地热第4课-干热岩概要
干热岩型地热能
干热岩型地热能干热岩型地热能是一种新兴的可再生能源，它是利用地球内部的高温岩石来产生电力的一种技术。
这种技术的原理是将水注入到深处的高温岩石中，水在高温下变成蒸汽，然后通过管道输送到地面上的涡轮机中，驱动涡轮机发电。
干热岩型地热能具有无污染、可持续、稳定可靠等优点，是未来能源发展的重要方向之一。
干热岩型地热能的开发需要具备一定的条件。
首先，需要有高温的岩石层，一般需要达到200℃以上的温度才能够进行开发。
其次，需要有足够的水资源，因为水是产生蒸汽的重要原料。
最后，需要有适合的地质条件，如岩石的透气性、裂隙度等。
干热岩型地热能的开发过程中，需要进行多项技术研究和开发。
首先，需要进行地质勘探，确定岩石层的温度、水资源等情况。
其次，需要进行钻探，将水注入到岩石层中，产生蒸汽。
然后，需要建设输送管道和发电设备，将蒸汽输送到地面上的涡轮机中，产生电力。
最后，需要进行环境保护和安全管理，确保开发过程中不会对环境造成污染，同时保障工作人员的安全。
干热岩型地热能的开发具有重要的意义。
首先，它是一种可再生能源，可以替代传统的化石能源，减少对环境的污染。
其次，它具有稳定可靠的特点，可以满足城市和工业的用电需求。
最后，它可以促进当地经济的发展，提高当地居民的生活水平。
然而，干热岩型地热能的开发也存在一些挑战和问题。
首先，开发成本较高，需要进行大量的技术研究和设备建设。
其次，开发过程中需要考虑环境保护和安全管理，避免对环境和人员造成损害。
最后，干热岩型地热能的开发需要有政策和法律的支持，以保障其可持续发展。
总之，干热岩型地热能是一种具有广阔前景的可再生能源，它可以替代传统的化石能源，减少对环境的污染，同时满足城市和工业的用电需求。
虽然开发过程中存在一些挑战和问题，但只要有政策和法律的支持，加强技术研究和设备建设，就可以实现其可持续发展，为人类的未来提供更多的清洁能源。
地热与干热岩(湖南)
盆地）。
4 干热岩热储指标-储层激发体积
激发体积控制着储层中热能可被采收出来的比例(称为采
收率)，是影响热能采收率的重要因素。激发后岩体的渗透
率、孔隙度等参数对热能采收效率影响很大。
用于发电的EGS激发体积应达到0.1km3。
5 干热岩热储指标-储层换热面积
储层的换热面积决定了最终干热岩的发电的装机容量。 井距、井场形式、裂缝长度、宽度和间距最终决定了热储层 的有效换热面积。
2 干热岩的赋存
干热岩的热能赋存于各种变质岩或结晶岩类岩体，较常见的岩 石有黑云母片麻岩、花岗岩、花岗闪长岩等。一般于热岩上覆盖 有沉积岩或土等隔热层。 干热岩主要被用来提取其内部的热量, 因此其主要的工业指标 是岩体内部的温度。
黑云母花岗岩
花岗闪长岩
二长花岗岩（soltz）
3 干热岩热储指标-储层温度和深度
1、浅层地温能资源
地球内部的热能资源？
浅层地温能是地球表层地球内部传导或者对流的热量
以及太阳能辐射的热量的综合体。
浅层地温能资源通过地源热泵、水源热泵的方式用于
建筑供暖、洗浴、养殖等，目前是我国地热资源中利用量 最多最广的能源类型。
目前的定义： 浅层地温能是指地表以下一定
15 m
地表
20℃
夏天
14℃ 22 m
A 0.01 (9.52 CU 2.56CTh 3.48CK )
Rybach (1976)
由于高温条件下较强的地球化学分异，放射性元素会向浅部富集，从 而随深度呈指数衰减（Birch,1968）：
A(z) A0 exp( z / D)
其中，D为放射性生热元素富集层的厚度，A0为地表生热率
干热岩是一种资源 增强型地热系统是一种技术
地热第4课-干热岩
1 干热岩的发展优势
资源量巨大、分布广泛。（初步估算，我国陆区3.010.0km深处干热岩资源为860万亿吨标准煤燃烧所释放的 能量）
几乎为零排放。（无废气和其他流体或固体废弃物，可维持 对环境最低水平的影响）
开发系统安全。（没有爆炸危险，更不会引起灾难性事故或 伤害性污染）
热能连续性好。（在可再生能源中，只有EGS可以提供不间 断的电力供应，不受季节、气候、昼夜等自然条件的影响）
经济实惠（商业价值可观）
2 干热岩的赋存
干热岩的热能赋存于各种变质岩或结晶岩类岩体，较常见的岩石 有黑云母片麻岩、花岗岩、花岗闪长岩等。一般于热岩上覆盖有沉 积岩或土等隔热层。 干热岩主要被用来提取其内部的热量, 因此其主要的工业指标是岩 体内部的温度。
黑云母花岗岩
花岗闪长岩
二长花岗岩（soltz）
在高温但无水或无渗透 率的热岩体中，通过水 力压裂等方法制造出一 个人工热储，将地面冷 水注入地下深部获取热 能，通过在地表建立高 温发电站来实现深部地 热能的有效利用。
4 EGS 技术
4 EGS 应用
美国Dersertpeak电站2010.9-2011.4间对 # 27-15进行了储层激发，使 发电量提高了1.5MW。 美国Geysers地热田近年来发电量稳定，除了通过增加回灌以外，其部 分井在2012年采用了EGS储层激发增产技术，进一步增加了储层产量。 美国bottlefield地热田电站发电量为10MW，将于2014年由Altarock公 司对两个开采井进行激发增产。
