超临界二氧化碳在地热开发中的应用研究进展
2020-07-30刘松泽魏建光马媛媛刘雪梅
刘松泽,魏建光,2,马媛媛,刘雪梅
(1.东北石油大学 石油工程学院,黑龙江 大庆 163318;2.东北石油大学 陆相页岩油气成藏及高效开发教育部重点实验室,黑龙江 大庆 163318;3.大庆油田有限责任公司第一采油厂,黑龙江 大庆 163318)
干热岩(Hot Dry Rock,HDR)通常是指埋藏于地下深部3~10 km,温度在150~650 ℃之间,内部不含流体或仅含少量流体的异常高温岩体。干热岩以其清洁可再生、分布广泛、储量丰富、稳定性强等优点,被公认为21世纪最具潜力的新兴能源。具有绿色环保、清洁可再生、分布广、储量大、稳定性强等优点。我国干热岩地热资源储量约占全球资源量的1/6,初步估计在3~10 km深度范围内的干热岩总热量为2.5×1025J,折算标准煤可达8.56×1014亿t,开发利用前景巨大,可以用于发电、供暖、强化采油等多个领域[1]。我国大陆干热岩储量统计见表1。

表1 我国大陆干热岩储量统计表[2]Table 1 Statistical data of hot dry rock reserves in China
国土资源系统已对国内多地展开了干热岩地热资源调查,圈定了包括东南沿海地区、环渤海地区、藏南黔西地区、大同盆地、松辽平原等多处干热岩开发靶区,根据《全国干热岩勘查与开发示范实施方案》,计划于2030年实现干热岩的商业化开采。
干热岩中地热资源丰富,由于干热岩岩体致密、低孔隙度、低渗透率的特性,难以用传统方法开采,增强型地热系统(Enhanced Geothermal System,EGS)是开发干热岩的重要手段。2000年,Brown提出了CO2-EGS的概念,即使用CO2代替水作为工质流体开采干热岩地热资源。从化学特征、储层渗流特征和流体循环特征等多方面考虑,作为工质流体CO2均具有明显的优势,CO2-EGS不但能够高效利用温室气体CO2,节约水资源,还能够进行CO2地质封存(CCUS),实现了二氧化碳增强型地热系统(CO2-EGS)与二氧化碳地质封存(CCUS)一体化技术。……
