干熱巖開發(fā)技術(shù)研究現(xiàn)狀與展望分析
來源：絲路印象
2024-07-19 17:34:00
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干熱巖為一種可再生能源，其溫度高于200℃，埋深大于3km，內(nèi)部流體含量較少。地殼中埋藏深度為3~10km的干熱巖所蘊含的能量相當(dāng)于傳統(tǒng)化石能源的30倍。我國大陸陸域埋深為3~10km的干熱巖所蘊含的能量約為2.52×1025J，折算成標(biāo)準(zhǔn)煤為860萬億t，2%干熱巖所蘊含的能量，相當(dāng)于我國年能源消耗總量的5200倍。絲路印象投資分析干熱巖事業(yè)部根據(jù)對干熱巖多年的市場調(diào)研經(jīng)驗，系統(tǒng)的總結(jié)了干熱巖開發(fā)技術(shù)研究現(xiàn)狀與展望分析。干熱巖可用于發(fā)電、供暖、農(nóng)業(yè)和醫(yī)療等方面。國際上，干熱巖的勘查開發(fā)已有40多年的歷史。目前，美國、法國、澳大利亞、德國和日本等國家均已實施了干熱巖開發(fā)工程。我國干熱巖開發(fā)起步較晚。2017年，我國出臺了《地?zé)崮荛_發(fā)利用“十三五”規(guī)劃》，明確提出在“十三五”時期開展干熱巖示范項目建設(shè)，重點研究干熱巖鉆井工程和儲層高效取熱等關(guān)鍵技術(shù)，實現(xiàn)核心技術(shù)瓶頸的突破。
目前，鉆井是干熱巖勘探開發(fā)的唯一手段。世界鉆井承包商協(xié)會（IADC）將220℃以上地層溫度鉆井稱為極高溫鉆井，而深層高溫地?zé)徙@井的地層溫度普遍高于220℃。因此，干熱巖開發(fā)首先須要解決極高溫鉆井技術(shù)難題。極高溫條件下，井筒工作液性能指標(biāo)變差，一般的鉆井工具與測量儀器的耐高溫極限為175℃，常規(guī)的鉆井完井液與工具難以滿足作業(yè)要求。干熱巖巖體主要為火成巖或變質(zhì)巖，具有強(qiáng)度高、硬度大、可鉆性差的特點，且鉆井時會產(chǎn)生著地層裂隙和斷層發(fā)育、井壁坍塌、卡鉆和井漏等井下復(fù)雜事故。
為解決上述問題，本文重點研究了國內(nèi)外干熱巖開發(fā)項目、高溫破巖技術(shù)、高溫鉆井液技術(shù)、高溫水泥漿技術(shù)和干熱巖熱提取等關(guān)鍵技術(shù)，以期為我國干熱巖的勘探開發(fā)工作提供借鑒。
1、國內(nèi)外干熱巖開發(fā)現(xiàn)狀
干熱巖開發(fā)又稱為增強(qiáng)型地?zé)嵯到y(tǒng)（Enhanced Geothermal Systems，EGS），美國能源部對其定義為采用人工形成地?zé)醿拥姆椒?，從低滲透性巖體中經(jīng)濟(jì)地采出深層熱能的人工地?zé)嵯到y(tǒng)。19世紀(jì)70年代，美國首次提出并展開干熱巖開發(fā)，至今已有40多年探索與實踐經(jīng)驗。隨后，世界各國爭相開展干熱巖的研究工作，甚至列入國家開發(fā)計劃之中。但真正開展干熱巖開發(fā)相關(guān)實驗的僅有美國、日本、德國、澳大利亞、英國和法國等發(fā)達(dá)國家。國外干熱巖開發(fā)項目主要有以下幾項。
1.1 美國芬頓山（FentonHill）項目
世界上首個干熱巖開發(fā)項目是美國于1973年開展的新墨西哥州芬頓山項目，干熱巖的開發(fā)實現(xiàn)了從概念到實驗的飛躍。該項目的井底溫度最高達(dá)到327℃，但井網(wǎng)連通性與裂縫形態(tài)沒有達(dá)到預(yù)期效果。進(jìn)行側(cè)鉆與水力壓裂時，由于流體的熱交換面積受限，導(dǎo)致過早出現(xiàn)溫度回落，且在回灌試驗中測得水損率超過35%。最終，該項目因經(jīng)費、技術(shù)等問題被迫停止。
1.2 日本肘折（Hijiori）項目
作為日本第一個干熱巖開發(fā)示范工程，肘折項目中地?zé)嵯到y(tǒng)由淺部和深部熱儲組成，并有SKG-2，HDR-1，HDR-2，HDR-3四口井。自2000年開始，該項目展開為期1a的循環(huán)試驗。其中，SKG-2和HDR-1為注入井，注入溫度為36℃，HDR-2和HDR-3為生產(chǎn)井，產(chǎn)流溫度分別為163℃和172℃。項目如能正常運行，可驅(qū)動一座130kW的地?zé)岚l(fā)電站，但由于水損問題嚴(yán)重，且在HDR-2井監(jiān)測到熱突破，因此，該項目最終被停止。
1.3 法國蘇爾茨（Soultz）項目
蘇爾茨項目是由德國、法國、英國聯(lián)合在法國蘇爾茨開展的增強(qiáng)型地?zé)嵯到y(tǒng)。其中，目標(biāo)儲層的地溫梯度約為正常水平的3倍。2008年6-8月進(jìn)行了地?zé)岚l(fā)電，2013年成功利用干熱巖實現(xiàn)連續(xù)發(fā)電，是截止目前人工熱儲壓裂效果較好的干熱巖開發(fā)工程。該項目經(jīng)壓裂后，滲流速度由0.18L/（s?MPa）的低滲狀態(tài)提升到4.49L/（s?MPa）。
1.4 澳大利亞庫珀盆地（CooperBasin）項目
世界上最大的增強(qiáng)型地?zé)嵯到y(tǒng)項目位于澳大利亞庫珀盆地，井深為4000m，儲層溫度高達(dá)250℃。該項目于2003年由地球動力學(xué)公司試驗開發(fā)，2008年依靠水力壓裂與裂隙熱儲取得良好的水力連通。然而，花崗巖體附近存在超水壓力，雖然對水力壓裂裂縫開啟和改善熱儲滲透率有利，但鉆井難度加大。同時，該項目水損率在20%左右，難以長時間維系出口取熱溫度，因此，一直未實現(xiàn)商業(yè)化開發(fā)。
