,干熱巖地熱能是一種清潔可再生能源;與其他清潔能源相比,干熱巖能夠實現穩定、可靠且安全的能源供應。但也有專家認為,由于技術、設備等原因,我國對干熱巖的開發利用仍尚待時日。
干熱巖也稱增強型地熱系統(EGS),或稱工程型地熱系統,是一般溫度大于200攝氏度,埋深數千米,內部不存在流體或僅有少量地下流體的高溫巖體。在中科院院士汪集旸主筆的《中國大陸干熱巖地熱資源潛力評估》一文中,干熱巖的定義如上。
干熱巖的能量來自于地球內部的熱能,理論上隨著地球向深部的地熱增溫,任何地區達到一定深度都可以開發干熱巖,因此干熱巖的資源潛力非常巨大。但是,由于技術和手段等限制,我們現在開發利用的干熱巖專指埋深較淺、溫度較高、有開發經濟價值的熱巖體。
開發干熱巖資源的勘探主要是通過物探與化探等手段,找到干熱巖體。物探方法有二維、三維地震,大地電磁測深,可控源大地電磁測深及重力及磁力等。
干熱巖開發主要是通過打井。據中國地質科學院勘探技術研究所研究員冉恒謙介紹,一般的做法是從地表往干熱巖中打一眼井(注入井),封閉井孔后向井中高壓注入溫度較低的水。在巖體致密無裂隙的情況下,高壓水會使巖體垂直最小地應力的方向產生許多裂縫。若巖體中本來就有少量天然開裂,這些高壓水使之擴充成更大的裂縫。隨著低溫水的不斷注入,裂縫不斷增加、擴大,并相互連通,最終形成一個呈面狀的人工干熱巖熱儲構造。在距注入井合理的位置處鉆幾口井并貫通人工熱儲構造,這些井用來回收高溫水、汽,稱之為生產井。
高溫蒸汽和水用于地熱發電和綜合利用。利用之后的溫水又通過注入井回灌到干熱巖中,從而達到循環利用的目的。注水井和生產井數量根據不同的情況而異,井的配置方式有兩井模式、三井模式、五井模式等。據了解,根據各國試驗站經驗,一般采用一口注入井、兩口生產井的三井模式。