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[地热发电] 世界地热能发电新进展(4)---增强地热系统技术

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发表于 2015-8-17 20:03:49 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 dayi716 于 2016-5-3 15:57 编辑

    尽管目前正在不断勘探和开采新的常规地热田,但实际上发现大的常规地热田的可能性在逐渐减小。世界上不可能再找出一个像Geysers这样的地热田。因此,对地热发展的期望就聚集在了增强地热系统(EGS)上。
    麻省理工学院Tester等的报告(MIT报告),对美国增强地热系统进行了深入探讨,这份报告使得政治和经济投资方面都更加青睐于增强地热系统。未来4年内,美国已经展开了至少6个EGS项目,同样,其他国家的EGS项目也相继展开。尽管对于EGS的定义仍争论不止,但根据这些定义,第一个商业性的EGS开发项目已经在德国Landau于2008年开始投入生产。
    追溯到20世纪70年代,在美国新墨西哥州Fenton Hill地区的一些“研究型”EGS项目中,已经对干热岩进行了成功改造,具体情况参见表1。然而,只有在项目数量不断增加的情况下,才能对EGS的认识和了解更加深刻,进而推广EGS。


表1 储层改造和生产都成功的EGS项目
    2011年8月,Wyborn就EGS的经验发表了一个总结报告,对不同环境下的EGS项目进行了详细地比较。当注水压力低于最小主应力是,如果在特定的地点发生相当大的地震活动,可以取得成功的增产效果。实际上,人们早已熟知这一现象。表1提供了在储层改造和生产方面都成功的EGS项目的有关数据,表2为进行了储层改造但没有成功的EGS项目的有关数据。
    另一方面,对花岗岩和其他岩石中(一般为砂岩或者火山岩)的EGS项目进行比较也非常具启发性。通常,花岗岩的EGS增产经验,不同于裂缝性砂岩和火山凝灰岩。


表2 成功改造但没有生产的EGS项目
    Zimmermann等研究报道了一个特殊的储层改造实例,该项目位于德国GB地区。该项目中,压裂液分别注入砂岩和火山岩两种不同的底层中,不像一般花岗岩中产生的事未支撑的滑移裂缝,该增产措施兴城了支撑裂缝,可能是张力缝。
    Zimmermann等的总结报告也包括了随后的酸化处理,通过水力压裂,井的产能指数从增产前的2.4m3/(h·MPa)增至约10.1m3/(h·MPa),通过酸化压裂后增至15m3/(h·MPa)。实施增产措施后,流量约为16kg/s。
    据Rivas和Torres报道,在萨尔瓦多Berlin地区也进行过火山岩(而不是花岗岩)中的水力压力。实施措施后,注入能力略有提高,大约由0.24m3/(h·MPa)提高至0.30m3/(h·MPa)。虽有微震,但震级不大。
    尽管EGS的发展前景不可估量,但仍然存在一些技术问题需要突破。值得注意的是,MIT报告关于EGS地热能对美国能源结构的重要影响有一个重要假设,即单井流量要求达到约80kg/s(L/s)。由表1可以发现,目前只有一个EGS项目(Landau)基本上达到了这一流量。通过更好的控制压裂过程,如通过采用导流剂制造多重裂缝,在储层中建立更多同道将有利于改善井的生产能力,这些工作目前正在进行中。

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