我國干熱巖地?zé)豳Y源開發(fā)起步較晚，目前仍處于探索實踐階段。2012年，國家立項“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》，自此拉開了干熱巖鉆探工程的序幕。2014年，在青海省共和盆地完鉆我國第一口干熱巖井（DR3井），地溫梯度平均為6.8℃/100m，在2735m深處鉆獲168℃高溫干熱巖，該項目為我國首次探明的干熱巖資源。2017年9月，在青海共和盆地GR1井鉆探中，于3705m井深處鉆獲236℃高溫干熱巖體，這是目前我國鉆獲溫度最高的干熱巖巖心，此次鉆探實現(xiàn)了干熱巖勘查的重大突破。2019年，在海南福山部署并完鉆了干熱巖探井花東1R井，成功取出了三筒巖心。然而，截至目前我國所鉆干熱巖井均屬于勘探井，沒有開發(fā)井。我國干熱巖開發(fā)主要受限于高溫鉆完井等核心技術(shù)，該核心技術(shù)亟需進(jìn)一步攻關(guān)與突破。
2、高溫破巖技術(shù)
干熱巖熱能通常賦存于結(jié)晶花崗巖、變質(zhì)巖或火成巖。干熱巖體溫度高、硬度大、研磨性強(qiáng)、抗壓強(qiáng)度高達(dá)240MPa，使得破巖效率低下。近年來，國內(nèi)外針對干熱巖高溫破巖技術(shù)，開展了大量的研究工作。研究主要集中在高溫破巖機(jī)理和破巖工具兩方面，為干熱巖安全高效鉆井提供了有力支撐。
2.1 高溫破巖機(jī)理
學(xué)者們對干熱巖高溫破巖機(jī)理的研究，為鉆頭優(yōu)選、鉆井液性能調(diào)整、鉆井水力參數(shù)優(yōu)化以及提高鉆井效率等提供了理論依據(jù)。目前，主要采用理論分析、實驗研究和數(shù)值模擬等方法，多方位研究干熱巖高溫破巖機(jī)理，從而實現(xiàn)干熱巖的安全、經(jīng)濟(jì)、高效鉆進(jìn)。BHaimson通過研究發(fā)現(xiàn)，在高溫鉆進(jìn)過程中，高溫巖體遇到溫度較低的入井流體后，井壁周圍溫度迅速降低，導(dǎo)致井周應(yīng)力場發(fā)生變化，井眼圍巖強(qiáng)度降低，易出現(xiàn)井壁熱破裂。
RDDwivedi通過觀測不同溫度下花崗巖的熱力學(xué)參數(shù)變化，發(fā)現(xiàn)花崗巖的滲透率、楊氏模量、抗拉強(qiáng)度和熱導(dǎo)率等參數(shù)隨著溫度的升高而降低，但泊松比相反。趙陽升采用自主研制的“20MN伺服控制高溫高壓巖體三軸試驗機(jī)”，通過觀測花崗巖鉆孔變形隨溫度和應(yīng)力的變化規(guī)律以及巖石破裂形式可知，高溫高壓下，花崗巖中鉆孔變形失穩(wěn)臨界條件為4000～5000m埋深的靜水應(yīng)力、400～500℃的溫度。郤保平通過對青海共和盆地花崗巖熱損傷力學(xué)參數(shù)和高溫狀態(tài)下花崗巖自然冷卻降溫、裂隙生成進(jìn)行研究，建立了高溫作用下，花崗巖強(qiáng)度參數(shù)的經(jīng)驗公式和剪切破壞強(qiáng)度準(zhǔn)則，通過研究發(fā)現(xiàn)，隨著溫度的升高，巖石脆性特征逐漸向延性特征轉(zhuǎn)變。目前，干熱巖破巖機(jī)理大多集中在溫度和應(yīng)力作用下的室內(nèi)評價研究，而井底破巖過程實際受溫度場、流場、應(yīng)力場和化學(xué)場的多場耦合作用，因此，須要加強(qiáng)鉆進(jìn)過程中熱-流-固-化耦合方面的研究，提高破巖效率，同時還須兼顧熱破裂引起的井壁穩(wěn)定問題。
2.2 高效破巖工具
鉆頭是直接接觸破碎巖石的工具。世界各大油服公司開展大量研究，不斷推出新型高效鉆頭來實現(xiàn)“一趟鉆”鉆進(jìn)以及提高鉆井速度。針對超高溫、高強(qiáng)度地層，斯倫貝謝研發(fā)了錐形齒PDC鉆頭-StingerBlade鉆頭。該鉆頭中心布置一個超厚圓錐形聚晶金剛石復(fù)合片，鉆頭刀翼部分布置大量錐形齒，使得鉆頭破巖效率高、熱穩(wěn)定性好。史密斯公司研制出GHI熱壓鑲嵌齒，將GHI鑲焊在金剛石鉆頭胎體上，形成Kinetic孕鑲金剛石鉆頭。該鉆頭胎體硬度高、耐磨性強(qiáng)、鉆頭與巖石接觸面積較小，這增加了鉆頭工作刃的鉆壓，有利于解決干熱巖地層硬度大等難題，提高機(jī)械鉆速。目前，國內(nèi)自主研究的刀翼式孕鑲金剛石鉆頭已應(yīng)用在哈山101井，該鉆頭通過鑲嵌孕鑲切削塊方法，增強(qiáng)了鉆頭破巖能力，通過優(yōu)化鉆頭結(jié)構(gòu)和流道，降低了井眼失穩(wěn)、掉塊卡鉆風(fēng)險。
使用耐高溫的井底動力鉆具可以提高鉆井機(jī)械鉆速，有利于推動干熱巖勘探開發(fā)。目前，我國干熱巖鉆具采用螺桿鉆具復(fù)合，該方式顯著提高了鉆進(jìn)效率，減緩了鉆具磨損問題。但我國高溫螺桿鉆具耐溫性不超過180℃，而干熱巖儲層溫度大多超過200℃，因此，螺桿鉆具的抗溫能力須進(jìn)一步提高。國外在干熱巖開發(fā)中大多使用渦輪鉆具復(fù)合。上世紀(jì)70年代，美國開始將渦輪鉆具應(yīng)用于芬頓山項目。與螺桿鉆具相比，渦輪鉆具沒有橡膠構(gòu)件，其耐溫性更強(qiáng)，能夠滿足高溫巖體鉆進(jìn)的需求。我國北京探礦工程研究所針對干熱巖高溫特性，研制了Φ127mm耐高溫高速渦輪鉆具。該鉆具耐高溫能力高達(dá)300℃，并在福建省漳州市干熱I井進(jìn)行了首次取心鉆進(jìn)試驗，試驗效果顯著。
