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我国在青海共和盆地首次钻获温度达153℃的干热岩
来源: 青海新闻网
作者:
发布时间: 2014-04-01 08:20:32
编辑: 李娜

  青海新闻网讯  3月31日,青海省水文地质工程地质环境地质调查院宣布:他们实施的共和盆地干热岩钻探项目——“青海省共和县恰卜恰镇中深层地热能勘查”,经过近一年的钻孔施工,取得重大进展,近日在地下2230米处钻获发现温度达153℃的干热岩。据介绍,这是我国成功首次钻获发现干热岩,是我国在能源领域和地热勘查方面的取得重大突破,也是青海在继2009年在全国首次发现陆地可燃冰之后,在能源领域的又一重大发现。

  这次在青藏高原腹地——共和盆地中北部成功找到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。不仅对我国开展干热岩资源的深入研究、争夺新一轮能源制高点具有重要意义,而且对改变地区能源结构和对经济、社会的发展具有深远的现实意义。

  地质资料显示,地处青藏高原腹地的青海大地蕴藏有丰富的地热资源,共和盆地前景最好。为推动青海省地热资源的开发利用,加快共和盆地中深层地热资源研究,自2011年开始,由中国地质调查局部署,青海省国土资源厅立项,青海省水文地质工程地质环境地质调查院(青海省水文地质地热地质重点试验室)承担的“青海省共和县恰卜恰镇中深层地热能勘查”项目,开展了前期研究和钻孔勘探。

  此后,在中国地质大学(武汉)等科研院所的协助下,通过聚热机制分析,经过对近年实施的三个孔的钻探验证结果的深入分析,在中新生代盆地——共和盆地中北部确定了干热岩寻找靶区。2013年6月,启动实施了这个深达3000米的编号为“DR3”的钻孔,前不久在2230米深度揭露到温度达153℃的干热岩。同时这个设计3000米的深孔目前仍在向地下深部钻进,已达2330米。且随着深度增加,温度按6.8℃/100米的梯度稳定升高,勘探表明干热岩岩性为印支期花岗岩,致密不透水,1600米以深无地下水分布迹象,完全符合干热岩的各项条件。

  勘探显示,该岩体在共和盆地底部广泛分布,仅钻孔控制干热岩面积已达150平方公里以上,干热岩资源潜力巨大。由于黄河横穿共和盆地,同时盆地内地下水资源丰富,仅每天泄入黄河的地下水达20万立方米以上,丰富的水源保障了干热岩资源广阔的开发利用前景。

  日前,《全国干热岩勘查与开发示范实施方案》正式出台,希望2013~2015年是在干热岩勘探方面取得阶段性突破,也就是能钻探到150~200摄氏度度的干热岩。青海共和盆地钻获我国首个干热岩,大大加快了这个进程,使目标的实现提前了两年。 (作者:康维海)

  相关链接:据介绍,干热岩一般是指地下3-10千米深度范围内的温度大于150℃、甚至达650℃的高温岩体,为清洁的地热资源,是一种因具有资源量巨大、零污染排放、安全性好、热能连续性好不受季节、气候、昼夜制约、利用率高、成本低特点而有广泛利用潜力的清洁可再生资源。据估算,我国大陆3000米至10000米深处干热岩资源总计相当于860万亿吨标准煤,是中国目前年度能源消耗总量的26万倍。在过去40年里,发达国家干热岩的利用技术日趋成熟,显现出了巨大的利用价值,我国因干热岩资源勘查工作滞后,目前仍处于探索起步阶段,此前还未成功探出干热岩。

  干热岩发电技术与传统能源发电技术相比,可大幅降低温室效应和酸雨对环境的影响。目前,只有美国、日本和瑞典等少数发达国家成功探获干热岩,并掌握了干热岩发电的基本原理和技术。通过水交换的办法,把深部的热变成蒸汽,进行发电。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。

  较常规地热资源,干热岩是更加清洁的一种可再生能源。地热水中通常含有硫化物等有毒、有害或阻塞管道的物质,干热岩则不存在这个问题。火电污染大、风能不稳定,太阳能占地面积大、成本高,水电可能造成流域生态破坏,核电虽清洁,但3年前日本大地震造成的核泄露令人至今心有余悸。发电是干热岩目前的主要利用方式,也是未来开发利用的主要方向。

  和火电、水电相比,干热岩发电的优势更胜一筹——它几乎是零排放,开发安全,持续性好,一旦技术成熟,经济实用也将成为它的另一枚标签。根据一项报告,干热岩发电的预期商业化成本为每度电3.6~9.2美分,折合人民币0.22~0.56元。未来,这种新的能源——干热岩的开发利用,或许能真正安全稳定地还我们以青山碧水、蓝天白云。

