干热岩位于地壳吗

干热岩位于地球地幔层,不是位于地壳 。干热岩是一种存在于地下深处的炽热的岩石,由于这种热岩层里既没有水又没有蒸汽,所以被叫做干热岩 。干热岩到处都有 。地壳中蕴藏着巨大的热能,这些热能大多数都储存在干热岩里面 。
干热岩,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 。
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: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 。
开采干热岩有哪些难点,中国能利用干热岩么?今年对于能源领域,真是一个不安宁的一年 。一会儿可燃冰大热,说是将来可以取代石油的清洁能源,一会又说发现了干热岩,媲美17万亿吨煤,国家也来凑热闹,各国都放言二三十年内,燃油车将被电车取代,诸如此类……其实这些资源的勘探固然取得了很大的进步,但事实是仍未取得突破性进展,要达到商业化应用,也远达不到新闻媒体标题的“吹捧” 。
什么是干热岩资源
干热岩,说白了也是传统地热能的一种,只不过换了个说法,让大家感觉耳目一新 。地热能大部分是来自地球深处的可再生性热能,它起于地球的熔融岩浆和放射性物质的衰变,按照其储存形式,地热资源可分为蒸汽型、热水型、地压型、干热岩型和熔岩型5大类 。干热岩则是一般温度大于200℃,埋深数千米,内部不存在流体或仅有少量地下流体(致密不透水)的高温岩体 。
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,然后加压,将储层岩石压裂,同时在注水井周围部署采出井,通过注入冷水,采出热水,将热量带出 。带出来的热量可以用于发电(最主要的方式)或其他循环利用 。
今年在青海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 。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 。
开采干热岩的难点
要开发干热岩资源需要人工热储压裂等多种关键技术的支持,因此干热岩资源距离开发还有较长的路要走 。比如,开发干热岩地热资源需要深井钻探,钻打高温岩体钻头的耐热度需要达到350℃ 。另外,在实际工作中需要应用防斜钻井技术,这将增加开发过程中的难度和生产费用 。目前,我国在钻井、压裂、微地震监测、数值模拟等方面的技术虽然有了较大提升,但在建立干热岩开发利用技术体系方面还面临很多瓶颈,如高温科学钻探技术、大面积人工热储压裂技术、人工热储裂隙跟踪技术等关键技术研究还需要进一步加大力度 。
干热岩的开发利用,需要借助大量水的循环,每次提取地热资源时,都要给地下岩石水库注水,在循环过程中还要对流失的水不断补充 。因此,充足的水源供应是开发利用热干岩的一项重要条件 。当然,目前也有专家正在研究用超临界的二氧化碳作为循环液 。这种方法可以避免水溶液注入可能产生的一系列问题,同时实现二氧化碳的资源化 。不过,这项研究才刚刚起步,仍有不少技术难题有待解决 。
其实,从1904年意大利托斯卡纳的拉德瑞罗第一次用地热驱动0.75马力的小发电机投入运转,并建造了第一座500千瓦的小型地热电站算起,地热发电至今已有超过百年的历史了 。如今,新西兰、菲律宾、美国、日本等国都先后投入到地热发电的大潮中 。其中,美国地热发电的装机容量居世界首位 。进行干热岩发电研究的还有英国、法国、德国和俄罗斯,但迄今尚无大规模应用 。
与国外上世纪70年代开始开展干热岩勘查与开发利用相比,我国对干热岩的开发利用相对较晚,因此实现大规模开发需要更多的投入,才能达到或赶超国际先进水平 。
应该说,干热岩是页岩气、煤层气、页岩油、太阳能热发电、地热能利用、海洋能发电等未来国家重点发展支持能源项目中的一个,虽然潜力巨大,但商业化进程依然缓慢 。