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化学刺激技术在增强型地热系统中的应用:理论、实践与展望
被引量:
10
1
作者
刘明亮
庄亚芹
+6 位作者
周超
朱明成
张灿海
朱永强
谭龙
骆进
郭清海
《地球科学与环境学报》
CAS
2016年第2期267-276,共10页
干热岩作为清洁的可再生能源是地热能未来开采和利用中最具潜力的部分,具体的开发工程技术称为增强型地热系统(EGS,Enhanced Geothermal System)。化学刺激技术作为水力压裂的一种辅助方法,具有成本低、风险小的特点,在完善储层改造方...
干热岩作为清洁的可再生能源是地热能未来开采和利用中最具潜力的部分,具体的开发工程技术称为增强型地热系统(EGS,Enhanced Geothermal System)。化学刺激技术作为水力压裂的一种辅助方法,具有成本低、风险小的特点,在完善储层改造方面具有重要作用。综述了国内外EGS关于化学刺激研究的相关文献,介绍了化学刺激技术的理论基础及常用的几种化学刺激剂(传统酸、缓速酸、螯合剂和CO2化学刺激剂),并对世界上仅有的几个使用化学刺激技术的EGS工程(美国Fenton Hill和法国Soultz干热岩项目)进行了介绍和总结,在此基础上提出了化学刺激剂在增强型地热系统中的研究建议及应用展望,以期为中国未来EGS的科学研究和项目实施提供参考。
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关键词
增强型地热系统
化学刺激
储层改造
土酸
缓速酸
螯合剂
干热岩
水力压裂
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职称材料
化学刺激法提高花岗岩类岩石裂隙渗透性的实验研究
被引量:
9
2
作者
郭清海
何曈
+2 位作者
庄亚芹
骆进
张灿海
《地学前缘》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第1期159-169,共11页
增强型地热系统(EGS)用于通过人工形成地热储层的方法从深部低渗透性岩体中开采地热能;国际上常采用水力压裂辅以化学刺激的方法改造EGS储层以提高其渗透率。本文以采自青海共和盆地的花岗闪长岩样品为对象,选用3种不同化学刺激剂(氢氧...
增强型地热系统(EGS)用于通过人工形成地热储层的方法从深部低渗透性岩体中开采地热能;国际上常采用水力压裂辅以化学刺激的方法改造EGS储层以提高其渗透率。本文以采自青海共和盆地的花岗闪长岩样品为对象,选用3种不同化学刺激剂(氢氧化钠、盐酸和土酸),在3组不同注入流速条件下开展了系统化学刺激实验。结果表明:注入盐酸和土酸后样品渗透率均有提高,且采用土酸时渗透率提高幅度明显大于盐酸;但注入氢氧化钠后,样品渗透率反而降低。在3类化学刺激剂中,土酸对长石类矿物的溶蚀能力最强,而氢氧化钠溶液对石英的溶蚀能力最强,但氢氧化钠溶液在溶解岩石样品裂隙表面矿物后极易形成非定形态二氧化硅或非定形态铝硅酸盐蚀变矿物并阻塞裂隙,反而对化学刺激效果造成负面影响。总体来看,土酸是青海共和盆地干热岩体的最佳化学刺激剂。在中等注入速度(3mL·min^-1)条件下,土酸对岩石样品的溶蚀程度就可达到最高;在此基础上进一步降低流速,则可能使溶解组分更易从液相中沉淀而充填于样品裂隙,导致样品渗透率有所下降。
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关键词
干热岩
增强型地热系统
化学刺激
土酸
渗透率
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职称材料
土酸化学刺激剂提高花岗岩渗透率的试验研究
被引量:
9
3
作者
庄亚芹
张灿海
+3 位作者
朱明成
朱永强
骆进
郭清海
《安全与环境工程》
CAS
2017年第2期16-21,45,共7页
增强型地热系统(EGS)是通过人工形成地热储层而从低渗透性岩体中经济地采出热能的地热系统。为了提高热储层的渗透率,需要对热储层实施化学刺激,增加深部岩体中地热能的采收率。以采自青海共和盆地的花岗岩样品(与盆地基底干热岩体的岩...
增强型地热系统(EGS)是通过人工形成地热储层而从低渗透性岩体中经济地采出热能的地热系统。为了提高热储层的渗透率,需要对热储层实施化学刺激,增加深部岩体中地热能的采收率。以采自青海共和盆地的花岗岩样品(与盆地基底干热岩体的岩性相同)为研究对象,选用10%HCl+3%HF的土酸为化学刺激剂,在不同温度和试验时间反应条件下开展了花岗岩化学刺激试验,研究了土酸化学刺激剂对实际EGS储层的化学刺激效果以及溶蚀特征。结果表明:土酸刺激后花岗岩的渗透率明显提高,且其渗透率的提高倍数随温度的升高和时间的延长而增大;化学刺激试验中发现花岗岩化学组成中石英和长石发生溶蚀,而且还生成了氟铝酸钾、氟硅酸钾和石英蚀变矿物。
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关键词
增强型地热系统
花岗岩渗透率
土酸
化学刺激试验
储层改造
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职称材料
阴离子黏土处理增强型地热系统返排液的研究
被引量:
4
4
作者
余正艳
郭清海
+3 位作者
曹耀武
庄亚芹
张灿海
朱明成
《环境化学》
CAS
CSCD
北大核心
2018年第2期335-346,共12页
增强型地热系统返排液中一般存在多种有害组分.利用不同类型阴离子黏土(焙烧后水铝钙石、焙烧后水氯铁镁石、焙烧后水滑石和CO_3^(2-)插层水滑石)开展了实验室配制或基于化学刺激实验所获返排液样品中氟、砷、硼、氯等有害阴离子组分的...
