干熱巖資源勘查與開發(fā)利用

目錄
前言
第1章 概述 1
1.1 干熱巖地?zé)豳Y源基本概念 1
1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 2
1.2.1 美國(guó)典型EGS工程 3
1.2.2 法國(guó)典型EGS工程 6
1.2.3 澳大利亞典型EGS工程 7
1.2.4 德國(guó)典型EGS工程 8
1.2.5 日本典型EGS工程 10
1.2.6 瑞士典型EGS工程 11
1.2.7 中國(guó)干熱巖研究現(xiàn)狀 12
1.3 干熱巖開發(fā)面臨的挑戰(zhàn) 13
參考文獻(xiàn) 14
第2章 干熱巖地?zé)豳Y源勘查與靶區(qū)優(yōu)選 15
2.1 干熱巖地?zé)岢梢驒C(jī)制 15
2.1.1 國(guó)外干熱巖地質(zhì)特征及熱源機(jī)制 15
2.1.2 共和盆地干熱巖成因控制因素分析 19
2.1.3 國(guó)內(nèi)潛在干熱巖開發(fā)有利區(qū)地質(zhì)特征及熱源機(jī)制 25
2.2 干熱巖勘查方法 25
2.2.1 干熱巖地?zé)岬刭|(zhì)調(diào)查 26
2.2.2 綜合地球物理 29
2.2.3 水文地球化學(xué)方法 32
2.3 干熱巖開發(fā)靶區(qū)優(yōu)選 39
2.3.1 EGS工程選址的基本原則 40
2.3.2 干熱巖資源勘查開發(fā)目標(biāo)靶區(qū)選區(qū)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系 40
2.4 干熱巖地?zé)豳Y源評(píng)價(jià) 46
2.4.1 干熱巖資源分級(jí)分類 47
2.4.2 體積法評(píng)價(jià)天然資源量 48
2.4.3 數(shù)值模擬方法評(píng)價(jià)可開采資源量 52
2.4.4 方法適用性分析 55
2.5 干熱巖鉆探與完井 59
2.5.1 干熱巖井的類型 59
2.5.2 井身結(jié)構(gòu) 59
2.5.3 鉆探設(shè)備與附屬設(shè)備 60
2.5.4 鉆進(jìn)工藝 62
2.5.5 鉆井液體系與護(hù)壁堵漏技術(shù) 67
2.5.6 錄井 68
2.5.7 測(cè)井與測(cè)溫 69
2.5.8 固井與完井設(shè)計(jì) 70
參考文獻(xiàn) 71
第3章 干熱巖能量獲取方法與測(cè)井技術(shù) 75
3.1 區(qū)域地質(zhì)特征與工程地質(zhì)特性 75
3.1.1 區(qū)域構(gòu)造特征 75
3.1.2 干熱巖天然節(jié)理裂隙特征 76
3.1.3 干熱巖熱儲(chǔ)改造工程地質(zhì)特性 77
3.2 花崗巖壓裂裂縫擴(kuò)展與導(dǎo)流特性 83
3.2.1 花崗巖壓裂裂縫擴(kuò)展物理模擬方法 84
3.2.2 花崗巖壓裂裂縫起裂與擴(kuò)展特性 84
3.2.3 壓裂裂縫導(dǎo)流特性研究 89
3.3 熱儲(chǔ)體積壓裂工藝技術(shù)與方法 93
3.3.1 壓裂工藝參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法 93
3.3.2 化學(xué)刺激機(jī)理方法 95
3.4 干熱巖測(cè)井資料采集與解釋評(píng)價(jià)方法 102
3.4.1 測(cè)井資料采集方法 103
3.4.2 測(cè)井解釋評(píng)價(jià)方法 103
參考文獻(xiàn) 110
第4章 壓裂監(jiān)測(cè)與人工儲(chǔ)層裂隙網(wǎng)絡(luò)評(píng)價(jià) 111
4.1 壓裂誘發(fā)微地震監(jiān)測(cè)與分析 111
4.1.1 巖體破裂力學(xué)準(zhǔn)則 113
4.1.2 巖石破裂與微地震響應(yīng)機(jī)理 113
4.1.3 速度模型與校正 122
4.1.4 微地震事件拾取 125
4.1.5 微地震事件定位 130
4.1.6 基于微地震數(shù)據(jù)的裂隙網(wǎng)絡(luò)成像 132
4.2 示蹤反演與裂隙表征 141
4.3 工程案例分析 145
4.3.1 仿真案例驗(yàn)證 145
4.3.2 澳大利亞Cooper-EGS人工儲(chǔ)層裂隙滲透率表征 148