目前，通過對鉆頭切削齒材料和結(jié)構(gòu)的改良，較大程度提高了鉆頭的研磨性和抗沖擊性。下一步需要大力攻關(guān)鉆頭水力結(jié)構(gòu)，并通過機(jī)械-水力聯(lián)作的方式，提高干熱巖破巖效率。針對動力鉆具復(fù)合方面，我國干熱巖鉆探常用的螺桿鉆具的抗溫能力仍須提高。渦輪鉆具現(xiàn)場應(yīng)用較少，口徑大、硬度高的耐高溫渦輪鉆具仍處于研究階段。
3、高溫鉆井液技術(shù)
干熱巖地層溫度通常高于200℃，鉆井液在高溫環(huán)境下，組分會發(fā)生增稠、膠凝、固化和降解等變化，使得鉆井液的流變性、濾失性和潤滑性等發(fā)生較大變化，直接影響鉆井液攜巖、冷卻潤滑鉆頭、井筒壓力控制等能力，提高了鉆井作業(yè)難度和鉆井液后期維護(hù)成本。
早期高溫鉆井液體系包括：①美國Magcobar公司的抗高溫DURATHERM水基鉆井液體系，主要材料為粘土、PAC、XP-20（改性褐煤）和Resiner（特殊樹脂）；②德國KTB科學(xué)鉆探基于一種DHT硅酸鹽化合物，研發(fā)出高溫下仍保持流變穩(wěn)定性的DehydrillHT無固相鉆井液。近年來，隨著干熱巖鉆井技術(shù)的推進(jìn)，高溫鉆井液技術(shù)的研究也在不斷進(jìn)步。SSepehri通過調(diào)整交聯(lián)劑、轉(zhuǎn)移劑和共聚單體含量，使得合成聚合物鉆井液在高溫環(huán)境下的濾失量較少，流變性能更加穩(wěn)定。EPakdaman將親水Gilsonite納米顆粒應(yīng)用于水基鉆井液，使得高溫高壓下的濾失量減少了79.4%、泥餅厚度減少了50%、潤滑性能優(yōu)良，可以有效解決井壁失穩(wěn)、井漏和卡鉆等難題。TNOfei通過向鉆井液中加入BMIM-Cl離子液體，提升了鉆井液在高溫環(huán)境中的粘度和巖屑懸浮能力，提高了鉆井液的耐高溫性。葉順友通過加入抗高溫磺化樹脂類添加劑、抗高溫防塌劑SD-101和SD-201，研制出抗高溫鉀鹽聚合物鉆井液，并成功應(yīng)用于海南福山花東1R干熱巖井。秦耀軍通過適時調(diào)整鈉膨潤土、HPS，GDP和GJA的含量，使青海共和盆地原鉆井液能夠耐240℃高溫，解決了干熱巖鉆探GR1井施工過程中，原鉆井液因溫度過高而導(dǎo)致流動性變差、濾失量增大、造壁性變差、起泡嚴(yán)重和卡鉆等性能惡化的問題。
目前，高溫鉆井液的抗高溫性能不超過240℃，而干熱巖地層溫度高達(dá)650℃。因此，針對高溫鉆井液技術(shù)，在高溫處理劑研發(fā)、高溫鉆井液體系構(gòu)建和高溫室內(nèi)評價儀器研制等方面均須加強(qiáng)，以滿足干熱巖勘探開發(fā)的需求。
4、高溫水泥漿技術(shù)
固井是干熱巖鉆探中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，在高溫環(huán)境下，水泥漿的配伍性、流變性惡化，以及竄槽問題突出。國內(nèi)外學(xué)者針對高溫水泥漿體系做了大量研究工作，并在現(xiàn)場應(yīng)用中取得一定的效果。FMontes采用Bingham模型，通過調(diào)整水灰比和纖維素納米晶體（CNC）用量，研究了含有CNC的水泥漿體系的流變性能[24]。ARKenton研制了5種新型聚合物復(fù)合水泥材料，這些水泥材料在200℃條件下固化時，具有抗壓強(qiáng)度高、滲透率小（低于平均水泥80倍）、熱穩(wěn)定性高等優(yōu)點。HSG觟k觭e提出耐高溫的二鈣硅酸鹽水泥漿，通過摻加粉煤灰，可以顯著提高水泥漿的耐高溫性，且固化后具有極強(qiáng)的抗壓強(qiáng)度和抗彎強(qiáng)度。劉秀成通過研選抗高溫水泥漿失水劑、緩凝劑，研發(fā)了一套抗高溫水泥漿體系。在高溫高壓情況下，抗高溫水泥漿體系的穩(wěn)定性和流變性較好、頂替效率高、濾失量低，固井質(zhì)量得到保證，并成功應(yīng)用在松遼盆地松科2井。于永金研制了抗高溫降失水劑DRF-1S、抗高溫緩凝劑DRH-2L以及其他配套抗高溫水泥外加劑，并形成了超高溫常規(guī)密度水泥漿體系。在井底循環(huán)溫度為210℃、井底靜止溫度為230℃的高溫情況下，該水泥漿體系仍具有良好的高溫沉降穩(wěn)定性，并應(yīng)用在華北油田高溫深井安探4X井尾管固井中。劉會斌研制出BCR-320L高溫緩凝劑，優(yōu)選出BXF-200L高溫降濾失劑，并通過加量硅粉對水泥石強(qiáng)度作用機(jī)理進(jìn)行研究，制備的超高溫水泥漿體系能夠確保200℃循環(huán)溫度下的固井質(zhì)量優(yōu)良，水泥漿稠化時間可調(diào)、且具有良好的流變性能，已成功應(yīng)用于青海共和盆地干熱巖GR1井。
針對干熱巖極高溫特性，須提高水泥漿抗高溫性，研發(fā)耐高溫且能夠有效調(diào)節(jié)水泥漿性能的外加劑，如抗高溫降失水劑、抗高溫緩凝劑和抗高溫韌性材料。同時，為保證水泥環(huán)在高溫條件下的封固性能和長期穩(wěn)定性，須要強(qiáng)化固井水泥石強(qiáng)度衰退機(jī)理方面的研究，并有針對性地提出控制水泥石強(qiáng)度穩(wěn)定性的方法。
5、干熱巖熱提取技術(shù)