水流损失可能否定系统的经济性能和环境影响结论; 而水流 短路形成后需要废弃已经激发的岩体体积中很大的一部分， 会给后续钻井和激发造成困难。
理想EGS的水耗应小于10%。
干热岩文档
干热岩1. 什么是干热岩干热岩是一种地热资源，指的是地下深部岩石中的高温岩体。
这些岩体通常位于地下几千米深处，温度可以达到200℃以上。
相比之下，传统地热资源主要来自于热液和蒸汽，而干热岩则不需要地下水的存在。
干热岩能量来源于地球内部的辐射热，属于一种无限可再生的资源。
2. 干热岩资源利用2.1 干热岩发电利用干热岩发电是目前对干热岩资源利用最主要的方式。
通过在地下钻探井中注水，注入高压高温的水使其与岩石发生热交换，形成蒸汽，然后利用蒸汽驱动涡轮发电机发电。
相比传统地热发电，干热岩发电具有更高的温度和压力条件，可以获得更高的发电效率。
2.2 干热岩热能利用除了发电，干热岩还可以直接利用其热能进行供暖、加热和工业过程。
通过在地表进行钻探，将高温岩体的热能输送到地表，再经过换热器进行热交换，将热能转移到需要加热的介质上，实现供热和加热的目的。
干热岩热能利用可以广泛应用于居民区、工业区和温室等场所，提供清洁、可持续的热能。
2.3 干热岩矿物资源利用干热岩中含有丰富的矿物资源，可以进行开采和利用。
例如，干热岩中的伴生物质，如铀、钍、稀土元素等，都具有重要的经济价值。
此外，干热岩中的岩盐、花岗岩等也可以用于建材、化工等领域。
3. 干热岩资源开发与环境影响干热岩资源开发对环境有一定的影响。
首先，干热岩资源的开采需要进行地下钻探和水力压裂等工作，可能会引起地震活动。
其次，注入的水和地下岩石的接触可能会导致岩石中的矿物质释放，对地下水质产生影响。
此外，干热岩资源开发需要大量的用水，可能会对水资源造成一定的压力。
为了减少环境影响，干热岩资源开发需要采取合适的技术和措施。
例如，使用先进的地震监测设备进行地震监测，控制地震活动的范围和强度。
此外，注水前需要对地下岩石进行充分的矿物学研究，了解矿物质释放的情况，并采取防护措施。
同时，可以推广水资源的节约利用和回收利用，减少对水资源的压力。
4. 干热岩资源的前景干热岩资源作为一种清洁、可持续的能源资源，具有广阔的发展前景。
中学地理科普讲解稿-干热岩
污 染火 大力 气发 环电 境 河 流水 生电 态破 系坏 统 气风 候电 的受 影季 响节
01
高温高 压钻井
02
耐高温 钻井液
03
动力钻具与 长寿命钻头
04
仪器耐高 与密封
关键技术
2017年我国科学家在青海共和盆地3705米深处钻获236℃的高温干热岩体 这是我国首次钻获温度最高的干热岩体，实现了我国干热岩勘查的重大突破
有深度 就有热度
Hale Waihona Puke 地壳中干热岩所蕴含的 能量相当于全球所有石油、 天然气和煤炭所蕴藏能量 的30倍，是一种前景广阔 的绿色环保、可再生能源 之一。
干热岩是一种新兴的地热能源，是指一般大于200摄氏度、深埋数千米、 内部不存在流体或存在少量地下流体的高温岩体
干热岩发电可以摆脱外界的干扰
干热岩能源是当前国际社会公认的 高效低碳清洁能源
干热岩——沉睡的宝贝地热能在线
干热岩——沉睡的宝贝地热能在线干热岩是新兴能源，温度一般大于200℃，深埋数千米，内部不存在流体，获仅有少量流体的高温岩体，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的高温岩体。
中国首次大规模发现干热岩资源位于青海省共和盆地。
温度高达153℃，它们埋藏浅、温度高、分布广、填补了我国干热岩地热资源的空白。
干热岩就在我们脚下我们赖以生存的地球蕴含着巨大的能量，地心温度高达6000℃。
地球通过火山、地震、地热等方式源源不断地释放着内部能量。
我们所熟悉的温泉正是地球比较温和地释放能量的方式，属于地热资源的一种。
干热岩是深埋地下、没有或极少量含有水或蒸汽的热岩体，属于另一种地热资源。
从理论上来讲，从地球表面向内部延伸，温度会逐渐增加。
任何区域达到一定深度，内部高温都足以开发干热岩。
可以说，干热岩是无处不在的自然资源，是可再生能源的主力军。
干热岩资源量巨大然而，地球内部的地热能并非我们都能开采。
由于当前技术条件有限，干热岩型地热资源专指埋深较浅（3千米～10千米）、温度较高（>150℃）、具有经济开发价值的热岩体。
据保守估计，地壳浅部干热岩（3千米～10千米）所蕴含的能量相当于全球所有石油、天然气和煤炭能量的30倍。
有关数据显示，中国大陆（3千米～10千米）干热岩地热资源总量为2.5×1025J，相当于860万亿吨标准煤，按2%的可开采资源量计算，相当于我国2016年能源消耗总量的3927倍。
同时，地热发电生命周期内二氧化碳的排放量比太阳能发电还要低，是燃煤发电二氧化碳排放量的1/60，天然气发电二氧化碳排放量的1/30。
