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干热岩的国际发展现状

 1、美国干热岩利用介绍

  迄今在干热岩发电技术方面迈出最早一步的试验是美国洛斯阿拉莫斯国家实验室和能源部在新墨西哥州芬顿山进行的试验。该试验始于1974年,分两个阶段进行,共有110位科学家和工程师参加。在第二阶段,德国和日本的科学家也参与了进来。到1990年止,共投入3亿德国马克。最深钻孔达4400米,岩体温度为330℃,热交换系统深度为3600米,交换出的热量由最初的3MWt到最后的10MWt。试验地选在火山地区,干热岩体为花岗闪长岩,大地热流值超出大陆地壳平均值的3倍,达250毫瓦每平方米。由于塌孔和设备损坏等原因,2001年美国能源部终止了在芬顿山的干热岩试验项目,另开启了几处水力压裂和储层改造类项目,其中在盖依瑟斯的项目增加了原有地热发电厂的发电能力。
 

  最近,美国内务部长会同能源部长责令美国地质调查局建立一个关于干热岩的政府—私人间的部门合作计划。该计划要求美国地质调查局勘探、优选并划分出全美国不同利用潜力的干热岩地区,还要为干热岩的利用做些开发活动并发布相关信息。

  2、英国干热岩利用介绍
 

  英国卡波尔矿业学校在Cornwall实施的干热岩研究项目是迄今世界第二大干热岩试验工程。项目始于1977年,先是在300米深度试验,后钻探的最大深度为2600米。试验岩体是花岗岩,地热梯度为35℃/km,大地热流值达120毫瓦每平方米,是英国最高的热流值。
 

  3、日本的干热岩利用介绍
 

  日本有两处干热岩实验项目,最早从1982年开始在雄胜钻井,后来1989开始在日本的山形县试验,打了四个钻孔,深度在2000~2200m之间,岩体温度为250℃。分别在1991年、1995年、1996年进行了多次短期的水压测试。通过这些试验,探讨了通过人工压裂在岩体上形成热交换系统的寿命长短。

  4、澳大利亚干热岩利用介绍

  澳大利亚在2003年开始了一个有关干热岩利用的项目,项目的地点在库珀盆地,勘查结果显示在该盆地的热能储量高达500亿桶油当量。在4500米的深处,干热岩的温度就高达270℃。项目的开发商是成立于2000年的地球动力学有限公司。在2003年9月,该公司花了1160万澳元钻了第一口注水井,而且通过注水成功地在花岗岩中生成了一系列永久的连通空隙,2009年在钻成第三口井后循环出了175℃流体,但三号井毁于爆炸事故,后2012年钻成四号井及压裂连通后,1兆瓦发电试验成功。
 

  此外,南澳大利亚和新南威尔士州政府也支持了另一些干热岩试验项目。
 

  5、德国的干热岩利用介绍
 

  1977—1986年,由欧共体出资,德国联邦研究和技术部在巴伐利亚东北部的Falkenberg开展了一项干热岩研究。即在深度很浅的情况下,研究岩石的自身裂隙、水压产生裂隙的机制以及水在这些裂隙中的运移机理。
 

  自1983年以来,德国在阿尔萨斯地区开发干热岩试验场,在布鲁赫萨尔开始钻井和试验,90年代暂停,2000年德国新能源法发布后加强试验,2009年卡琳娜循环发电成功。2012年又在该地区的兰道3兆瓦和印希姆5兆瓦发电成功。这些结果证明,在非火山活动地区的一般地质条件下,可以应用该项技术,利用地热能稳定、可靠地提供电力。

  6、法国的干热岩利用介绍

  在法国阿尔萨斯州北部苏尔茨,1987年以来,德国、法国、意大利和英国的科研人员实施了干热岩发电试验项目。该试验的资金由欧盟提供。试验地的干热岩体为裂隙发育的花岗岩,两口井深分别为3590m和3876m,井底温度在150~170℃之间。1997年对两口井进行了为期4个月的循环测试。此后,3876m的井钻深至5000m,基底岩石温度高达200℃。2011年2采1灌利用朗肯循环发电,是世界第一座兆瓦级(1.5兆瓦)成功发电。
 

  另外值得一提的是,法国的环境和能源管理机构在地热能开发计划中明确提到,对于可再生能源,该计划主要关注四个方面,其中首当其冲的是干热岩的开发利用潜力研究。

  7、瑞士的干热岩利用介绍

  瑞士政府支持商业组织对巴赛尔和日内瓦两地的干热岩潜在区域进行勘察,并最终希望能开发利用5000米深处的干热岩热能。这个深度下岩石的温度接近200 ℃。

  8、瑞典的干热岩利用介绍

    位于瑞典西海岸的Fjallbacka,在1984年就被设立为野外试验地,用于干热岩地下热交换系统开发研究,解决地质学与水文地质学问题。最初,这里钻了深度分别为200米、500米和70米的三口井,用于描绘预想中地下热交换系统的特征。