目前，一般采用井網(wǎng)壓裂的方式構(gòu)建大型裂縫型地?zé)醿δ芟到y(tǒng)來提取干熱巖熱，通過注水井將高壓水注入干熱巖層，注入水充分吸收地層熱量后，經(jīng)生產(chǎn)井將高溫水和蒸汽采出，實現(xiàn)干熱巖熱量開發(fā)。近年來，國外在干熱巖熱提取方面進(jìn)行了大量研究，建立了水力壓裂裂縫形態(tài)物理模型，并開展了現(xiàn)場壓裂試驗。MOda通過THM（Thermal Hydrologic Mechanical）耦合建立了干熱巖裂縫延伸數(shù)學(xué)模型并進(jìn)行數(shù)值模擬，模擬結(jié)果表明，裂縫尖端起裂和新裂縫的產(chǎn)生是由于拉應(yīng)力或剪應(yīng)力過大造成的。ITomac和ARiahi基于離散單元法和離散裂縫網(wǎng)絡(luò)法，研究了EGS中壓裂裂縫起裂和延伸特征，研究結(jié)果表明，裂縫在開裂時既出現(xiàn)平行開裂又出現(xiàn)垂直開裂。LFrash利用可耐180℃高溫的真三軸試驗裝置，對幾何尺寸為30cm×30cm×30cm的科羅拉多玫瑰紅花崗巖進(jìn)行了室內(nèi)壓裂試驗，試驗結(jié)果表明，破碎前巖石的塑形表現(xiàn)強(qiáng)烈。
在干熱巖熱提取方面，我國主要開展了室內(nèi)實驗與數(shù)值模擬研究，還未有現(xiàn)場開發(fā)實例。周舟基于改造的高溫、高壓大尺寸真三軸儀器，開展了高溫、高壓環(huán)境下的干熱巖水力壓裂物理模擬實驗，揭示了干熱巖儲層水力裂縫的起裂和擴(kuò)展規(guī)律，并發(fā)現(xiàn)水力裂縫會受到巖石中弱面的影響，此外還會發(fā)生轉(zhuǎn)向沿弱面和主應(yīng)力方向延伸。李庭樑基于幾何尺寸為400mm×400mm×400mm的花崗巖，開展了水力壓裂實驗，研究出裂縫的擴(kuò)展規(guī)律以及注入井與生產(chǎn)井之間的水力連通特性，同時發(fā)現(xiàn)可利用聲収射事件的密集程度估測滲透率的相對大小。郭亮亮結(jié)合干熱巖室內(nèi)試驗和TOUGHREACT-FLAC3D商業(yè)軟件，搭建了水力裂縫起裂、擴(kuò)展和巖石熱損傷模型，通過研究發(fā)現(xiàn)，采用低溫水的剪切刺激更有利于裂縫張開，增強(qiáng)儲層改造效果。
當(dāng)前階段，干熱巖熱提取的主流方式仍為利用水力壓裂建立地下熱儲EGS，雖在已有開發(fā)項目中取得一定成功，但該系統(tǒng)的缺點較為突出，主要表現(xiàn)：①井下水損現(xiàn)象嚴(yán)重，注入熱儲層的水流大多通過裂隙流失，干熱巖的高效開發(fā)應(yīng)滿足水損率低于10％，而多個開發(fā)項目中水損嚴(yán)重超標(biāo)；②地?zé)崮芰克p過快，由于水流短路導(dǎo)致生產(chǎn)井出口水溫降低速率較快，具有商業(yè)開發(fā)價值的高溫流體難以維持；③存在誘發(fā)地震的風(fēng)險，如瑞士巴塞爾3.4級和韓國浦項5.4級地震均由高壓注水水力壓裂激活了深部潛在斷層導(dǎo)致的。
為解決已有干熱巖熱提取技術(shù)存在的問題，一方面須加強(qiáng)水力壓裂和人工造儲方面的研究，如裂縫延伸預(yù)測及控制技術(shù)、微地震裂縫實時監(jiān)測、復(fù)雜裂縫導(dǎo)流能力作用機(jī)制、水力壓裂引發(fā)斷層滑移機(jī)理等；另一方面須突破傳統(tǒng)水力壓裂模式，探索新型干熱巖熱提取技術(shù)，實現(xiàn)干熱巖地?zé)豳Y源的高效開發(fā)。
6、干熱巖開發(fā)展望
國內(nèi)外通過對干熱巖的不斷探索與研究，已取得了一系列的經(jīng)驗、理論和技術(shù)成果。我國干熱巖開發(fā)起步較晚，基礎(chǔ)理論薄弱，目前仍處于探索階段。因此，須要加強(qiáng)對干熱巖開發(fā)關(guān)鍵技術(shù)的研究，并在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上做出創(chuàng)新性突破，為我國干熱巖的高效開發(fā)提供技術(shù)支撐。對于干熱巖開發(fā)關(guān)鍵技術(shù)的展望主要包括以下幾個方面。
①針對干熱巖溫度高、硬度大、可鉆性差的特點，須要重點開展高溫破巖基礎(chǔ)理論的研究，包括熱-流-固-化耦合作用下的干熱巖破巖機(jī)理，多場耦合作用下的井壁圍巖穩(wěn)定性機(jī)制。同時，須大力研發(fā)高溫破巖工具，包括抗高溫、高性能的PDC鉆頭、抗高溫螺桿鉆具和抗高溫渦輪鉆具等井下提速工具。
②鉆井完井液是干熱巖鉆探的關(guān)鍵技術(shù)。因此，須要大力開展高溫鉆井液和水泥漿技術(shù)的研究，包括高溫鉆井液流型調(diào)節(jié)劑、高溫穩(wěn)定劑、高溫封堵劑等關(guān)鍵處理劑的研發(fā)；高溫降失水劑、高溫緩凝劑和高溫韌性材料等水泥漿外加劑的研發(fā)；固井水泥石強(qiáng)度衰退機(jī)理及穩(wěn)定性控制方法的研究；抗高溫鉆完井液體系構(gòu)建；高溫室內(nèi)評價儀器研制等。
③目前EGS為干熱巖開發(fā)的主流模式，EGS采用水力壓裂的方式構(gòu)建了井底地?zé)醿?，實現(xiàn)了干熱巖地?zé)豳Y源的開發(fā)。干熱巖壓裂開發(fā)的核心技術(shù)包括裂縫延伸預(yù)測及控制技術(shù)、微地震裂縫實時監(jiān)測、復(fù)雜裂縫導(dǎo)流能力、水力壓裂引發(fā)斷層滑移機(jī)理、壓裂井網(wǎng)連通性表征、長期開發(fā)溫度變化與縫網(wǎng)變化預(yù)測。