所以，开发这种巨大的清洁型能源，不仅可以改变当前社会能源结构，还可以遏制污染排放，还一片碧海云天。
我国干热岩分布我国地热资源丰富。
经科学测算，有国内专家认为，中国大陆3-10公里深处干热岩资源总计为2.09×107EJ，合7.149×1014吨标准煤，高于美国本土(不含黄石公园)干热岩地热资源量(1.4×107EJ)。
干热岩供热介绍
技术实现通过钻机向地下一定深度高温干热岩层钻孔,在钻孔中安装一种密闭的金属换热器,借助换热器传导,将地下深处的热能导出,并通过专用设备系统向地面建筑物供热.特点普遍适用.钻孔位置的选定比较灵活,一般不受场地条件制约,每个建筑物下都有地热能,开发地热能在地面上具有普遍性.绿色环保.无废气、废液、废渣等任何排放,能量来自地热,治污减霾成效显着.如果进行规模化推广,在一个采暖季4个月,以100万平米建筑为例,与燃煤锅炉相比,采用干热岩供热技术：保护水资源.系统与地下水隔离,仅通过换热器管壁与高温岩层换热,不抽取地下热水,也不使用地下水.安全可靠.孔径小200毫米,深度在2000米以下,对建筑地基无任何影响,地下无运动部件；利用地下高温热源供热,系统稳定.系统寿命长.地下换热器采用J55特种钢材制造,耐腐蚀、耐高温、耐高压,寿命与建筑寿命相当.高效节能.专用的吸热导热装置与新材料的使用提高了地下吸热导热效率;一个换热孔可以解决万平米建筑的供暖.投资与运行经济.向地下中、深层取热,增加单孔取热量,扩大供热面积,可减少钻孔数,降低开发成本.目前按照一个取热深孔可解决1万~万平方米建筑的供热计算,其运行成本不超过燃煤集中供热的50％.同时地面供暖设备占用空间小,运行灵活,控制简单,维护费用低,使用寿命长,还可一机多用,制冷、供热、供热水.以长安信息大厦住宅、商场供热项目为例：项目基本信息：总建筑面积38000平米,其中住宅25000平米,商业13000平米.1钻孔数: 3个,钻孔深: 2000m.2技术特点：在钻孔中放入超长密闭金属换热器,将地下热能导出.3功能：冬季供热.本计算采用实用供热空调设计手册第二版第18章中提出的当量满负荷运行时间法,计算只对比冬季供暖时系统的总能耗.总建筑面积38000平方米,能耗计算针对其25000平方米住宅.冬季供暖采用干热岩供热技术,干热岩机组累计运行时间TB=16×30×4=1920h/a.1根据实用供热空调设计手册第二版上册第1432页表,可知住宅当量满负荷运行时间 .因此负荷率为：2计算设备耗电量：据上表可知,一个采暖季,干热岩供热系统总耗电量为24612kW·h,则运行费用按照西安市商业用电平谷电价元/kW·h计,每个采暖季干热岩系统运行费用为209280元,折合元·平方米/月.若采用居民用电价元/kW·h计,每个采暖季干热岩系统运行费用为12306元,折合元·平方米/月.。
干热岩若干基础知识
干热岩若干基础知识胡经国1、地热地热是来自地球内部核裂变产生的一种能量资源。
地球上火山喷发出的熔岩温度高达1200～1300℃。
天然温泉的温度大多在60℃以上，有的甚至高达100 ～140℃。
这说明，地球是一个庞大的热库，蕴藏着巨大的热能。
这种热量渗出地表，于是就形成了地热。
地热能是一种清洁、可再生能源，其开发前景十分广阔。
2、地热能地热能（Geothermal Energy）是从地球内部抽取的天然热能，这种能量来自地球内部的熔岩，并以热力形式存在，是导致火山爆发和地震的能量。
地球内部的温度高达7000℃，而在80～100公英里的深度处，温度会降至650～1200℃。
透过地下水的流动和熔岩涌至离地面1～5公里的地壳，热力得以被转送至较接近地面的地方。
高温的熔岩将附近的地下水加热，这些加热了的水最终会渗出地面。
运用地热能最简单和最合乎成本效益的方法，就是直接取用这些热源，并抽取其能量。
3、熔岩熔岩（Lava）是指已经熔化的岩石。
它以高温液体呈现，常见于火山口或地壳裂缝，一般温度为700～1200℃。
虽然熔岩的黏度是水的10万倍，但是它还是能流动到数公里以外，冷却成为火山岩。
熔岩是指从地下深处喷出地表的岩浆，也用来表示熔岩冷却后形成的岩石。
熔岩在熔融状态下的流动性，随二氧化硅的增加而减弱。
基性熔岩粘度小，易于流动；而酸性熔岩则不易流动。
由于熔岩化学成分的不同，或火山环境的差异，因而熔岩有多种表现形式。
4、岩浆岩浆（Magma）是指形成于地壳和上地幔深处、富含挥发成分、主要成分为硅酸盐的高温粘稠熔融物质。
岩浆是地下深处熔融或部分熔融的岩石。
喷出地表的岩浆称为熔岩（Lava）。
由喷出地表的岩浆冷凝而成的岩石称为喷出岩（Extrusive Rocks）；由侵入地壳中的的岩浆冷凝而成的岩石称为侵入岩（Intrusive Rocks）。
火山喷发时不但有蒸汽、石块、晶屑（矿物结晶碎屑）和熔岩团块从火山口喷出，而且还有炽热粘稠的熔融物质自火山口喷出或溢出。
岩石也能发电吗：干热岩
岩石也能发电吗：干热岩寻找新能源说起能源问题，中国自1993年起就从能源净出口国变成了净进口国。
