地熱資源是一種可再生的清潔能源，儲量大、分布廣，具有清潔環(huán)保、用途廣泛、穩(wěn)定性好、可循環(huán)利用等特點，與風能、太陽能等相比，不受季節(jié)、氣候、晝夜變化等外界因素干擾，是一種現(xiàn)實并具有競爭力的新能源。

經(jīng)過多年的地熱資源開發(fā)，我國地熱直接利用連續(xù)多年位于世界*，如圖所示中國地熱直接利用是第二名美國的2倍多。如果加上地熱發(fā)電折算成年產(chǎn)出熱能，2014年中國地熱總體利用為48570 GWh，仍遠大于美國的36328 GWh。 

中國地熱直接利用結(jié)構(gòu)發(fā)生了可喜的變化。2014年底，地熱供暖比例超過溫泉洗浴。主要比例是：地源熱泵58%，地熱供暖19%，溫泉洗浴18%。地熱開發(fā)的能源性、技術(shù)性得以突出。 

2017年2月，國家發(fā)改委、國家能源局及國土資源部聯(lián)合發(fā)布《地熱能開發(fā)利用“十三五”規(guī)劃》，這是國家地熱產(chǎn)業(yè)規(guī)劃，是地熱產(chǎn)業(yè)發(fā)展的里程碑，必將對我國地熱產(chǎn)業(yè)快速、健康發(fā)展起到極大的推動作用。 

發(fā)展目標

地熱供暖/制冷面積：新增11億平方米，淺層地熱能7億平方米，中深層地熱4億平方米。至2020年，地熱供暖（制冷）面積累計達到16億平方米。 

地熱發(fā)電裝機容量：累積新增50萬千瓦，至2020年，累計實現(xiàn)地熱發(fā)電裝機容量53萬千瓦。 

地熱能利用總量：到2020年，地熱能利用總量7000萬噸標煤，地熱供暖年利用量4000萬噸標煤。

一．干熱巖概念及資源分布

干熱巖概念

干熱巖是一種沒有水或蒸汽（或是含少量水而不能流動），普遍埋藏于距地表3~10km的地層深處，溫度介于180~650℃的高溫巖體，蘊藏在其中的熱能，就是干熱巖地熱能。 

干熱巖資源成因和分類

地殼運動——劇烈構(gòu)造運動減壓熔融生熱——強烈構(gòu)造活動帶型

地幔熱流——地核地幔傳導(dǎo)對流生熱——沉積盆地型（地殼減薄區(qū)）

巖漿活動——巖漿沿裂隙向淺部運移生熱——近代火山型

地殼熱流——同位素衰變生熱——高放射性產(chǎn)熱型

干熱巖資源分布情況-世界范圍

強烈構(gòu)造活動帶型:環(huán)太平洋地震帶（美國西海岸），喜瑪拉雅-印度洋板塊（中國）

板塊內(nèi)部地殼減薄區(qū)：歐洲上萊茵地塹，法國、德國

近代火山型：日本、冰島

板內(nèi)高放射性花崗巖發(fā)育區(qū)：澳大利亞

干熱巖資源分布情況-國內(nèi)

強烈構(gòu)造活動帶型：青藏高原。歐亞和印度洋板塊擠壓，有侵入體和熔融體等高溫巖漿熱源。 

沉積盆地型：松遼盆地、汾渭地塹等中新生代斷陷盆地的下部，沉積覆蓋層具有較高的地溫梯度，與水熱型地熱系統(tǒng)共生。

近代火山型：分布騰沖、長白山、五大連池等地區(qū)，底部巖漿活動密切相關(guān)。

高放射性產(chǎn)熱型：東南沿海，發(fā)育許多大型的中生代酸性花崗巖類巖體。

干熱巖資源量

我國：中國地調(diào)局數(shù)據(jù)顯示中國大陸3~10km干熱巖資源總量數(shù)據(jù)顯示其總量為，為2.5×1025J（合856萬億噸標煤）。總量是我國油氣、煤炭總資源量的30倍。      

美國：美國本土3~10km干熱巖資源總量為1.67×1025J（不含黃石公園），合572萬億噸標煤。

地熱資源量約4900萬億噸標煤，中國約占資源量的六分之一。

干熱巖地熱能優(yōu)勢

資源豐富：3-10km內(nèi)資源總量大

分布廣泛：板緣和板內(nèi)地熱域都有分布

青藏高原及周邊、東部第二沉降帶等地區(qū)資源尤為豐富

綠色無污染，可再生，用途廣泛

利用干熱巖地熱能發(fā)電和梯級利用，不產(chǎn)生環(huán)境污染，地熱能源可再生

可靠性強： 利用系數(shù)高，能量輸出穩(wěn)定

可作為基本載荷亦可作為調(diào)峰載荷，以適應(yīng)季節(jié)和氣候變化需求

二．干熱巖開發(fā)利用技術(shù)及挑戰(zhàn)