④為解決EGS存在水損嚴(yán)重、能量衰減快和易誘發(fā)地震等固有難題，須要突破傳統(tǒng)水力壓裂模式，探索新型干熱巖熱提取技術(shù)，如U型井開發(fā)模式。U型井開發(fā)模式采用水平注入井與直生產(chǎn)井連通的方式溝通干熱巖儲層，實現(xiàn)注入流體與干熱巖體的熱交換。開展U型井熱提取先導(dǎo)性研究包括U型井井筒高溫流體傳熱傳質(zhì)規(guī)律、U型井井筒多場耦合作用機(jī)理以及U型井開發(fā)地?zé)崮芩p與恢復(fù)規(guī)律。
目前，鉆井是干熱巖勘探開發(fā)的唯一手段。世界鉆井承包商協(xié)會（IADC）將220℃以上地層溫度鉆井稱為極高溫鉆井，而深層高溫地?zé)徙@井的地層溫度普遍高于220℃。因此，干熱巖開發(fā)首先須要解決極高溫鉆井技術(shù)難題。極高溫條件下，井筒工作液性能指標(biāo)變差，一般的鉆井工具與測量儀器的耐高溫極限為175℃，常規(guī)的鉆井完井液與工具難以滿足作業(yè)要求。干熱巖巖體主要為火成巖或變質(zhì)巖，具有強(qiáng)度高、硬度大、可鉆性差的特點，且鉆井時會產(chǎn)生著地層裂隙和斷層發(fā)育、井壁坍塌、卡鉆和井漏等井下復(fù)雜事故。
為解決上述問題，本文重點研究了國內(nèi)外干熱巖開發(fā)項目、高溫破巖技術(shù)、高溫鉆井液技術(shù)、高溫水泥漿技術(shù)和干熱巖熱提取等關(guān)鍵技術(shù)，以期為我國干熱巖的勘探開發(fā)工作提供借鑒。
1、國內(nèi)外干熱巖開發(fā)現(xiàn)狀
干熱巖開發(fā)又稱為增強(qiáng)型地?zé)嵯到y(tǒng)（Enhanced Geothermal Systems，EGS），美國能源部對其定義為采用人工形成地?zé)醿拥姆椒?，從低滲透性巖體中經(jīng)濟(jì)地采出深層熱能的人工地?zé)嵯到y(tǒng)。19世紀(jì)70年代，美國首次提出并展開干熱巖開發(fā)，至今已有40多年探索與實踐經(jīng)驗。隨后，世界各國爭相開展干熱巖的研究工作，甚至列入國家開發(fā)計劃之中。但真正開展干熱巖開發(fā)相關(guān)實驗的僅有美國、日本、德國、澳大利亞、英國和法國等發(fā)達(dá)國家。國外干熱巖開發(fā)項目主要有以下幾項。
1.1 美國芬頓山（FentonHill）項目
世界上首個干熱巖開發(fā)項目是美國于1973年開展的新墨西哥州芬頓山項目，干熱巖的開發(fā)實現(xiàn)了從概念到實驗的飛躍。該項目的井底溫度最高達(dá)到327℃，但井網(wǎng)連通性與裂縫形態(tài)沒有達(dá)到預(yù)期效果。進(jìn)行側(cè)鉆與水力壓裂時，由于流體的熱交換面積受限，導(dǎo)致過早出現(xiàn)溫度回落，且在回灌試驗中測得水損率超過35%。最終，該項目因經(jīng)費、技術(shù)等問題被迫停止。
1.2 日本肘折（Hijiori）項目
作為日本第一個干熱巖開發(fā)示范工程，肘折項目中地?zé)嵯到y(tǒng)由淺部和深部熱儲組成，并有SKG-2，HDR-1，HDR-2，HDR-3四口井。自2000年開始，該項目展開為期1a的循環(huán)試驗。其中，SKG-2和HDR-1為注入井，注入溫度為36℃，HDR-2和HDR-3為生產(chǎn)井，產(chǎn)流溫度分別為163℃和172℃。項目如能正常運行，可驅(qū)動一座130kW的地?zé)岚l(fā)電站，但由于水損問題嚴(yán)重，且在HDR-2井監(jiān)測到熱突破，因此，該項目最終被停止。
1.3 法國蘇爾茨（Soultz）項目
蘇爾茨項目是由德國、法國、英國聯(lián)合在法國蘇爾茨開展的增強(qiáng)型地?zé)嵯到y(tǒng)。其中，目標(biāo)儲層的地溫梯度約為正常水平的3倍。2008年6-8月進(jìn)行了地?zé)岚l(fā)電，2013年成功利用干熱巖實現(xiàn)連續(xù)發(fā)電，是截止目前人工熱儲壓裂效果較好的干熱巖開發(fā)工程。該項目經(jīng)壓裂后，滲流速度由0.18L/（s?MPa）的低滲狀態(tài)提升到4.49L/（s?MPa）。
1.4 澳大利亞庫珀盆地（CooperBasin）項目
世界上最大的增強(qiáng)型地?zé)嵯到y(tǒng)項目位于澳大利亞庫珀盆地，井深為4000m，儲層溫度高達(dá)250℃。該項目于2003年由地球動力學(xué)公司試驗開發(fā)，2008年依靠水力壓裂與裂隙熱儲取得良好的水力連通。然而，花崗巖體附近存在超水壓力，雖然對水力壓裂裂縫開啟和改善熱儲滲透率有利，但鉆井難度加大。同時，該項目水損率在20%左右，難以長時間維系出口取熱溫度，因此，一直未實現(xiàn)商業(yè)化開發(fā)。
我國干熱巖地?zé)豳Y源開發(fā)起步較晚，目前仍處于探索實踐階段。2012年，國家立項“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》，自此拉開了干熱巖鉆探工程的序幕。2014年，在青海省共和盆地完鉆我國第一口干熱巖井（DR3井），地溫梯度平均為6.8℃/100m，在2735m深處鉆獲168℃高溫干熱巖，該項目為我國首次探明的干熱巖資源。2017年9月，在青海共和盆地GR1井鉆探中，于3705m井深處鉆獲236℃高溫干熱巖體，這是目前我國鉆獲溫度最高的干熱巖巖心，此次鉆探實現(xiàn)了干熱巖勘查的重大突破。2019年，在海南福山部署并完鉆了干熱巖探井花東1R井，成功取出了三筒巖心。然而，截至目前我國所鉆干熱巖井均屬于勘探井，沒有開發(fā)井。我國干熱巖開發(fā)主要受限于高溫鉆完井等核心技術(shù)，該核心技術(shù)亟需進(jìn)一步攻關(guān)與突破。