4.3.3 共和干熱巖場(chǎng)地壓裂監(jiān)測(cè)與人工裂隙表征 155
參考文獻(xiàn) 164
第5章 熱儲(chǔ)內(nèi)多場(chǎng)耦合流動(dòng)傳熱機(jī)理與取熱性能優(yōu)化 166
5.1 注采條件下裂縫變形與滲流傳熱特性演變規(guī)律 166
5.1.1 人工裂縫導(dǎo)流實(shí)驗(yàn) 166
5.1.2 熱-流-固耦合模型建立 170
5.1.3 熱-流-固耦合模型驗(yàn)證 175
5.2 高溫高壓裂縫中“熱-流-化學(xué)反應(yīng)”耦合對(duì)流換熱機(jī)理 176
5.2.1 對(duì)流換熱過(guò)程 177
5.2.2 工質(zhì)與干熱巖的化學(xué)反應(yīng)過(guò)程 186
5.2.3 “熱-流-化學(xué)反應(yīng)”耦合對(duì)流換熱模型 190
5.3 熱儲(chǔ)尺度多場(chǎng)耦合模型研究及系統(tǒng)仿真 191
5.3.1 EGS熱儲(chǔ)尺度熱-流耦合模型 191
5.3.2 熱儲(chǔ)尺度熱-流-應(yīng)力耦合建模 194
5.3.3 熱儲(chǔ)尺度熱-流-化學(xué)反應(yīng)耦合建模 198
5.4 地?zé)嵯到y(tǒng)取熱性能優(yōu)化方法研究 199
5.4.1 地?zé)嵫h(huán)注采多目標(biāo)優(yōu)化流程 199
5.4.2 雙層分支井循環(huán)取熱模型 199
5.4.3 地?zé)嶙⒉上到y(tǒng)優(yōu)化表征 204
5.4.4 優(yōu)化問(wèn)題求解 205
5.4.5 共和取熱性能多目標(biāo)優(yōu)化 208
參考文獻(xiàn) 215
第6章 干熱巖發(fā)電及綜合利用技術(shù)方案與經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià) 217
6.1 載熱流體井口多相流測(cè)試及評(píng)價(jià)方法 217
6.1.1 濕蒸汽型載熱流體井口測(cè)試特性研究 217
6.1.2 熱水型載熱流體井口測(cè)試特性研究 222
6.1.3 干蒸汽型載熱流體井口測(cè)試特性研究 225
6.1.4 汽-液分離式中高溫載熱流體實(shí)驗(yàn)測(cè)試方案 228
6.1.5 旁通型汽-液分離式井口產(chǎn)能現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試方案 229
6.1.6 干熱巖載熱流體流動(dòng)和汽-液分離特性研究 231
6.2 新型發(fā)電熱力循環(huán)構(gòu)建 232
6.2.1 多壓有機(jī)蘭金循環(huán)(MPORC)發(fā)電循環(huán)構(gòu)建與研究 232
6.2.2 新型地?zé)岚l(fā)電循環(huán) 238
6.2.3 新型發(fā)電循環(huán)與常規(guī)有機(jī)蘭金循環(huán)發(fā)電性能比較 241
6.3 干熱巖發(fā)電及綜合利用系統(tǒng)耦合技術(shù)方案 242
6.3.1 多壓ORC系統(tǒng)耦合研究 242
6.3.2 布置方式和熱源溫度對(duì)雙壓ORC系統(tǒng)的影響 255
6.4 干熱巖發(fā)電及綜合利用系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià) 263
6.4.1 干熱巖發(fā)電及綜合利用系統(tǒng)分析及經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)模型 264
6.4.2 干熱巖發(fā)電系統(tǒng)性能分析 270
參考文獻(xiàn) 275
第7章 干熱巖地?zé)崮荛_發(fā)技術(shù)瓶頸與未來(lái)發(fā)展展望 277
7.1 技術(shù)瓶頸 277
7.1.1 底層技術(shù) 277
7.1.2 關(guān)鍵核心技術(shù) 278
7.1.3 前沿和顛覆性技術(shù) 279
7.2 技術(shù)發(fā)展展望 280
7.3 發(fā)展戰(zhàn)略與政策展望 281
7.4 其他相關(guān)建議 283