干熱巖開發(fā)技術(shù)屬于世界性難題，上通用的干熱巖開發(fā)技術(shù)是增強型地熱系統(tǒng)（EGS技術(shù)），該技術(shù)是為了開發(fā)具有經(jīng)濟價值的地熱資源而創(chuàng)建的人工地熱系統(tǒng)，作為干熱巖地熱資源開發(fā)的技術(shù)。

增強型地熱系統(tǒng)（EGS）-干熱巖開發(fā)工程

干熱巖無水或少水，裂縫欠發(fā)育，需要人工創(chuàng)建熱儲進行開發(fā)，增強型地熱系統(tǒng)（EGS）是開發(fā)干熱巖資源的具體工程系統(tǒng)。

關(guān)鍵技術(shù)：

選區(qū)選址：優(yōu)選項目建設(shè)靶區(qū)

系統(tǒng)設(shè)計：描述熱儲，設(shè)計運行參數(shù)

成井：形成循環(huán)采熱的路徑

壓裂造儲：人造高導(dǎo)流大面積熱儲

系統(tǒng)運行：運行與監(jiān)測，穩(wěn)定采熱發(fā)電

靶區(qū)優(yōu)選

難題：熱源埋藏深，地溫場非均質(zhì)性強，成因機理主控因素復(fù)雜，資源可動用性不清等

目的：基于現(xiàn)場試驗和研究，通過地質(zhì)、地球物理、地球化學(xué)、遙感等手段優(yōu)選經(jīng)濟技術(shù)指標*的目標區(qū)塊。

指標：優(yōu)選指標包括溫度、裂隙情況、大地熱流、居里面埋深、酸性巖體分布和控熱構(gòu)造特征等。

系統(tǒng)描述和設(shè)計

難題：孔縫結(jié)構(gòu)特征復(fù)雜，溫度場、應(yīng)力場、滲流場、化學(xué)場四場耦合難度大，開發(fā)關(guān)鍵指標眾多等。

目的：根據(jù)已有的測試參數(shù)，地質(zhì)和工程資料，利用數(shù)值模擬、物理模擬、巖心分析等手段，掌握熱儲地質(zhì)工程特征，進行熱儲精細描述，設(shè)計熱儲換熱參數(shù)、井組、井網(wǎng)、井距、采灌制度等運行參數(shù)。

技術(shù)：壓前壓后人工裂縫地質(zhì)建模技術(shù)，滲流傳熱模擬技術(shù)，熱儲四場耦合模型建立與數(shù)值求解技術(shù)，熱儲運行效率和使用壽命分析技術(shù)。

成井

難題：超高溫、地層高硬、研磨性強、裂隙發(fā)育、構(gòu)造復(fù)雜、熱破裂現(xiàn)象頻發(fā)、工程地質(zhì)條件復(fù)雜等；

目的：根據(jù)工程需求進行直井、定向井、水平井，復(fù)雜結(jié)構(gòu)井等深鉆施工，形成可靠的循環(huán)采熱的通道

技術(shù)：主要的技術(shù)包括：高溫硬地層破巖鉆頭和工具，耐高溫井下測量儀器，耐高溫井筒流體和工作液材料，高溫井下安全控制技術(shù)與地面冷卻設(shè)備，耐高溫保溫井筒密封材料和工藝。

壓裂造儲

難題：高溫度、高硬度，高應(yīng)力，高密度，未知性強，預(yù)測難度大，熱儲工程地質(zhì)條件復(fù)雜等。

目的：利用水力壓裂，酸化等手段，在致密（裂縫欠發(fā)育地層）高溫地層，建立大面積高導(dǎo)流裂縫發(fā)育空間熱儲。

技術(shù)：地質(zhì)力學(xué)參數(shù)求取技術(shù)，巖體破裂與裂隙展布評估與控制技術(shù)，耐高溫自支撐高導(dǎo)流壓裂液，裂縫監(jiān)測與壓裂效果評價技術(shù)。

系統(tǒng)運行

難題：熱力短路，熱儲四場動態(tài)變化監(jiān)測和系統(tǒng)運行關(guān)鍵參數(shù)準確調(diào)整困難，水巖作用強烈，地面線路易結(jié)垢。

目的：維持系統(tǒng)運行壽命超過20年，保證出口流體的溫度和流量在運行過程中始終滿足發(fā)電要求，保障地下?lián)Q熱效率和地面發(fā)電系統(tǒng)管路通暢。

技術(shù)：系統(tǒng)運行監(jiān)測技術(shù)（示蹤技術(shù)），熱儲動態(tài)模擬和運行參數(shù)動態(tài)優(yōu)化技術(shù)，發(fā)電工藝優(yōu)選技術(shù)，管路除垢阻垢技術(shù)。