增强型地热系统返排液中一般存在多种有害组分.利用不同类型阴离子黏土(焙烧后水铝钙石、焙烧后水氯铁镁石、焙烧后水滑石和CO_3^(2-)插层水滑石)开展了实验室配制或基于化学刺激实验所获返排液样品中氟、砷、硼、氯等有害阴离子组分的去除实验研究.结果表明,CO_3^(2-)插层水滑石可用于有效处理以氟化物和/或氯化物为主要有害组分的青海扎仓寺样品和法国Soultz-sous-Forêts样品;而对于以氟、砷、硼为主要有害组分的美国Fenton Hill样品,焙烧后水铝钙石、水氯铁镁石和水滑石的混合物(质量比为1∶1∶4)为处理效果最佳的阴离子黏土组合.
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关键词
阴离子黏土
EGS返排液
有害组分
阴离子交换
吸附
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职称材料
题名
化学刺激技术在增强型地热系统中的应用:理论、实践与展望
被引量:
10
1
作者
刘明亮
庄亚芹
周超
朱明成
张灿海
朱永强
谭龙
骆进
郭清海
机构
中国地质大学(武汉)地质调查研究院
中国地质大学(武汉)环境学院
国家电力投资集团黄河上游水电开发有限责任公司
中国地质大学(武汉)工程学院
出处
《地球科学与环境学报》
CAS
2016年第2期267-276,共10页
基金
国家电力投资集团科技项目(2015-138-HHS-KJ-X)
国家自然科学基金项目(41572335)
文摘
干热岩作为清洁的可再生能源是地热能未来开采和利用中最具潜力的部分,具体的开发工程技术称为增强型地热系统(EGS,Enhanced Geothermal System)。化学刺激技术作为水力压裂的一种辅助方法,具有成本低、风险小的特点,在完善储层改造方面具有重要作用。综述了国内外EGS关于化学刺激研究的相关文献,介绍了化学刺激技术的理论基础及常用的几种化学刺激剂(传统酸、缓速酸、螯合剂和CO2化学刺激剂),并对世界上仅有的几个使用化学刺激技术的EGS工程(美国Fenton Hill和法国Soultz干热岩项目)进行了介绍和总结,在此基础上提出了化学刺激剂在增强型地热系统中的研究建议及应用展望,以期为中国未来EGS的科学研究和项目实施提供参考。
关键词
增强型地热系统
化学刺激
储层改造
土酸
缓速酸
螯合剂
干热岩
水力压裂
Keywords
enhanced geothermal system
chemical stimulation
reservoir reform
mud acid
retarded acid
chelating agent
hot dry rock
hydrofracture
分类号
P314.2 [天文地球—固体地球物理学]
TK521 [动力工程及工程热物理—热能工程]
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职称材料
题名
化学刺激法提高花岗岩类岩石裂隙渗透性的实验研究
被引量:
9
2
作者
郭清海
何曈
庄亚芹
骆进
张灿海
机构
中国地质大学(武汉)生物地质与环境地质
国家
重点实验室&环境学院
中国地质大学(武汉)工程学院
国家电力投资集团黄河上游水电开发有限责任公司
出处
《地学前缘》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第1期159-169,共11页
基金
国家自然科学基金项目(41772370,41861134028,41572335)
国家电力投资集团公司科技项目(2015-138-HHS-KJ-X)。
文摘
增强型地热系统(EGS)用于通过人工形成地热储层的方法从深部低渗透性岩体中开采地热能;国际上常采用水力压裂辅以化学刺激的方法改造EGS储层以提高其渗透率。本文以采自青海共和盆地的花岗闪长岩样品为对象,选用3种不同化学刺激剂(氢氧化钠、盐酸和土酸),在3组不同注入流速条件下开展了系统化学刺激实验。结果表明:注入盐酸和土酸后样品渗透率均有提高,且采用土酸时渗透率提高幅度明显大于盐酸;但注入氢氧化钠后,样品渗透率反而降低。在3类化学刺激剂中,土酸对长石类矿物的溶蚀能力最强,而氢氧化钠溶液对石英的溶蚀能力最强,但氢氧化钠溶液在溶解岩石样品裂隙表面矿物后极易形成非定形态二氧化硅或非定形态铝硅酸盐蚀变矿物并阻塞裂隙,反而对化学刺激效果造成负面影响。总体来看,土酸是青海共和盆地干热岩体的最佳化学刺激剂。在中等注入速度(3mL·min^-1)条件下,土酸对岩石样品的溶蚀程度就可达到最高;在此基础上进一步降低流速,则可能使溶解组分更易从液相中沉淀而充填于样品裂隙,导致样品渗透率有所下降。
关键词
干热岩
增强型地热系统
化学刺激
土酸
渗透率
Keywords
hot dry rock
enhanced geothermal system
chemical stimulation
mud acid
permeability
分类号
P314 [天文地球—固体地球物理学]
P641.3 [天文地球—地质矿产勘探]
