对于干热岩那些诱人的前景,不少人认为是专家们在画大饼
2018-10-24 08:51 来源:快资讯 编辑:矿材网

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 近年来,我国成功钻获干热岩的消息时有传出,尤其是去年在青海3705米深处钻获236℃高温干热岩的消息更是轰动一时。作为全球公认的高效低碳清洁能源,其资源量巨大,单可采量据估就达17万亿吨标准,这是什么概念?去年一年,中国的能源消耗总量折合也仅为43.6亿吨标准煤!也就是说,这相当于中国去年一年能耗总量的3900倍,可用3900年。


 对于干热岩那些诱人的数据,不少人认为这是专家们在画大饼而已。但实际上,大力研究干热岩的开采技术有着深远的意义。


 人类第一次进行干热岩开采试验是在第一次石油危机期间(1973年至1974年),那时,原油价格暴涨引起了发达国家经济衰退,据估计,美国GDP增长下降了4.7%,日本下降了7%。


 其实,早在1970年,美国洛斯阿拉莫斯国家实验室就提出了从干热岩取热的想法了,只是那时油价还很低,所以想法也只能是想法而已。直到第一次石油危机的到来。


 数据显示,1976年~1978年,美国能源部为进行干热岩的开采研究每年投资500万美元,1979年提高到1200万美元。


 美国在新墨西哥州附近进行的干热岩开采试验持续了很多年,1986年5月进行的30天闭合循环试验中,注入了3.7万立方米的水,回收了66%,减压时又回收了20%的水,而从抽水井中抽出的热水温度达到192℃。目前,已经有少数国家建设了试验性质的干热岩发电站。


 页岩气闻名遐迩,大家都了解,但干热岩,绝大多数人还是第一次听说。不过,其成因却不难理解。地球的各种神奇常常超出我们的想象,只因为它就在我们脚下,导致我们并没有过多意识到。


 干热岩,说白了也是传统地热能的一种,只不过换了个说法,让大家感觉耳目一新。地热能大部分是来自地球深处的可再生性热能,它起于地球的熔融岩浆和放射性物质的衰变,按照其储存形式,地热资源可分为蒸汽型、热水型、地压型、干热岩型和熔岩型5大类。干热岩则是一般温度大于200℃,埋深数千米,内部不存在流体或仅有少量地下流体(致密不透水)的高温岩体。


 地球内核温度高达4000℃左右,而一些别的研究显示,内核某些地方高达5400℃,也许您觉得这温度不算什么,不过我们得知道,太阳的表面也才5000多度而已。


 并非只有地心拥有很高的温度,其外层温度也不低。地球内部的温度,从内到外依次降低,而地幔依据深度的不同,温度也约在2700℃到1200℃之间。


 毫无疑问,地球内部的热量会向地球表面传递,于是,我们能得出一个百分百正确的结论:挖的洞越深,洞底的温度就越高,这就是地温梯度——每深1千米的温度增加值。而地壳的平均地温梯度为每千米25℃,也就是说,平均起来,钻探的深度每增加1千米就增加25℃。


 25℃很小,但它只是平均值,很多地方,温度变化远大于25℃,这就是地温梯度异常。比如说,我国在青海这次打的井,打到3705米时,干热岩温度就上升到236℃了。


 干热岩的定义比较宽泛,通常是指埋藏超过2000米,温度超过150℃的高温岩体,其特点是无水或含水量极少。而与之相对的是“湿热岩”,这种高温岩体中存在天然的裂隙和水。


 开发干热岩资源的原理是从地表往干热岩中打一眼井(注入井),封闭井孔后向井中高压注入温度较低的水,然后加压,将储层岩石压裂,同时在注水井周围部署采出井,通过注入冷水,采出热水,将热量带出。带出来的热量可以用于发电(最主要的方式)或其他循环利用。


 干热岩具有清洁环保零排放、资源总量巨大、不受季风、气温影响、生产成本极低等能源优势,但由于干热岩本身所处环境复杂且资源勘查开发上存在技术障碍,我国目前干热岩的开采还面临一定难题。


 困难一在于干热岩分布环境复杂,勘探难度大。干热岩多分布于板块碰撞区,且埋藏深达几千米,地层温度200度以上,这对勘探和钻头耐热性等技术要求很高;且干热岩的温度难以长期保持较高水平,究其原因,涉及表深层岩浆的连通性问题和勘察、布井等技术难题。


 困难二在于构造复杂的地下岩体存在断层。注入的大量冷水因断层而流失,注入水与热岩接触这一步骤就难以顺利完美达成。


 困难三在于密集的裂隙网络形成有难度。干热岩的开采需要通过高压水来激发密集裂隙网络的形成,但由于裂隙大通道的接触面积小、热交换效率低,加上地下岩体本身的复杂性,导致了这种理想的密集裂隙网络难以形成。总之,干热岩开采所需水力压裂技术、工程设备和人力消耗问题也是目前我国干热岩开采面临的难题。

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