2、高溫破巖技術(shù)
干熱巖熱能通常賦存于結(jié)晶花崗巖、變質(zhì)巖或火成巖。干熱巖體溫度高、硬度大、研磨性強(qiáng)、抗壓強(qiáng)度高達(dá)240MPa，使得破巖效率低下。近年來，國內(nèi)外針對干熱巖高溫破巖技術(shù)，開展了大量的研究工作。研究主要集中在高溫破巖機(jī)理和破巖工具兩方面，為干熱巖安全高效鉆井提供了有力支撐。
2.1 高溫破巖機(jī)理
學(xué)者們對干熱巖高溫破巖機(jī)理的研究，為鉆頭優(yōu)選、鉆井液性能調(diào)整、鉆井水力參數(shù)優(yōu)化以及提高鉆井效率等提供了理論依據(jù)。目前，主要采用理論分析、實驗研究和數(shù)值模擬等方法，多方位研究干熱巖高溫破巖機(jī)理，從而實現(xiàn)干熱巖的安全、經(jīng)濟(jì)、高效鉆進(jìn)。BHaimson通過研究發(fā)現(xiàn)，在高溫鉆進(jìn)過程中，高溫巖體遇到溫度較低的入井流體后，井壁周圍溫度迅速降低，導(dǎo)致井周應(yīng)力場發(fā)生變化，井眼圍巖強(qiáng)度降低，易出現(xiàn)井壁熱破裂。
RDDwivedi通過觀測不同溫度下花崗巖的熱力學(xué)參數(shù)變化，發(fā)現(xiàn)花崗巖的滲透率、楊氏模量、抗拉強(qiáng)度和熱導(dǎo)率等參數(shù)隨著溫度的升高而降低，但泊松比相反。趙陽升采用自主研制的“20MN伺服控制高溫高壓巖體三軸試驗機(jī)”，通過觀測花崗巖鉆孔變形隨溫度和應(yīng)力的變化規(guī)律以及巖石破裂形式可知，高溫高壓下，花崗巖中鉆孔變形失穩(wěn)臨界條件為4000～5000m埋深的靜水應(yīng)力、400～500℃的溫度。郤保平通過對青海共和盆地花崗巖熱損傷力學(xué)參數(shù)和高溫狀態(tài)下花崗巖自然冷卻降溫、裂隙生成進(jìn)行研究，建立了高溫作用下，花崗巖強(qiáng)度參數(shù)的經(jīng)驗公式和剪切破壞強(qiáng)度準(zhǔn)則，通過研究發(fā)現(xiàn)，隨著溫度的升高，巖石脆性特征逐漸向延性特征轉(zhuǎn)變。目前，干熱巖破巖機(jī)理大多集中在溫度和應(yīng)力作用下的室內(nèi)評價研究，而井底破巖過程實際受溫度場、流場、應(yīng)力場和化學(xué)場的多場耦合作用，因此，須要加強(qiáng)鉆進(jìn)過程中熱-流-固-化耦合方面的研究，提高破巖效率，同時還須兼顧熱破裂引起的井壁穩(wěn)定問題。
2.2 高效破巖工具
鉆頭是直接接觸破碎巖石的工具。世界各大油服公司開展大量研究，不斷推出新型高效鉆頭來實現(xiàn)“一趟鉆”鉆進(jìn)以及提高鉆井速度。針對超高溫、高強(qiáng)度地層，斯倫貝謝研發(fā)了錐形齒PDC鉆頭-StingerBlade鉆頭。該鉆頭中心布置一個超厚圓錐形聚晶金剛石復(fù)合片，鉆頭刀翼部分布置大量錐形齒，使得鉆頭破巖效率高、熱穩(wěn)定性好。史密斯公司研制出GHI熱壓鑲嵌齒，將GHI鑲焊在金剛石鉆頭胎體上，形成Kinetic孕鑲金剛石鉆頭。該鉆頭胎體硬度高、耐磨性強(qiáng)、鉆頭與巖石接觸面積較小，這增加了鉆頭工作刃的鉆壓，有利于解決干熱巖地層硬度大等難題，提高機(jī)械鉆速。目前，國內(nèi)自主研究的刀翼式孕鑲金剛石鉆頭已應(yīng)用在哈山101井，該鉆頭通過鑲嵌孕鑲切削塊方法，增強(qiáng)了鉆頭破巖能力，通過優(yōu)化鉆頭結(jié)構(gòu)和流道，降低了井眼失穩(wěn)、掉塊卡鉆風(fēng)險。
使用耐高溫的井底動力鉆具可以提高鉆井機(jī)械鉆速，有利于推動干熱巖勘探開發(fā)。目前，我國干熱巖鉆具采用螺桿鉆具復(fù)合，該方式顯著提高了鉆進(jìn)效率，減緩了鉆具磨損問題。但我國高溫螺桿鉆具耐溫性不超過180℃，而干熱巖儲層溫度大多超過200℃，因此，螺桿鉆具的抗溫能力須進(jìn)一步提高。國外在干熱巖開發(fā)中大多使用渦輪鉆具復(fù)合。上世紀(jì)70年代，美國開始將渦輪鉆具應(yīng)用于芬頓山項目。與螺桿鉆具相比，渦輪鉆具沒有橡膠構(gòu)件，其耐溫性更強(qiáng)，能夠滿足高溫巖體鉆進(jìn)的需求。我國北京探礦工程研究所針對干熱巖高溫特性，研制了Φ127mm耐高溫高速渦輪鉆具。該鉆具耐高溫能力高達(dá)300℃，并在福建省漳州市干熱I井進(jìn)行了首次取心鉆進(jìn)試驗，試驗效果顯著。
目前，通過對鉆頭切削齒材料和結(jié)構(gòu)的改良，較大程度提高了鉆頭的研磨性和抗沖擊性。下一步需要大力攻關(guān)鉆頭水力結(jié)構(gòu)，并通過機(jī)械-水力聯(lián)作的方式，提高干熱巖破巖效率。針對動力鉆具復(fù)合方面，我國干熱巖鉆探常用的螺桿鉆具的抗溫能力仍須提高。渦輪鉆具現(xiàn)場應(yīng)用較少，口徑大、硬度高的耐高溫渦輪鉆具仍處于研究階段。
3、高溫鉆井液技術(shù)
干熱巖地層溫度通常高于200℃，鉆井液在高溫環(huán)境下，組分會發(fā)生增稠、膠凝、固化和降解等變化，使得鉆井液的流變性、濾失性和潤滑性等發(fā)生較大變化，直接影響鉆井液攜巖、冷卻潤滑鉆頭、井筒壓力控制等能力，提高了鉆井作業(yè)難度和鉆井液后期維護(hù)成本。