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职称材料
题名
土酸化学刺激剂提高花岗岩渗透率的试验研究
被引量:
9
3
作者
庄亚芹
张灿海
朱明成
朱永强
骆进
郭清海
机构
中国地质大学(武汉)环境学院
国家电力投资集团黄河上游水电开发有限责任公司
中国地质大学(武汉)工程学院
出处
《安全与环境工程》
CAS
2017年第2期16-21,45,共7页
基金
国家自然科学基金项目(41572335)
国家电力投资集团公司科技项目(2015-138-HHS-KJ-X)
文摘
增强型地热系统(EGS)是通过人工形成地热储层而从低渗透性岩体中经济地采出热能的地热系统。为了提高热储层的渗透率,需要对热储层实施化学刺激,增加深部岩体中地热能的采收率。以采自青海共和盆地的花岗岩样品(与盆地基底干热岩体的岩性相同)为研究对象,选用10%HCl+3%HF的土酸为化学刺激剂,在不同温度和试验时间反应条件下开展了花岗岩化学刺激试验,研究了土酸化学刺激剂对实际EGS储层的化学刺激效果以及溶蚀特征。结果表明:土酸刺激后花岗岩的渗透率明显提高,且其渗透率的提高倍数随温度的升高和时间的延长而增大;化学刺激试验中发现花岗岩化学组成中石英和长石发生溶蚀,而且还生成了氟铝酸钾、氟硅酸钾和石英蚀变矿物。
关键词
增强型地热系统
花岗岩渗透率
土酸
化学刺激试验
储层改造
Keywords
Enhanced Geothermal System(EGS)
granite rock permeability
mud acid
chemical stimulation experiment
reservoir reform
分类号
X142 [环境科学与工程—环境科学]
P314 [天文地球—固体地球物理学]
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职称材料
题名
阴离子黏土处理增强型地热系统返排液的研究
被引量:
4
4
作者
余正艳
郭清海
曹耀武
庄亚芹
张灿海
朱明成
机构
中国地质大学(武汉)环境学院
国家电力投资集团黄河上游水电开发有限责任公司
出处
《环境化学》
CAS
CSCD
北大核心
2018年第2期335-346,共12页
基金
国家自然科学基金(41572335)
国家电力投资集团公司科技项目(2015-138-HHS-KJ-X)资助~~
文摘
增强型地热系统返排液中一般存在多种有害组分.利用不同类型阴离子黏土(焙烧后水铝钙石、焙烧后水氯铁镁石、焙烧后水滑石和CO_3^(2-)插层水滑石)开展了实验室配制或基于化学刺激实验所获返排液样品中氟、砷、硼、氯等有害阴离子组分的去除实验研究.结果表明,CO_3^(2-)插层水滑石可用于有效处理以氟化物和/或氯化物为主要有害组分的青海扎仓寺样品和法国Soultz-sous-Forêts样品;而对于以氟、砷、硼为主要有害组分的美国Fenton Hill样品,焙烧后水铝钙石、水氯铁镁石和水滑石的混合物(质量比为1∶1∶4)为处理效果最佳的阴离子黏土组合.
关键词
阴离子黏土
EGS返排液
有害组分
阴离子交换
吸附
Keywords
anion clay
the EGS fracturing liquid
harmful constituents
anion exchange
adsorption
分类号
X703 [环境科学与工程—环境工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
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1
化学刺激技术在增强型地热系统中的应用:理论、实践与展望
刘明亮
庄亚芹
周超
朱明成
张灿海
朱永强
谭龙
骆进
郭清海
《地球科学与环境学报》
CAS
2016
10
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职称材料
2
化学刺激法提高花岗岩类岩石裂隙渗透性的实验研究
郭清海
何曈
庄亚芹
骆进
张灿海
《地学前缘》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020
9
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职称材料
3
土酸化学刺激剂提高花岗岩渗透率的试验研究
庄亚芹
张灿海
朱明成
朱永强
骆进
郭清海
《安全与环境工程》
CAS
2017
9
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职称材料
4
阴离子黏土处理增强型地热系统返排液的研究
余正艳
郭清海
曹耀武
庄亚芹
张灿海
朱明成
《环境化学》
CAS
CSCD
北大核心
2018
4
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职称材料
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