也就是说，我们的本地能源产出已经供不应求，从此走上了从别的国家购买能源的不归路。
为了解决能源短缺的问题，我们也做了许多努力。
因地制宜，我们在地势平坦的地区建起了核电站；在沿海城市推进了潮汐发电；在偏远的山区修了风力发电机，安装了一片片的太阳能电池板...这些新型能源我们似乎都耳熟能详，但实际上，在大地的深处还隐藏着一股巨大的能源，它存在于那些不起眼的岩石之中，这种利用岩石发电的技术被称作干热岩发电。
大概是目睹了火山喷发的力量之后，人类就一直在寻找开发这种古老而巨大的能量的方法。
寻寻觅觅，我们终于找到了一种利用干热岩体发电的手段。
它在1970年被美国人莫顿和史密斯提出，但是，它的提出并没有引起多少人的注意，甚至是到了科学技术迅猛发展的2018年，它的潜在价值也没有被很好的发掘。
地表之下蕴藏着大量的热能什么是干热岩？干热岩(hot dry noodle rock)是靠热来发电的。
目前对于干热岩的正统定义是——增强型地热系统（EGS）。
广义上我们可以理解成一种地热资源，是一般大于200摄氏度、深埋数千米、内部不存在流体或存在少量地下流体的高温岩体。
为了获得地下的干热岩资源我们需要几个步骤：1. 首先从地表往干热岩层中打一眼井（注入井）。
2. 封闭井孔后向井中高压注入温度较低的水，以产生非常高的水压力。
3. 高压最终在岩层处产生一个大致呈面状的人工干热岩热储构造。
4. 在注入井的合理位置上再钻几口竖井，贯通人工热储构造，它们是用来回收高温水、汽的生产井。
5. 提取出的高温蒸汽可以用于地热发电和综合利用，使用后的温水又通过注入井回到干热岩中，从而达到循环利用的目的。
干热岩的开发利用在注入高压水的时候，如果岩体致密没有裂隙，高压水会使岩体大致垂直最小地应力的方向产生许多裂缝；而如果岩体中本来就有少量天然节理，这些高压水就会使之扩充成更大的裂缝。
百科知识精选干热岩
基本信息中文名：干热岩英文名：HDR别称：增强型地热系统类别：新兴地热能源开发方式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, 产生了非常高的压力。
在岩体致密无裂隙的情况下, 高压水会使岩体大致垂直最小地应力的方向产生许多裂缝。
若岩体中本来就有少量天然节理, 这些高压水使之扩充成更大的裂缝。
当然, 这些裂缝的方向要受地应力系统的影响。
随着低温水的不断注入, 裂缝不断增加、扩大, 并相互连通, 最终形成一个大致呈面状的人工干热岩热储构造。
在距注入井合理的位置处钻几口井并贯通人工热储构造, 这些井用来回收高温水、汽, 称之为生产井。
注入的水沿着裂隙运动并与周边的岩石发生热交换, 产生了温度高达200-300℃的高温高压水或水汽混合物。
从贯通人工热储构造的生产井中提取高温蒸汽, 用于地热发电和综合利用。
利用之后的温水又通过注入井回灌到干热岩中, 从而达到循环利用的目的。
开发进程共和盆地位于青藏高原腹地，这次钻获的干热岩资源具有埋藏浅、温度高、分布范围广的特点，填补了我国一直没有勘查发现干热岩资源的空白。
据青海省水文地质工程地质环境地质调查院专家介绍，在共和盆地钻获的干热岩致密不透水，1600米以下无地下水分布迹象，符合干热岩的特征条件。
该岩体在共和盆地底部广泛分布，钻孔控制干热岩面积达150平方公里以上，干热岩资源潜力巨大。
有关专家称，青藏高原在隆升过程中形成了一系列地热资源，从干热岩地热资源区域分布看，青藏高原南部约占我国大陆地区干热岩总资源量的1/5，资源量巨大。
"干热岩发电技术可大幅降低温室效应和酸雨对环境的影响，且不受季节、气候制约，"青海省水文地质工程地质勘查院院长严维德说，"利用干热岩发电的成本仅为风力发电的一半，只有太阳能发电的十分之一。
"我国资源青海地勘人员在共和盆地成功钻获温度高达153从干热岩地热资源区域分布上看，青藏高原南部占中国大陆地区干热岩总资源量的20.5%，温度亦最高；其次是华北（含鄂尔多斯盆地东南缘的汾渭地堑）和东南沿海中生代岩浆活动区（浙江—福建—广东），分别占总资源量的8.6%和8.2%；东北（松辽盆地）占5.2%；云南西部干热岩温度较高，但面积有限，占总资源量的3.8%基于现有地热测量数据，中国大陆地区3—10Km深度段干热岩地热资源总量（基数）为2.09×107EJ，低于中国地质调查局报道的资源基数（2.52×107EJ），相当于71.5×105亿t标准煤；即便按2%的可开采资源量计算，亦达4.2×105EJ,相当于14.3×103亿t标准煤，是中国大陆2010年能源消耗总量的4400倍。
关于干热岩
关于干热岩一、什么是干热岩干热岩（HDR），也称增强型地热系统（EGS），或称工程型地热系统，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的高温岩体。
这种岩体的成分可以变化很大,绝大部分为中生代以来的中酸性侵入岩,但也可以是中新生代的变质岩,甚至是厚度巨大的块状沉积岩。
干热岩主要被用来提取其内部的热量,因此其主要的工业指标是岩体内部的温度。
