干熱巖鉆探專家淺談清潔能源干熱巖供熱開發(fā)利用的前景
中國屬于地?zé)豳Y源豐富的國家,開發(fā)潛力巨大。有能量的干熱巖
所有的地?zé)豳Y源當(dāng)中,最具潛力的恐怕要屬干熱巖型地?zé)帷?梢哉f,站在地球的每一個(gè)角落,腳下幾千米深處的巖石,都是熱源。與傳統(tǒng)化石能源相比,干熱巖地?zé)崮苁且环N清潔可再生能源;與其他清潔能源相比,干熱巖能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定、可靠且安全的能源供應(yīng)。但也有專家認(rèn)為,由于技術(shù)、設(shè)備等原因,我國對干熱巖的開發(fā)利用仍尚待時(shí)日。
干熱巖也稱增強(qiáng)型地?zé)嵯到y(tǒng)(EGS),或稱工程型地?zé)嵯到y(tǒng),是一般溫度大于200攝氏度,埋深數(shù)千米,內(nèi)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?zé)豳Y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(nèi)部的熱能,理論上隨著地球向深部的地?zé)嵩鰷兀魏蔚貐^(qū)達(dá)到一定深度都可以開發(fā)干熱巖,因此干熱巖的資源潛力非常巨大。但是,由于技術(shù)和手段等限制,我們現(xiàn)在開發(fā)利用的干熱巖專指埋深較淺、溫度較高、有開發(fā)經(jīng)濟(jì)價(jià)值的熱巖體。
開發(fā)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(fā)主要是通過打井。據(jù)中國地質(zhì)科學(xué)院勘探技術(shù)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(huì)使巖體垂直最小地應(yīng)力的方向產(chǎn)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?dāng)U充成更大的裂縫。隨著低溫水的不斷注入,裂縫不斷增加、擴(kuò)大,并相互連通,最終形成一個(gè)呈面狀的人工干熱巖熱儲(chǔ)構(gòu)造。在距注入井合理的位置處鉆幾口井并貫通人工熱儲(chǔ)構(gòu)造,這些井用來回收高溫水、汽,稱之為生產(chǎn)井。
高溫蒸汽和水用于地?zé)岚l(fā)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(dá)到循環(huán)利用的目的。注水井和生產(chǎn)井?dāng)?shù)量根據(jù)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(jù)了解,根據(jù)各國試驗(yàn)站經(jīng)驗(yàn),一般采用一口注入井、兩口生產(chǎn)井的三井模式。

