干热岩

新兴地热能源

新兴地热能源，是一般温度大于180℃，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。存量巨大。

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。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。

地热能：赋存于地球内部岩土体、流体和岩浆体中，能够为人类开发和利用的热能。干热岩：不含或仅含少量流体，温度高于180摄氏度，其热能在当前技术经济条件下可以利用的岩体。增强地热系统（EGS）：也称工程地热系统，为利用工程技术手段开采干热岩地热能或强化开采低孔渗性热储地热能而建造的人工地热系统。

干热岩（HDR）是一种地热资源之一。而增强地热系统（EGS）是一种工程技术集成。二者不可划等。

资源量

全球陆区干热岩资源量相当于4950万亿吨标准煤，是全球所有石油、天然气和煤炭蕴藏能量的近30倍。

中国大陆3~10千米深处干热岩资源量约合856万亿吨标准煤，占世界资源量的1/6左右，有望成为战略性接替能源。

我国干热岩资源广泛分布于青藏高原、松辽盆地、渤海湾盆地、东南沿海等地。

开发技术

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（图1）。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。

Hot-Dry-Rock (HDR) is a type of geothermal power production that utilises the very high temperatures that can be found in rocks just a few kilometres below ground. This is done by pumping high pressure water down a borehole into the heat zone. The water travels through fractures in the rock, capturing the heat of the rock until it is forced out of a second borehole as very hot water, which is converted into electricity using either a steam turbine or a binary power plant system. All of the water, now cooled off, is injected back into the ground to heat up again.

2011年，《中国工程科学》刊文“干热岩辅助采油可行性研究”。

打一口井到干热岩的所在之处，施加压力把水注入，同时压裂干热岩产生裂缝。水在经过这些缝隙之后，变成高温水或者蒸汽，从另一口井出来。这是传统干热岩开采的过程。我国创新的重力热管技术，是把一根热管深入到干热岩层段，热管的管壁是一种导热速度极快的材料，热管内装有沸点很低的氨水，在接触到炽热的井壁之后，氨水很快变成氨蒸气，在重力的作用下返回地面。重力热管技术，只需要打一口井，不用压裂岩石，也不用消耗其他能源，是一种更安全、更节能的技术。

我国的干热岩资源

相关专家介绍，青藏高原在隆升过程中形成了一系列地热资源。从2014年时了解的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。

青海地勘人员在共和盆地成功钻获温度高达153℃的干热岩。这是我国首次发现大规模可利用干热岩资源。该资源属清洁能源，可用于地热发电。

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青海省水文地质工程地质勘查风力发电的一半，只有太阳能发电

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。

2019年7月公布，在山东省日照市莒县、五莲县一带和威海市文登区发现干热岩富存区，资源量折合标准煤总计超过187.79亿吨。

开发状况

2022年1月，中国研制的4200米重力热管采热试验装置试运行成功，首次在国内实现了干热岩热能的长距离输运，也为中国干热岩的开采利用，奠定了技术基础。

所获荣誉

2022年1月，“青海共和盆地干热岩勘查试采取得突破性进展”位列“2021年度地质调查十大进展”之首。

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