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地熱能低溫是怎么回事?

文章出處:   責任編輯:   發布時間:2021-09-08 23:14:20    點擊數:-   【

問:地熱能低溫是怎么回事?

答:這連續幾年的大氣污染,讓政府意識到清潔能源的重要性。風能、太陽能已經火過了,現在自然想到了地熱能,似乎取之不盡,用之不竭。于是,“地熱”熱起來了,正規地熱隊伍、從搞油氣的殺過來的隊伍、國家級研究院、私人老板,都來趟這個熱點,以為碰“地熱”就是又一個“餡餅”,但會存在陷井!

地熱能低溫是怎么回事?

近兩年的地熱開發連遇滑鐵盧,在已發現有溫泉、或已在開發的1000米左右的淺層地熱的地方打鉆,繼續深鉆,打至2000-6000米時,卻出現令人詭異的低溫,讓地熱開發得不償失-鉆井成本遠大于地熱利用,為地熱探測和利用蒙上一片烏云,不靠政府補帖,虧大了。我把這個低溫稱為要命的低溫陷井!

地熱能低溫是怎么回事?

以下列圖為例,我國多個地熱田均已發現這個現象。目前最成功的是共和盆地,就拿它說事兒。如下圖所示,R3井,打到200米,出現130度,同志們興奮了!按這個梯度計算,再打200米深,可能會翻倍,達到260度?于是再打,打到400米,還是130度,興許是中間的熱儲產生了熱對流,使深淺混合了?于是再打,一直打到快3000米了,溫度也沒增加幾度,最終只到了140度,再也不敢打了。若只打200米,成本10萬,像老家打地下水井一樣,幾百上千元搞定,而打3000米,2000萬!這成本差異可大了,若能早一點預知溫度不會增長,在200米處打鉆就停下來。

地熱能低溫是怎么回事?

其它地方的地熱井呢?以甘孜為例,在青藏高原東緣,認為是巖漿最活躍的地區,周圍有大量溫泉,某公司聰明,打到了200米,出現了90度高溫,再向下打到600米,溫度幾乎不變,停鉆,兄弟不敢再向下打了!

地熱能低溫是怎么回事?

廣東陽江市新州地熱田基本類似,在地熱田深部,地溫梯度大大降低:

地熱能低溫是怎么回事?

國外也不例外,這是法國某地熱田的地溫曲線:

地熱能低溫是怎么回事?

是什么原因造成這樣的低溫?

通過我近五年的研究,認為,我國的地熱田幾乎是傳導型,且沒有巖漿囊直接供熱。地熱田是由于高熱導體快速將地溫傳導致淺部,淺部在有熱蓋層的情況下,產生了局部高溫。形成了古隆起高,盆地區低,以古隆起頂部開始算起,如下圖所示,和基底起伏呈正相關關系。

地熱能低溫是怎么回事?

上圖看著有點費勁,我簡化一下,用一個理想的古隆起模型,如下圖所示,粗黑線為古隆起模型,并假設無異常熱源,只有基底熱流,古隆起熱導率高,模擬得到這時的地溫場分布特點,周邊為盆地區,中間為古隆起區,背景色為具有古隆起時的地溫場分布特征,重點來了(請逐字看):

1)整體上呈鏡像倒影關系,以古隆起中部為對稱點,上下溫度曲線基本上呈鏡像對稱關系;

2)古隆起頂部B為淺部最高地溫,稱為地熱甜點;

3)和兩邊的盆地區對比,古隆起溫度分為三個段

●高地溫梯度段H:B點到地表,特點是,相同深度下地溫遠大于盆地區;

●低地溫梯度段L:為B點之處至古隆起中點,特點是,溫度增加幅度不大,但比盆地區溫度還是略高;

●低溫度段D:在古隆起中點至基底,特點是,相同深度下,比盆地區溫度還低。

地熱能低溫是怎么回事?

這個還是抽像了,換個模型,如左下圖所示,中間為古隆起,兩條豎黃線分別代表盆地區和古隆起區的地溫場分布,右下圖藍線為盆地區的地溫曲線,紅線為隆起區的地溫隨深度變化的曲線,可以看出,在高梯度段,盆地區溫度大大小于隆起區地溫(紅線);在低梯度段也大,但溫度增加幅度減小了;在低溫段,則盆地區的溫度比隆起區的溫度還高。

也許您會問,這,這,這,就不好理解了,前兩段還好理解,但后面一句意味著,找深部地熱要去盆地區找羅?這,這,這,太不可思議了!我凌亂中…..,這是什么鬼,怪異?真有地熱田下的溫度比盆地區還低的?

地熱能低溫是怎么回事?

地熱能低溫是怎么回事?

獻上一個例子吧,作為本文的結束,去年剛打的獻縣GRY1井,如下圖所示。這口井在獻縣東北一個溫泉附近打的,說明這個地區的確有地熱田。打到1000米處,的確呈現高溫,90度,這一段是高地溫梯度段H;但過了1000米后,溫度增加量就急劇降低,即前述低地溫梯度段L;到3700米時,溫度居然比盆地區還低了,之下的就是低地溫段。圖中紅線為GRY1井曲線,其它線分別為CCSD-1為我國在江蘇打的第一口大陸深鉆井井溫曲線;SN5為塔中打到7000米的井;NG4為GRY1西北30公里饒陽凹陷的一口井,這些井溫代表了大陸地區的地溫隨深度的線性變化。 (再次聲明,此處引用此井,沒有針對哪位相關學者,僅是為地熱研究,想說明規律,雖然不成功,但也是對地熱事業的探索,值得借簽)。

地熱能低溫是怎么回事?

忠告:要重視地熱田的勘探;地溫場的研究;很多搞地熱的,是由做油氣轉過去的,而地溫場不像油氣啊,它是分子狀態的傳遞,沒有“源”,有本質的區別。本人近兩年已沒有做地熱項目了,算圈外人了。

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