  据统计,截至2010年,我国石油储量31.7亿吨,天然气储量37793.2亿立方米,煤炭储量2793.9亿吨,预计开采年限分别为16.75年、41.43年、93.98年。不可再生化石能源的耗尽,是不容更改的命运。而地热能则不同,潜力巨大,空间分布广泛,能提供稳定的负荷。

  2012年,中国地质调查局初步评价了中国大陆3~10千米深处干热岩资源,总量为2.5×1025焦,相当于860万亿吨标煤。“若能采出2%,就相当于中国2010年全国一次性能耗总量(32.5亿吨标煤)的5300倍。”

  同一年,中国科学院也对中国大陆3~10千米深处的干热岩资源进行了评价,得出的结论是2.09×1025焦。

  相近的数字,印证了中国干热岩开发利用的光明前景。

  通过增强型地热系统(EGS)利用干热岩发电,是目前世界上干热岩开发利用的主要做法。EGS是采用人工形成地热储层的方法,从低渗透性岩体中经济地采出热能的人工地热系统,即从干热岩中开发地热的工程。通过注入井注水,在地下实现循环,进入人工产生的、张开的联通裂隙带。在此过程中,水与岩体接触被加热,然后通过生产井返回地面,形成一个闭式回路,从而实现从地下深部低渗透性干热岩体经济地采出相当数量深层热能。人工热储的形成和储层中裂缝的发育连通情况是控制干热岩热能提取的关键。

  干热岩开发的EGS技术,尽管还处于研发阶段,但全球几个主要的干热岩开发试验工程,已经在实践中取得了进展。美国新墨西哥州芬顿山、英国康瓦尔州Rosemanowes、日本Hijiori、法国莱茵地堑Soultz、澳大利亚Cooper是世界上几个主要的干热岩开发利用工程,其中最早的芬顿山建于1972年。这些工程有的已经结束使命,有的至今仍在运行,目前已合计发电4.7兆瓦。有关报告显示,美国预期在2030年实现干热岩发电的商业化运营,到2050年EGS发电量计划超过10万兆瓦。

  目前,中国有很多地区对干热岩的开发利用很感兴趣,山东、青海、广东等省在这个领域都已经有了投入,但距离试验性的开发利用仍有漫长的路要走。

  前不久,《全国干热岩勘查与开发示范实施方案》的正式出台,将为中国能源结构调整作出重大贡献。按照方案,我国将评价全国干热岩资源与潜力,找出优先开发靶区,建立干热岩勘查示范基地,形成我国干热岩勘查开发的关键技术体系,推进我国干热岩技术商业化。

  这些目标将分三个阶段完成,即分三步走。

  2013~2015年是第一个阶段。这个阶段将评价重点地区干热岩资源数量与品级,圈定干热岩靶区,初步建立干热岩勘查开发试验研究基地。主要是对我国干热岩资源状况宏观上有一个把握,同时希望干热岩勘探方面取得阶段性突破,也就是能钻探到150~200摄氏度度的干热岩。青海共和盆地钻获我国首个干热岩,大大加快这个进程,使目标的实现提前了两年。

  第二阶段是“十三五”的5年。在这5年间,要评价出全国干热岩资源的潜力,圈定出一批勘查开发利用靶区,实现干热岩示范工程发电,并形成我国干热岩勘查开发指导方案。

  而“十三五”之后的第三个阶段,计划能够实现干热岩发电的商业性运营,不仅发电成本降低,还建立起一套自有的干热岩开发方法体系。

  

  据了解,青海普遍分布有大地热流显著偏高的地区,地下热水热储种类齐全。据不完全统计,现已发现水温在15℃以上的热水或地热异常点有84处。经过勘探初步分析认为,已发现干热岩分布的共和盆地是全国干热岩条件最好的地方之一,具有相对其他地区海拔低、气候条件好的特点,具有与澳大利亚库伯盆地、美国的沙漠峰等相近的条件,加之水资源丰富,是我国增强性地热系统(EGS)研究开发的理想的场址。据《青海省地热资源勘查及开发利用规划》未来8年计划投资9亿元加强地热资源勘查,力争建立我国干热岩研究开发试验基地。

  青藏高原在隆升过程中形成了一系列地热资源,如西藏羊八井地区、青海的唐古拉地区及贵德—共和地区等。青海省已发现地热点带多处。从干热岩地热资源区域分布看,青藏高原南部占中国大陆地区干热岩总资源量的20.5%,资源量巨大且温度最高,而北部尚未做过研究,因此此次勘探的意义重大。

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·青藏高原首个干热岩勘探研究项目中期探获110摄氏度地温
[01月02日]
 
 
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