二、干热岩资源的成因类型根据地壳结构和成因机制，中国干热岩资源主要可分为高放射性产热型、近代火山型、沉积盆地型及强烈构造活动带型。
1、高放射性产热型干热岩资源：类似于法国Soultz地区及澳大利亚Cooper盆地等高放射性花岗岩地区，中国东南沿海地区，地表及地壳浅部发育许多大型的中生代酸性花岗岩类岩体，该类岩体具有较高的放射性产热特征，在壳源产热和幔源产热均理想的情况下大地热流值可超过100μW/m2。
在覆盖层理想的地方，可以获取理想的干热岩资源。
高放射性产热干热岩资源主要集中在中国东南沿海，如广东、福建、江西、海南以及广西部分地区，以燕山期大范围形成的酸性岩体为赋存体形成干热岩资源区。
2、沉积盆地型干热岩资源：沉积盆地型干热岩资源具有基岩覆盖层较大、表层地温梯度较大、增温稳定的特点。
深部热源向上传导到达覆盖层时，由于沉积覆盖层热导率小的特点，阻止了热量的散失。
本类干热岩资源虽然地表热流值并不太高，但由于热量在浅部的聚集，其底部基岩岩体温度可以达到150℃以上。
沉积盆地型干热岩资源主要分布在关中、咸阳、贵德、共和、东北等白垩系形成盆地的下部，由于沉积覆盖层具有较高的地温梯度，通常与水热型地热田共生。
3、近代火山型干热岩资源：近代火山型干热岩资源和火山活动密切相关。
国际上很多知名的干热岩资源区均属于这种类型。
受底部未冷却岩浆的作用，地表具有明显的水热活动现象。
通常在较浅的地方就可以获得较高的温度。
近代火山型干热岩资源分布在中国腾冲、长白山、五大连池等地区。
干热岩知识
干热岩知识作者：来源：《西部资源》2014年第05期地热能源是由于地核岩浆中的放射性物质发生热核反应释放出的巨大热量，通过断层，以蒸汽、水或干热岩为载体传导至地表而形成的一种绿色可再生能源，因此说干热岩是地热的一种。
利用地下干热岩体发电的设想，是美国人莫顿和史密斯于1970年提出的。
1972年，他们在新墨西哥州北部打了两口约4000米的深斜井，从一口井中将冷水注入干热岩体，从另一口井取出自岩体加热产生的蒸汽，功率达2300千瓦。
进行干热岩发电研究的还有日本。
英国、法国、德国和俄罗斯，但迄今尚无大规模应用。
“干热岩”技术主要是通过在钻孔中以加压的方式将水注入3000米～5000米深度的高温岩体（通常为花岗岩）中，这些水被加热呈沸腾状态并通过裂隙从附近的另外一处钻孔中喷出地面，喷出的热水被注入一个热交换器中，将其他沸点较低的液体加热，将生成的气体驱动蒸汽涡轮机进行发电。
冷却后的水可以进一步提取热能后再次注入钻孔中循环利用。
有数据表明，地壳中“干热岩”所蕴含的能量相当于全球所有石油、天然气和煤炭所蕴藏能量的30倍、利用干热岩发电的成本与以煤炭和天然气为燃料的火力发电站的成本大体相当，是风力发电的一半，只有太阳能发电的八分之一到十分之一。
目前，欧美许多发达国家正在积极开展于热岩开发试验研究工作。
地热分为以下几类。
一是干蒸汽型地热田。
特点是热焓高，温度大于150℃，发电效率高。
这类著名地热田有美国盖塞尔斯，意大利拉得瑞罗和日本松川等，我国尚未发现此类型地热田。
二是湿蒸汽型地热田。
特点是以热水为主（水占70%～90%），其余为蒸汽，温度大于150℃。
这类著名地热田有新西兰怀拉基，冰岛雷克雅未克，日本大岳，我国西藏羊八井，云南腾冲和台湾大屯等。
三是热水型地热田。
特点是热流体仅为单相的热水。
这类地热田在我国分布很广，北京、天津和东南沿海等地都有。
四是地热地压型地热田。
特点是高温（热能）、高压（机械能）、甲烷（化学能），但以热能为主。
干热岩勘探技术课件
上部低 温井段
复合钻 进组合
潜孔锤 备用
高温钻 具组合
潜孔锤 备用
高温钻 具组合
PPT学习交流
11
2.干热岩高温钻探工艺
2.4 干热岩研究已有工作基础
3D打印试制
PPT学习交流
19
3.耐高温关键器具
3.5 涡轮钻具性能试验、整机试制
10级涡 轮副测试
涡轮 铸造
整机性 能测试
整机组装入井 试验
PPT学习交流
20
3.耐高温关键器具
3.6 涡轮钻具野外取心钻进试验
A）勘探所Φ127涡轮取心试验
B）勘探所Φ140涡轮取心试验 C）勘探所Φ178涡轮取心试验
2014年～2016年，中国地质调查局勘探技术研究所承担了国 土资源公益性行业项目“干热岩高温关键器具及工艺研究”，完 成了“干热岩钻探工艺及涡轮钻研究”，并由北京探矿工程研究 所、中国地质调查局探矿工艺研究所分别协助完成“干热岩耐高 温钻井液技术研究”、“干热岩地层钻孔测斜技术的研究”两个 课题。所获成果在黑龙江省松科二井及青海共和干热岩GR1井进 行了入井实验检验。
1.1～1.3 570～1240 948～1920 1216～3140
1.1～1.4 450～1015 1076～2465 1630～4108
压降 （Mpa) ＜10.5
＜8.3
＜8.0
＜6.8
＜7.3
整机长度 最大钻压 （m） （Kn)
6.21
干热岩普查设计
干热岩普查设计一、干热岩概述干热岩（Dry Hot Rock）是一种地下热能资源，通常指地下深处（数十至数千米）的岩石层，其温度高于地面温度，且含水量较低。
