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中国地球物理201l ·217· (6)地热资源及其开发利用 增强型地热系统研究开发：以美国新墨西哥州芬登山为例 of Geothermal Researchand Enhanced Development System： ACaseofFentonHillinNew Mexico(USA) 苏正’吴能友 曾玉超王晓星 Su Yuchao Zheng’WuNengyouZeng WangXiaoxing 中国科学院广州能源研究所 可再生能源与天然气水合物重点实验室 广州510640 Geothermal 增强型地热系统(Enhanced／Engineered 体中或干热岩体中，采用工程方法形成地热储层和循环水流的深层地热开发技术。美国率先在新墨西哥州 芬登山对其开展了示范工程研究，证实了深层地热资源开发的可行性。本文将综述芬登山(FentonHill) 增强型地热系统在钻井与储层激发、工质流动与储层测试、储层性能评价等问题研究上获得的认识和启示。 1．芬登山EGS开发历程 芬登山项目是第一个干热岩储层的示范案例，其开发经历了两个深度不同的独立热岩储层阶段：第一 裂隙储层埋深3500m，注入井EB3a、生产井EE．2a。 2．芬登山EGS开发的关键问题 芬登山地热系统研究显示稳态条件下干热岩地热系统持续运作是可行的，开发关键问题包括钻井与储 层激发、工质流动与储层测试、储层性能评价三个方面。 3．芬登山EGS研究的认识和启示 芬登山项目证明建立增强型地热系统的一个正确途径是先钻一口井进入热岩体中，然后通过压裂激发 储层，并利用地震技术评估储层的产状和走向，直到有地震信号表明储层达到了理想的流体储集能力，此 时再钻生产井，在两口井之间造成水力连通。 芬登山EGS研究证明使用传统的钻井方法可在硬质的花岗岩中钻成高温深井，对低渗透性结晶岩体进 行压力激发，造成水力传导裂缝，建立地热井之间的连通。岩石中本来具有天然节理或早期裂缝，但由于 水岩作用部分或全部已被封闭，水力激发可以重新开启这些天然裂隙并使之相互连通，同时增强未封闭裂 隙通道的渗透性，甚至在储层岩体中创造新的裂隙。试验还证明可通过增加生产井数量和裂缝区体积来扩 大储层规模，制造更大的流体换热面积，降低储层阻抗改善裂隙储层的导流能力，通过提升注入压力增加 储层的产水速率，增加钻井深度到达更热的岩体。 4．我国开发EGS的可能性分析 中国大陆地表热流异常活动显著，大陆东部和西南部热流偏高，而在中部和西北略低。东部热流特征 受火山岩浆活动的影响，而西南热流受印度．欧亚板块碰撞的控制。福建省温泉遍布，其中漳州盆地水热系 统是我国东南沿海地区温度最高的典型花岗岩裂散热水盆地，地温增温梯度为7～10℃／100m；青藏高原中 南部蕴藏着丰富的地热资源，特别是西藏羊八井地区存在温度达93。C、热流值高达364mW／m的地热奇观。 我国的油气工程技术发展迅速，如深井、大斜度井钻探、地震技术、测井技术等均跻身于世界先进水平行 列，实现了在结晶岩中钻5000m的深井，可依照设计对岩体进行有效的水力激发和创建人工储层。因此， 在我国进行增强型地热系统的研发完全可行，且大有前途。 5．结论 芬登山试验证明深部高温结晶岩中本身具有多重连通的节理组，但由于水岩作用而被封闭；通过水力 加压可以重新打开本来存在的节理，或创造新的流体通道和换热面，利用裂隙网络中的人工流体循环从深 部地热储层中开采深层地热开发是可行的。我国地热资源丰富，开发增强型地热系统中涉及到的关键技术 可以广泛借鉴，故发展增强型地热系统具有很大的潜力。 本研究由中国科学院广州能源研究所所长基金培育项目(y107a41001)资助。