早期高溫鉆井液體系包括：①美國Magcobar公司的抗高溫DURATHERM水基鉆井液體系，主要材料為粘土、PAC、XP-20（改性褐煤）和Resiner（特殊樹脂）；②德國KTB科學(xué)鉆探基于一種DHT硅酸鹽化合物，研發(fā)出高溫下仍保持流變穩(wěn)定性的DehydrillHT無固相鉆井液。近年來，隨著干熱巖鉆井技術(shù)的推進(jìn)，高溫鉆井液技術(shù)的研究也在不斷進(jìn)步。SSepehri通過調(diào)整交聯(lián)劑、轉(zhuǎn)移劑和共聚單體含量，使得合成聚合物鉆井液在高溫環(huán)境下的濾失量較少，流變性能更加穩(wěn)定。EPakdaman將親水Gilsonite納米顆粒應(yīng)用于水基鉆井液，使得高溫高壓下的濾失量減少了79.4%、泥餅厚度減少了50%、潤滑性能優(yōu)良，可以有效解決井壁失穩(wěn)、井漏和卡鉆等難題。TNOfei通過向鉆井液中加入BMIM-Cl離子液體，提升了鉆井液在高溫環(huán)境中的粘度和巖屑懸浮能力，提高了鉆井液的耐高溫性。葉順友通過加入抗高溫磺化樹脂類添加劑、抗高溫防塌劑SD-101和SD-201，研制出抗高溫鉀鹽聚合物鉆井液，并成功應(yīng)用于海南福山花東1R干熱巖井。秦耀軍通過適時調(diào)整鈉膨潤土、HPS，GDP和GJA的含量，使青海共和盆地原鉆井液能夠耐240℃高溫，解決了干熱巖鉆探GR1井施工過程中，原鉆井液因溫度過高而導(dǎo)致流動性變差、濾失量增大、造壁性變差、起泡嚴(yán)重和卡鉆等性能惡化的問題。
目前，高溫鉆井液的抗高溫性能不超過240℃，而干熱巖地層溫度高達(dá)650℃。因此，針對高溫鉆井液技術(shù)，在高溫處理劑研發(fā)、高溫鉆井液體系構(gòu)建和高溫室內(nèi)評價儀器研制等方面均須加強(qiáng)，以滿足干熱巖勘探開發(fā)的需求。
4、高溫水泥漿技術(shù)
固井是干熱巖鉆探中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，在高溫環(huán)境下，水泥漿的配伍性、流變性惡化，以及竄槽問題突出。國內(nèi)外學(xué)者針對高溫水泥漿體系做了大量研究工作，并在現(xiàn)場應(yīng)用中取得一定的效果。FMontes采用Bingham模型，通過調(diào)整水灰比和纖維素納米晶體（CNC）用量，研究了含有CNC的水泥漿體系的流變性能[24]。ARKenton研制了5種新型聚合物復(fù)合水泥材料，這些水泥材料在200℃條件下固化時，具有抗壓強(qiáng)度高、滲透率小（低于平均水泥80倍）、熱穩(wěn)定性高等優(yōu)點。HSG觟k觭e提出耐高溫的二鈣硅酸鹽水泥漿，通過摻加粉煤灰，可以顯著提高水泥漿的耐高溫性，且固化后具有極強(qiáng)的抗壓強(qiáng)度和抗彎強(qiáng)度。劉秀成通過研選抗高溫水泥漿失水劑、緩凝劑，研發(fā)了一套抗高溫水泥漿體系。在高溫高壓情況下，抗高溫水泥漿體系的穩(wěn)定性和流變性較好、頂替效率高、濾失量低，固井質(zhì)量得到保證，并成功應(yīng)用在松遼盆地松科2井。于永金研制了抗高溫降失水劑DRF-1S、抗高溫緩凝劑DRH-2L以及其他配套抗高溫水泥外加劑，并形成了超高溫常規(guī)密度水泥漿體系。在井底循環(huán)溫度為210℃、井底靜止溫度為230℃的高溫情況下，該水泥漿體系仍具有良好的高溫沉降穩(wěn)定性，并應(yīng)用在華北油田高溫深井安探4X井尾管固井中。劉會斌研制出BCR-320L高溫緩凝劑，優(yōu)選出BXF-200L高溫降濾失劑，并通過加量硅粉對水泥石強(qiáng)度作用機(jī)理進(jìn)行研究，制備的超高溫水泥漿體系能夠確保200℃循環(huán)溫度下的固井質(zhì)量優(yōu)良，水泥漿稠化時間可調(diào)、且具有良好的流變性能，已成功應(yīng)用于青海共和盆地干熱巖GR1井。
針對干熱巖極高溫特性，須提高水泥漿抗高溫性，研發(fā)耐高溫且能夠有效調(diào)節(jié)水泥漿性能的外加劑，如抗高溫降失水劑、抗高溫緩凝劑和抗高溫韌性材料。同時，為保證水泥環(huán)在高溫條件下的封固性能和長期穩(wěn)定性，須要強(qiáng)化固井水泥石強(qiáng)度衰退機(jī)理方面的研究，并有針對性地提出控制水泥石強(qiáng)度穩(wěn)定性的方法。
5、干熱巖熱提取技術(shù)
目前，一般采用井網(wǎng)壓裂的方式構(gòu)建大型裂縫型地?zé)醿δ芟到y(tǒng)來提取干熱巖熱，通過注水井將高壓水注入干熱巖層，注入水充分吸收地層熱量后，經(jīng)生產(chǎn)井將高溫水和蒸汽采出，實現(xiàn)干熱巖熱量開發(fā)。近年來，國外在干熱巖熱提取方面進(jìn)行了大量研究，建立了水力壓裂裂縫形態(tài)物理模型，并開展了現(xiàn)場壓裂試驗。MOda通過THM（Thermal Hydrologic Mechanical）耦合建立了干熱巖裂縫延伸數(shù)學(xué)模型并進(jìn)行數(shù)值模擬，模擬結(jié)果表明，裂縫尖端起裂和新裂縫的產(chǎn)生是由于拉應(yīng)力或剪應(yīng)力過大造成的。ITomac和ARiahi基于離散單元法和離散裂縫網(wǎng)絡(luò)法，研究了EGS中壓裂裂縫起裂和延伸特征，研究結(jié)果表明，裂縫在開裂時既出現(xiàn)平行開裂又出現(xiàn)垂直開裂。LFrash利用可耐180℃高溫的真三軸試驗裝置，對幾何尺寸為30cm×30cm×30cm的科羅拉多玫瑰紅花崗巖進(jìn)行了室內(nèi)壓裂試驗，試驗結(jié)果表明，破碎前巖石的塑形表現(xiàn)強(qiáng)烈。