干热岩资源丰富，具有广泛的应用前景，包括发电、供暖、温泉开发等。
二、干热岩普查意义干热岩普查是为了了解和评估干热岩资源的分布、储量、温度、压力等基本情况，为后续的开发和利用提供科学依据。
开展干热岩普查，有助于我国发掘和利用这一可再生能源，促进能源结构调整，减少对化石能源的依赖，降低环境污染。
三、干热岩普查方法干热岩普查主要包括地质调查、地球物理勘探、钻探和测试等方法。
地质调查通过对地表特征、地质结构、岩性等方面的研究，为普查提供基础资料。
地球物理勘探利用电磁法、地震法等技术，探测地下岩石的温度、含水量等情况。
钻探和测试是普查的关键环节，通过钻井取样、测温、压力测试等手段，直接获取地下干热岩的详细信息。
四、干热岩普查设计步骤1.前期调研：收集目标区域的地表地质、气象、水文等资料，了解区域构造、岩性、地热异常等信息。
2.地球物理勘探：根据前期调研成果，选择合适的方法进行地球物理勘探，确定干热岩靶区。
3.钻探和测试：在地球物理勘探结果的基础上，设计钻探工程，进行钻井取样、测温、压力测试等，获取干热岩的详细参数。
4.数据分析与评价：对获取的数据进行综合分析，评估干热岩资源的储量、温度、压力等指标，为后续开发提供依据。
5.成果报告：编制普查报告，总结普查成果，提出干热岩开发建议。
五、干热岩开发与应用前景干热岩开发具有广泛的应用前景，包括发电、供暖、温泉开发等。
干热岩发电技术成熟，投资成本相对较低，具有较好的经济效益。
此外，干热岩开发有助于减少温室气体排放，减缓全球气候变化，具有良好的社会和环境效益。
随着技术的不断进步，干热岩开发将在未来能源领域发挥重要作用。
总之，干热岩普查是发掘和利用这一可再生能源的重要环节。
地热第4课-干热岩
水流阻力。理想EGS流体阻力应小于0.1Mpa/kg/s。
7 干热岩热储指标-储层水流损失与短路
储层水流损失是指注入储层的水流流向储层外围地层而无
法从生产井产出的现象。
水流短路是注入储层的水流没有充分停留在储层中被加
热而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; 而 水流短路形成后需要废弃已经激发的岩体体积中很大的一部 分，会给后续钻井和激发造成困难。 理想EGS的水耗应小于10%。
羊八井
370
450
460
440 430
羊八井
510 510 520 羊八井 480 500
2000
5 /km
3000
4000
Hale Waihona Puke 30 /kmGPK1-3600 m: May 1993 GPK2-5000 m: Feb 2000
价了4-4.5km储层的长期性能。发电量达到
1.5MW。
5000
法国苏尔茨地热田
25
5 AUSTRALIA（since 2003）
• 2003年，“地球动力”公司在 南澳大利亚Cooper盆地的沙漠 中，钻探出了2个深度达4500m 的深孔。
世界主要发达国家EGS/HDR项目一览表
目 录
一、基本概念 二、干热岩的特点 三、国际EGS工程
四、我国干热岩资源分布及潜力 五、干热岩勘查开发关键技术
六、EGS的未来
1
干热岩的分布
中国新生代活火山分布
阿尔山
五大连池
长白山 大同 蓬莱
台湾 腾冲
广州 海南
2
干热岩的埋藏特征
长期 无处不在 深度3-10km 目前技术条件 中新生代酸性岩体 有覆盖层
干热岩基本特征及分布
干热岩基本特征及分布胡经国能源问题举世瞩目。
人们长期以来所依赖的常规能源，如媒、石油、天然气等都是一次性能源，不可再生；随着人类不断地开发利用，终究会枯竭。
而且，在利用这些常规能源时，不可避免地对人类生存环境产生巨大的污染。
因此，科学家们都在积极寻找其它清洁的、可再生的新型替代能源。
地热能正是这样一种清洁、可再生的能源。
地热资源属于宝贵的资源。
早在1970年，李四光先生就高瞻远瞩地提出：“地下是一个大热库，是人类开辟自然能源的一个新来源，就像人类发现煤炭、石油可以燃烧一样”。
而且，大部分的地热能都储存于岩石中，大家称其为干热岩。
在地热资源中，干热岩具有应用价值和利用潜力。
一、干热岩基本特征干热岩是指在地壳深处（埋深超过3000米）普遍存在的、没有水或蒸汽的、致密不渗透的热岩体。
它主要是各种变质岩或结晶岩体；较常见的干热岩有黑云母片麻岩、花岗岩，花岗闪长岩等。
干热岩本身具有很高的温度，呈干热状态，温度范围很广，在150～650℃之间，可以作为热能资源加以利用。
因为，这种热能系统不要求岩石具有孔隙渗渗条件和含有流体，因而在目前钻探技术可达到的深度范围（约10千米）以上分布十分广泛，几乎是一种无限的能源类型。
干热岩的热能储量十分丰富，比煤炭、石油、天然气的热能总和还要多。
在较浅层的干热岩资源中，蕴藏的热能等同于100亿夸特（1夸特相当于18000万桶石油，而美国200年能源消耗总量才90夸特）。
这些能量是所有常规地热资源评估能量的800多倍，是包括石油、天然气和煤在内的所有化石燃料能量的300多倍。