三.干熱巖開發(fā)現(xiàn)狀

國外EGS項目概況

美、法、德、英、日、澳等國家起步較早，已經(jīng)建立了25個試驗性質(zhì)的EGS工程（歐洲15項，美國6項，澳大利亞2項，日本2項），累積發(fā)電能力約12MW。

國外EGS工程概況

深度：干熱巖2000-5000m，上部1000-3000m多為高溫水熱型。

溫度：較成功的都在180-200℃以上，已經(jīng)達到400℃。

熱儲改造對象：有天然裂縫，相對容易形成體積裂縫的地層。

成井：大量采用定向井，裸眼完井，清水、泡沫等無固相低密度鉆井液。

造儲：水或鹽水，不用支撐劑。注入量視規(guī)模而定；排量分為低排量長期注入（3~6m3 /min），或者低排量和大排量交替注入。

監(jiān)測：多采用示蹤劑、微地震監(jiān)測和重力測量。

國內(nèi)——干熱巖的勘探開發(fā)還處于勘察階段

干熱巖資源調(diào)查：松遼盆地，東南沿海，青海共和及貴德，四川康定等

青海共和盆地恰卜恰進行了7口勘探井的施工，其中4口達到干熱巖標準。

貴德盆地扎倉溝進行了4口勘探井的施工，其中2口達到干熱巖標準。

福建漳州進行了1口干熱巖科探井的施工

總之，盡管上對干熱巖研究起步較早，但由于資金、技術(shù)等限制，目前僅有幾個小規(guī)模、試驗性質(zhì)的干熱巖（EGS ）發(fā)電示范工程，還沒有一個*規(guī)?；⑸虡I(yè)化正式運行的干熱巖（EGS）項目。

中國近年來也在加大干熱巖開發(fā)的研究投入， 2010年國土資源部啟動了公益性科研項目“我國干熱巖勘查關(guān)鍵技術(shù)研究”，主要開展干熱巖高溫鉆探技術(shù)方面的研究。2012年，吉林大學(xué)、清華大學(xué)、中國科學(xué)院廣州能源研究所承擔了國家高新技術(shù)研究發(fā)展計劃（863計劃）項目“干熱巖熱能開發(fā)與綜合利用關(guān)鍵技術(shù)研究”，開啟了我國專門針對干熱巖工程的研究。但是，總體上我國的干熱巖開發(fā)，還處于初級階段，相比國外存在很大差距。

我國干熱巖開發(fā)利用展望

2016年8月份印發(fā)《“十三五”國家科技創(chuàng)新規(guī)劃》中，比較系統(tǒng)地在深海、深藍、深空、深地（含干熱巖）等能夠拓展國家戰(zhàn)略利益、保證國家戰(zhàn)略優(yōu)勢的領(lǐng)域做出了部署。深地研究必將對干熱巖的勘探開發(fā)帶來重要的推動作用。

中國石化正在積極推動我國干熱巖的勘探開發(fā)工作，中石化科技部在2015年6月設(shè)立了“干熱巖地熱資源潛力評價與鉆探靶區(qū)優(yōu)選方法前瞻研究”項目，由中石化新星石油公司承擔，2016年12月驗收。在此基礎(chǔ)上，今年5月又設(shè)立了“干熱巖勘探開發(fā)關(guān)鍵工程技術(shù)研究”項目，由中石化工程院、勘探院、新星石油公司聯(lián)合承擔。

下一步，中石化與國內(nèi)干熱巖研究團隊，共同申請國家支持計劃中的干熱巖項目，從而加速推進我國的干熱巖開發(fā)工作。

我們預(yù)測，到2030年左右，隨著干熱巖開發(fā)取得長足進步，干熱巖發(fā)電將會成為我國可再生能源發(fā)電的重要一員。

青海省自2017年6月17日至23日，連續(xù)7天合計168小時內(nèi)，全部以太陽能、風能及水力發(fā)電供應(yīng)全省用電。此舉在全國尚屬，具有重要的里程碑意義。

青海省也是我國干熱巖分布的有利地區(qū)之一，展示了良好的干熱巖發(fā)電前景。

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1.0-1000米單點溫度檢測（普通表和存儲表）

2.0-1000米淺層地溫能監(jiān)測（采集器采用低功耗、攜帶方便；物聯(lián)網(wǎng)GPRS無線傳輸至WEB端網(wǎng)絡(luò)；單總線結(jié)構(gòu)，可擴展128個點；進口18B20高精度傳感器，在10-40度范圍內(nèi)，精度在0.1-0.2度）

3.0-3000米單點溫度檢測（普通顯示，只能顯示溫度，沒有存儲分析軟件功能）

4.0-10000米分布式多點深層地溫監(jiān)測（采用分布式光纖測溫系統(tǒng)）

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