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《增強型地熱系統(tǒng)(EGS)的人工熱儲技術(shù)》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、2009年第2期GEoTHERMALENERGY增強型地熱系統(tǒng)(EGS)的人工熱儲技術(shù)康玲，王時龍，李川f重慶大學機械工程學院，重慶400044)摘要：文章分析了增強型地熱系統(tǒng)(干熱巖)發(fā)電原理，研究該系統(tǒng)建立人工熱儲的關(guān)鍵技術(shù)，包括人工致裂、監(jiān)測、裂隙網(wǎng)絡(luò)的連通、封閉水流循環(huán)、熱儲系統(tǒng)建模等。最后分析了芬頓山、Hijiofi、蘇爾士大型試驗電站的人丁熱儲應(yīng)用實例。關(guān)鍵詞：增強型地熱系統(tǒng)；干熱巖；地熱發(fā)電；人工熱儲0引言地熱資源作為世界各國重點研究開發(fā)的可再生產(chǎn)勢生清潔能源，分為水熱型、地壓型、巖漿型和干熱巖型，目前世界上主要開采和利用的
2、是水熱型注永勢地熱資源，僅占已探明地熱資源的10％左右。20人工熱儲水庫世紀70年代，美國losAlamos國家實驗室在新墨干熱巖西哥州的芬頓山，開始世界上最早的于熱巖(Hot圖1增強地熱系統(tǒng)(干熱巖)發(fā)電原理圖DryRock，HDR)研究，即開采深埋于距地表4～6km深處的花崗巖、花崗閃長巖等，溫度在第一個子系統(tǒng)是地下熱儲層的開發(fā)建造。即150—650℃之間的干熱巖。保守估計地殼中干熱從地下深埋的巖石獲取地熱，通過注水井用冷水巖所蘊含的能量相當于全球所有石油、天然氣和加壓致裂方法建立高滲透性的裂隙體系(人工熱煤炭所蘊藏能量的30倍。儲)
3、。冷水流過熱儲層，滲進巖石的縫隙吸收熱干熱巖法近幾年由美國等國改進為增強型地量，再通過生產(chǎn)井將200℃以上的水或蒸汽抽出熱系統(tǒng)(EnhancedGeothermalSystems，EGS)，擴大地面。第二個子系統(tǒng)是熱水采出后進入地面發(fā)電了研究范圍，利用傳統(tǒng)水熱型或干熱巖資源，提供熱系統(tǒng)，即將高溫水采用二元發(fā)電裝置，如用高巖石的滲透率，以及在干巖或缺水系統(tǒng)中的含低沸點二次工質(zhì)的有機朗肯循環(huán)，或用氨／水混合水量。全世界任何510kin深度的巖石中都可以物作二次工質(zhì)的卡里納循環(huán)，帶動渦輪機發(fā)電，發(fā)現(xiàn)大量的熱，甚至在沒有水的地方，開發(fā)潛力而冷卻后
4、的水則被再次注人地下熱交換系統(tǒng)循環(huán)也巨大。使用。整個過程是在一個封閉的系統(tǒng)內(nèi)進行。我國在增強型地熱系統(tǒng)f或干熱巖、高溫巖體)在增強型地熱系統(tǒng)中，注水井和生產(chǎn)井數(shù)量領(lǐng)域，只有很少的理論研究，存在大量的空白領(lǐng)可根據(jù)不同的具體情況而異。井的配置方式有幾域。增強型地熱系統(tǒng)技術(shù)的關(guān)鍵是在滲透率極低種：-I~注水井和一眼生產(chǎn)井(1I眼井模式)，一的高溫巖石中建立人工熱儲。眼注水井和兩眼生產(chǎn)井(三眼井模式)，-t~注水井和四眼生產(chǎn)井(五眼井模式)。根據(jù)各國試驗電1增強型地熱系統(tǒng)原理站的經(jīng)驗，一般采用三眼井模式。如圖1所示，增強型地熱系統(tǒng)是一個閉環(huán)系統(tǒng)。
5、由兩個子沿熱儲構(gòu)造長軸方向布置注水井，在注水井的兩系統(tǒng)組成，如圖1所示。側(cè)各鉆一眼生產(chǎn)井，以保證獲取足夠的熱量。如果建立大規(guī)模的發(fā)電站，宜采用五眼井或更多?！?4·地熱能2009．NO．22-3熱儲的連通2人工熱儲的關(guān)鍵技術(shù)雖然過去的30多年里，美國的芬頓山、在地熱資源中，熱儲主要指滲透性良好的孔Coso、Geysers、Desert?Peak，英國的隙、裂隙巖層以及斷裂裂隙系統(tǒng)。地熱資源的優(yōu)Rosemanowes，法國的蘇爾士，日本的Hijiori、良與否主要取決于地熱梯度(地下深度和溫度關(guān)Ogaehi，澳大利亞的‘CooperBasi
6、n、系)、熱儲層的滲透率和裂隙及含水量。如果在一Hunter?Valley，瑞典的Fiallbacka。德國的定深度內(nèi)有充足的熱能、滲透率，就容易獲取地Falkenberg、Horstberg，瑞士的Basel等均先后建熱能。地球內(nèi)部雖然蘊藏著豐富的熱能，但是由立了干熱巖或增強型地熱系統(tǒng)。但迄今為止，干于地理結(jié)構(gòu)巖石斷裂的密封，致使?jié)B透率降低，熱巖試驗電站最大的問題是人工熱儲層的流量低含水量少或無水。我們不能增加熱能，但可以人于商業(yè)運作的參數(shù)要求，因此需要進一步提高人為的提高熱儲含水量和滲透率，更多地獲取熱工熱儲裂隙網(wǎng)絡(luò)的連通性。能，這是
7、實施增強型地熱系統(tǒng)、建立人工熱儲的通過微震方法測繪出人工裂隙系統(tǒng)的形狀、目的。結(jié)構(gòu)和方位，在熱儲擴張到理想大小之后再鉆生3．1人工熱儲的致裂產(chǎn)井，穿進熱儲層使地下裂隙相互連通，實現(xiàn)與致裂是建造熱儲層的關(guān)鍵技術(shù)之一，常用方地表的水流連通，形成增強型地熱閉環(huán)系統(tǒng)的法是通過水壓致裂、化學致裂和爆破致裂使巖石第—個子系統(tǒng)。裂隙打開、延伸并相交，形成相連的裂隙網(wǎng)，類2．4循環(huán)注水似于天然的地熱熱儲層。通常采用水壓致裂的方注入熱儲的冷水可以為經(jīng)處理的城市廢水，法提高巖石滲透率，即通過注入一定體積的水使如美國加州的Geysers蒸汽田——世界上最大的巖
8、石致裂。進行致裂前需做地應(yīng)力研究，包括主干蒸汽地熱田，曾在1987年為180萬人供電，應(yīng)力強度、方位等，進行致裂時采用微震儀監(jiān)測但之后隨著地熱水資源的減少，發(fā)電量逐年降熱儲裂隙狀況。一般在已有