1、绿色稳定高效干热岩的形成与地球的结构有关。
地球是由地壳、地幔和地核组成的。
地核的半径大约在3500公里左右。
地核是由铁和镍这样一些金属，在7000多摄氏度高温下形成的炽热熔浆；其热量向上传导，经过地幔会传导至地壳。
地壳中不含水等流体或者含流体极少的岩层就会获得高温能量，从而形成干热岩。
干热岩有广义和狭义之分。
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• 2008年，又完成了钻孔
“Habanero-3”并进行钻孔流 动试验。 • 2009年1月，建成一座1000kW 的示范电站，专为建站地点的 小镇供电。准备3年后再钻9眼 深井，建成一座5万kW的干热 岩发电站。 • 预计到2016年支持大约1万MW 的发电能力。
26
典型EGS储层的性能试验结果
温度达到200℃，埋藏深度合理，内含流体不是太多（或者没
有）能用干热岩技术来提取岩体中的热量，就把这种岩体称 为干热岩。
欧洲一些科学家根据法国干热岩研究认为，埋藏于地面1km以
下，温度大于200℃的岩体就可称为干热岩。条件无需过于严 格。
2 干热岩概念的发展
• 美国最早（1973年）称之为“热干岩体”。 • 日本的钻探发现，深层岩体中有发育有较好的天然裂缝体系，并存在 有地热水，因而又称作“热湿岩体”。 • 在澳大利亚的试验中，地下岩体要经过人工压裂处理，使其生成裂缝 体系，因而叫做“热裂岩体”。 • 此外，瑞士称作“深层地热开采”， • 国际能源机构1978 年发起的研究项目称“人造地热能利用体系”。
Ⅳ-Ⅳ剖面（4375km）(塔什库尔干-南京)
咸阳、南京属于大地热流值高而居里面埋深大的地方，这些地方一般都具 有第四系覆盖层较大，地温梯度较小的特点，深部热源向上传导在覆盖层因热 导率变小而使热流聚集形成高热流特征
4
重点地区深部热结构图
1、东南沿海热结构分析
东南沿海地温梯度图
东南沿海为燕山期花岗岩，岩体放射性产热较大，占热流总量60%， 5km深度温度可达195℃，盖层厚度300m。
4 FRANCE（since 1987）
• • 1986 年法国、德国在苏尔士开展岩体热能 利用项目。 第一阶段（1987～1992年）钻了两个2000m 的浅井，对花岗岩上部进行了测试。
Measured depth (m)
1000 0 0 50
Temperature ( C)
100
150
200
• 1990 年，在日本的肘折地区进行了 干热岩试验，称为“肘折工程”，目 的是研究适合于干热岩发电的关键技 术。 • 先后钻探了HDR-1, HDR-2, HDR-3等 生产井，井间距为50-130 m。 • 在1991年进行了一个注入井与3个生 产井的综合地下水循环实验，在90天 循环实验中，生产水温度为150190℃。流体回收率为78%。 利用双工质循环发电130 kW 。
2 干热岩的赋存
干热岩的热能赋存于各种变质岩或结晶岩类岩体，较常见的岩 石有黑云母片麻岩、花岗岩、花岗闪长岩等。一般于热岩上覆盖 有沉积岩或土等隔热层。 干热岩主要被用来提取其内部的热量, 因此其主要的工业指标 是岩体内部的温度。
黑云母花岗岩
花岗闪长岩
二长花岗岩（soltz）
3 干热岩热储指标-储层温度和深度
世界主要发达国家EGS/HDR项目一览表
目 录
一、基本概念 二、干热岩的特点 三、国际EGS工程
四、我国干热岩资源分布及潜力 五、干热岩勘查开发关键技术
六、EGS的未来
1
干热岩的分布
中国新生代活火山分布
阿尔山
五大连池
长白山 大同 蓬莱
台湾 腾冲
广州 海南
2
干热岩的埋藏特征
长期 无处不在 深度3-10km 目前技术条件 中新生代酸性岩体 有覆盖层
2 USA（1972-1996）
• 美国芬登山项目研究与开发经历了两个主 要阶段，分别针对深度为2800ｍ和3500ｍ 两个独立的干热岩储层。 • 最深钻孔达4500 m ，岩体温度为330℃， 热交换系统深度为3600 m，发电量由最初 的3MW 到最后的10MW。 • • 第一段: 2.7-2.9 km: 180-200°C 第二段: 3.5-4.2 km: 240-310°C
• 美国在热干岩体实验项目后，对新开发的这种项目统称“增强地热系
统”。
3 干热岩和增强型地热系统
目前的定义：
• 干热岩（HDR），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的高温岩体。 • 增强型地热系统（EGS）（称工程型地热系统）是通过工程手段开采 深部岩体热能的技术方法。
目 录
一、基本概念 二、干热岩的特点 三、国际EGS工程 四、我国干热岩资源分布及潜力
五、干热岩勘查开发关键技术
六、EGS的未来
1 干热岩工程的发展
最早对干热岩进行研究的国家是美国。1974年, 美国洛斯〃阿拉莫斯国家实