在干熱巖熱提取方面，我國主要開展了室內(nèi)實驗與數(shù)值模擬研究，還未有現(xiàn)場開發(fā)實例。周舟基于改造的高溫、高壓大尺寸真三軸儀器，開展了高溫、高壓環(huán)境下的干熱巖水力壓裂物理模擬實驗，揭示了干熱巖儲層水力裂縫的起裂和擴(kuò)展規(guī)律，并發(fā)現(xiàn)水力裂縫會受到巖石中弱面的影響，此外還會發(fā)生轉(zhuǎn)向沿弱面和主應(yīng)力方向延伸。李庭樑基于幾何尺寸為400mm×400mm×400mm的花崗巖，開展了水力壓裂實驗，研究出裂縫的擴(kuò)展規(guī)律以及注入井與生產(chǎn)井之間的水力連通特性，同時發(fā)現(xiàn)可利用聲収射事件的密集程度估測滲透率的相對大小。郭亮亮結(jié)合干熱巖室內(nèi)試驗和TOUGHREACT-FLAC3D商業(yè)軟件，搭建了水力裂縫起裂、擴(kuò)展和巖石熱損傷模型，通過研究發(fā)現(xiàn)，采用低溫水的剪切刺激更有利于裂縫張開，增強(qiáng)儲層改造效果。
當(dāng)前階段，干熱巖熱提取的主流方式仍為利用水力壓裂建立地下熱儲EGS，雖在已有開發(fā)項目中取得一定成功，但該系統(tǒng)的缺點較為突出，主要表現(xiàn)：①井下水損現(xiàn)象嚴(yán)重，注入熱儲層的水流大多通過裂隙流失，干熱巖的高效開發(fā)應(yīng)滿足水損率低于10％，而多個開發(fā)項目中水損嚴(yán)重超標(biāo)；②地?zé)崮芰克p過快，由于水流短路導(dǎo)致生產(chǎn)井出口水溫降低速率較快，具有商業(yè)開發(fā)價值的高溫流體難以維持；③存在誘發(fā)地震的風(fēng)險，如瑞士巴塞爾3.4級和韓國浦項5.4級地震均由高壓注水水力壓裂激活了深部潛在斷層導(dǎo)致的。
為解決已有干熱巖熱提取技術(shù)存在的問題，一方面須加強(qiáng)水力壓裂和人工造儲方面的研究，如裂縫延伸預(yù)測及控制技術(shù)、微地震裂縫實時監(jiān)測、復(fù)雜裂縫導(dǎo)流能力作用機(jī)制、水力壓裂引發(fā)斷層滑移機(jī)理等；另一方面須突破傳統(tǒng)水力壓裂模式，探索新型干熱巖熱提取技術(shù)，實現(xiàn)干熱巖地?zé)豳Y源的高效開發(fā)。
6、干熱巖開發(fā)展望
國內(nèi)外通過對干熱巖的不斷探索與研究，已取得了一系列的經(jīng)驗、理論和技術(shù)成果。我國干熱巖開發(fā)起步較晚，基礎(chǔ)理論薄弱，目前仍處于探索階段。因此，須要加強(qiáng)對干熱巖開發(fā)關(guān)鍵技術(shù)的研究，并在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上做出創(chuàng)新性突破，為我國干熱巖的高效開發(fā)提供技術(shù)支撐。對于干熱巖開發(fā)關(guān)鍵技術(shù)的展望主要包括以下幾個方面。
①針對干熱巖溫度高、硬度大、可鉆性差的特點，須要重點開展高溫破巖基礎(chǔ)理論的研究，包括熱-流-固-化耦合作用下的干熱巖破巖機(jī)理，多場耦合作用下的井壁圍巖穩(wěn)定性機(jī)制。同時，須大力研發(fā)高溫破巖工具，包括抗高溫、高性能的PDC鉆頭、抗高溫螺桿鉆具和抗高溫渦輪鉆具等井下提速工具。
②鉆井完井液是干熱巖鉆探的關(guān)鍵技術(shù)。因此，須要大力開展高溫鉆井液和水泥漿技術(shù)的研究，包括高溫鉆井液流型調(diào)節(jié)劑、高溫穩(wěn)定劑、高溫封堵劑等關(guān)鍵處理劑的研發(fā)；高溫降失水劑、高溫緩凝劑和高溫韌性材料等水泥漿外加劑的研發(fā)；固井水泥石強(qiáng)度衰退機(jī)理及穩(wěn)定性控制方法的研究；抗高溫鉆完井液體系構(gòu)建；高溫室內(nèi)評價儀器研制等。
③目前EGS為干熱巖開發(fā)的主流模式，EGS采用水力壓裂的方式構(gòu)建了井底地?zé)醿?，實現(xiàn)了干熱巖地?zé)豳Y源的開發(fā)。干熱巖壓裂開發(fā)的核心技術(shù)包括裂縫延伸預(yù)測及控制技術(shù)、微地震裂縫實時監(jiān)測、復(fù)雜裂縫導(dǎo)流能力、水力壓裂引發(fā)斷層滑移機(jī)理、壓裂井網(wǎng)連通性表征、長期開發(fā)溫度變化與縫網(wǎng)變化預(yù)測。
④為解決EGS存在水損嚴(yán)重、能量衰減快和易誘發(fā)地震等固有難題，須要突破傳統(tǒng)水力壓裂模式，探索新型干熱巖熱提取技術(shù)，如U型井開發(fā)模式。U型井開發(fā)模式采用水平注入井與直生產(chǎn)井連通的方式溝通干熱巖儲層，實現(xiàn)注入流體與干熱巖體的熱交換。開展U型井熱提取先導(dǎo)性研究包括U型井井筒高溫流體傳熱傳質(zhì)規(guī)律、U型井井筒多場耦合作用機(jī)理以及U型井開發(fā)地?zé)崮芩p與恢復(fù)規(guī)律。
2026-2031年澳大利亞房地產(chǎn)行業(yè)投資前景及風(fēng)險分析報告
報告頁數(shù)：133頁
圖表數(shù)：93
報告類別：前景預(yù)測報告
最后修訂：2025.01
2026-2031年澳大利亞基礎(chǔ)建設(shè)行業(yè)投資前景及風(fēng)險分析報告
報告頁數(shù)：109頁
圖表數(shù)：112
報告類別：前景預(yù)測報告
最后修訂：2025.01
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