验室在美国新墨西哥州的芬顿山钻了第一眼深井, 拉开了干热岩研究的序幕。 1987年, 法、德、英三国共同参与在法国的苏尔士地区开展了规模较大的 干热岩生产实验研究,使干热岩资源开发技术逐步趋于成熟，该工程目前仍在运 行。 90年代,干热岩技术已进入了实际应用阶段, 日本科学家取得了比较好的成 绩。1996年, 肘折地区已开始发电运行。 另外, 世界上许多其他国家,如澳大利亚、新西兰、瑞士、俄罗斯等, 也在 90年代开始了干热岩的预研究与开发的技术准备工作。
水流阻力。理想EGS流体阻力应小于0.1Mpa/kg/s。
7 干热岩热储指标-储层水流损失与短路
储层水流损失是指注入储层的水流流向储层外围地层而无
法从生产井产出的现象。
水流短路是注入储层的水流没有充分停留在储层中被加
热而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; 而 水流短路形成后需要废弃已经激发的岩体体积中很大的一部 分，会给后续钻井和激发造成困难。 理想EGS的水耗应小于10%。
库伯盆地）。
4 干热岩热储指标-储层激发体积
激发体积控制着储层中热能可被采收出来的比例(称为采
收率)，是影响热能采收率的重要因素。激发后岩体的渗透
率、孔隙度等参数对热能采收效率影响很大。
用于发电的EGS激发体积应达到0.1km3。
5 干热岩热储指标-储层换热面积
储层的换热面积决定了最终干热岩的发电的装机容量。 井距、井场形式、裂缝长度、宽度和间距最终决定了热储层 的有效换热面积。
干热岩是一种资源 增强型地热系统是一种技术
4 增强型地热系统
在高温但无水或无渗 透率的热岩体中，通过 水力压裂等方法制造出 一个人工热储，将地面 冷水注入地下深部获取 热能，通过在地表建立 高温发电站来实现深部 地热能的有效利用。
4 EGS 技术
4 EGS 应用
美国Dersertpeak电站2010.9-2011.4间对 # 27-15进行了储层激发，使 发电量提高了1.5MW。 美国Geysers地热田近年来发电量稳定，除了通过增加回灌以外，其部 分井在2012年采用了EGS储层激发增产技术，进一步增加了储层产量。 美国bottlefield地热田电站发电量为10MW，将于2014年由Altarock公 司对两个开采井进行激发增产。
五、干热岩勘查开发关键技术
六、EGS的未来
1 干热岩的发展优势
资源量巨大、分布广泛。（初步估算，我国陆区3.0-10.0km 深处干热岩资源为860万亿吨标准煤燃烧所释放的能量） 几乎为零排放。（无废气和其他流体或固体废弃物，可维持 对环境最低水平的影响） 开发系统安全。（没有爆炸危险，更不会引起灾难性事故或 伤害性污染） 热能连续性好。（在可再生能源中，只有EGS可以提供不间 断的电力供应，不受季节、气候、昼夜等自然条件的影响） 经济实惠（商业价值可观）
羊八井பைடு நூலகம்
370
450
460
440 430
羊八井
510 510 520 羊八井 480 500
干热岩—地热能的未来
中国地质科学院水文地质环境地质研究所
王贵玲
目 录
一、基本概念 二、干热岩的特点 三、国际EGS工程
四、我国干热岩资源分布及潜力 五、干热岩勘查开发关键技术
六、EGS的未来
(一) 基本概念
3
1 各国对干热岩的定义
美国科学家根据芬顿山的干热岩研究工作认为干热岩是埋藏 于距地面2-3km以下、无裂隙、无流体、自然温度达于200℃ 的岩体。 日本科学家根据肘折地区的干热岩研究工作认为只要岩体的
增强型地热系统的一个关键工艺就是通过储层的激发来创建
不低于100万m 的有效换热面积。
2
6 干热岩热储指标-储层水流阻力
储层水流阻力是EGS裂隙储层通过单位流量的压力降值， 是衡量EGS储层性能的关键指标之一。 储层阻力和储层的低渗透率密切相关。储层的渗透率由压
裂裂隙的宽度和联通程度决定。
通过压裂使裂隙联通，隙宽变大，可以大幅度减少储层
储层温度直接影响储层开发的难易程度和经济性能，目前适合 EGS开发的井口温度不低于150℃。
普遍认为，深度在4km内、温度高于200℃的区域是高等级EGS资
源区。 热储的温度和埋深由选址决定，储层选址主要有两种依据。
一是选在火山口或破火山口的火山岩岩层边缘（芬登山项目、
肘择,Newberry）； 二是选在废置的矿场或油气田处（罗斯曼奴斯、苏尔茨和
Reservoir temperature profile 111 /km
• 第二阶段（1992～1999年），对深度33.5km温度达到160 ℃的双井热储系统继续 了激发。 • 第三阶段（1999～2009年）对深度4— 4.5km温度达到200 ℃的三井热储系统继续 了激发。 • 第四阶段（2009～2008年）循环发电，评
2 USA（1972-1996）
政策支持
美国能源部推出了一项“地热技术和发展行动计划”（GTP），
用于推动地热能的勘探和开发。仅在2008年，美国能源部就为
地热能开发筹集了3.68亿美元的资金。在庞大的GTP计划中包 含数十个技术项目，其中，又以“增强地热系统（EGS）”是 最为主要的发展目标。