我国取得重大勘查突破的干热岩到底是什么呢？

干热岩

张志越/中国科学院地质与地球物理研究所

你说的是在武汉过早时候吃的热干面？？

那可是纤细爽滑有筋道，酱汁香浓味美，色泽金黄油润，香而鲜美，爽口辣味，祖传秘方，诱人食欲。

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我只知道热干面啊，那么问题来了，什么是干热岩？？？

地球是内部圈层由内向外分别是地核、地幔、地壳。其中，内核（地核）的温度高度约6000℃。地核与地表巨大的温差使得地球不断地向外（大气层）散发着热量，同时地壳内部放射性衰变热、势能转换热、摩擦热等也在不断生成与供给，而位于地壳上部的我们，可以经济采出的那部分地热能称之为地热资源。

地热资源按其成因和产出条件分为 水热型 和 干热型 地热资源。

水热型地热资源 是赋存于高渗透型的孔隙或是裂隙中，与年轻火山活动或高热流背景相伴形成高热水热系统而处于中-低温水热系统背景下，通过对水热系统中流体的开采即可获取其地热能。

干热岩 ，又称 增强型地热系统 ，是指埋藏于地面 1km 以下， 温度一般大于200℃ , 埋深数千米, 内部由于低孔隙度和渗透性而缺少流体的高温岩体，储存于干热岩中的热量需要通过人工压裂形成增强型地热系统才能得以开采。

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我知道这个热干面是面条事先煮熟，过冷和过油后，再淋上用芝麻酱、香油、香醋、辣椒油、五香酱菜等配料。这里的干热岩的资源量和资源有利分布是怎样分析出来的呢？

图中展示了中国大陆地区基于现有地热测量数据计算出不同深度上的温度分布的格局。2.5km深度上，除藏南部分地区温度达到100-150℃外，其他地区温度均低于100℃。在4.5km深度上，藏南部分地区超过100℃。6.5km深度上，藏南大部分地区温度达到250-300℃，其他热异常区，包括云贵、东南沿海、华北（渤海湾盆地）、鄂尔多斯盆地东南部（汾渭地堑）、东北（松辽盆地）等地温度达到150-200℃。在8.5km深度上，藏南大部分地区温度超过200℃，高温中心温度可达400℃，其他热异常区温度超过200℃。

总体上看，中国大陆地区以藏南地区地壳温度最高，云南西部和整个东部（华南、华北、东北）地区温度相对较高，准格尔盆地、塔里木盆地、柴达木盆地及内蒙阴山一带的温度相对较低。从干热岩地热资源可开采储量和温度状态来看，中国大陆地区有利的干热岩开发区似藏南地区、云南西部（腾冲）、东南沿海（浙闽粤）、华北（渤海湾盆地）、鄂尔多斯盆地东南缘的汾渭盆地、东北（松辽盆地）等地区。

根据所获得的深部温度结果，采取体积法可计算中国大陆地区（未含台湾）干热岩地热资源量。 计算是垂向上以1km 厚度的板片为单位，分别计算3-10km深度段的干热岩地热资源量。

中国大陆3-10km深处干热岩资源总计为20.9×106 EJ，合714.9×1012 t标准煤，高于美国本土（不包括黄石公园）干热岩地热资源量14×106 EJ。若按2%的可开采资源量计算，相当于中国大陆2010年能源消耗总量的4400倍（2010年中国能源消费总量32.5亿t标准煤）。其可开采资源量（2%）是传统水热型地热资源量的168倍。40%可采储量可以作为干热岩地热资源开采率上限，保守些的估计可以将开采率的上下限降低到20-2%（据2012年科技导报报道）。由此可见，干热岩地热系统在中国能源中占有重要位置。

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这种热干面国外人也喜欢吗？不不不，我说的是干热岩的国内外的研究现状和发展趋势。

干热岩已有30多年的研究历史，但以往只局限在美国、英国、法国、德国、瑞士、日本、澳大利亚等国家，并建立了多处开发利用试验研究基地。美国是最早对干热岩的工程开发进行研究的国家，在新墨西哥湾中北部的芬顿山成立了干热研究中心。据麻省理工学院2006年报告，只要开发3000-10000m深度的2%的干热岩资源储量，就将达到200×1018 EJ，是美国2005年全年能源消耗总量的2800倍。

美国能源部定义干热岩是采用人工形成地热储层的方法，从低渗透性的岩体中经济地采出深层热能的人工地热系统，如图，需要对3个关键方面进行评估，即地质条件、经济可行性和干热岩在其他技术领域适用性，最后通过耦合模型预测评价能源开发的可行性。

Figure 2干热岩热能开发的增强型地热系统示意图

中国高温岩体地热开发研究起步晚，仅少数科研单位做了理论探讨并参与了干热岩的国际合作。中国幅员辽阔，地热资源极其丰富，资源潜力巨大，约占全球7.9%。根据板块构造理论，中国西南部受印度洋板块的挤压和俯冲作用，地质体活动强烈，发生频繁的火山喷发和地震，这些地区会有很高的地热梯度。

2012年国家高技术研究发展计划(863计划)启动了“干热岩热能开发与综合利用关键技术研究”项目，下设四个课题，吉林大学、中国科学院广州能源研究所、清华大学和天津大学各承担一个课题，吉林大学为项目牵头单位。大庆油田，中国科学院地质与地球物理研究所，中国科学院武汉岩土力学研究所和中国地质科学院水文地质环境地质研究所等参与这一研究项目。这一项目为干热岩的技术研究提供了一个很好的机会。

今年九月，我国又取得重大突破，首次钻获温度最高的干热岩。

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干热岩的优点

干热岩的热能是通过人工注水的方式加以利用，而且在利用的整个过程中处于封闭循环系统。因此，干热岩的利用不会出现像热泉等常规地热资源利用的麻烦，即没有硫化物等有毒、有害或阻塞管道的物质出现。不仅如此，干热岩发电既不像火电那样向大气排放大量的二氧化碳等温室气体，粉尘等气溶胶颗粒物，也不像水电那样因水坝的修建而破坏局部乃至整个河流的生态系统以及在水电厂周围引起各种程度不一的环境地质灾害。此外，干热岩发电几乎完全摆脱了外界的干扰，干热岩发电不像水电那样受水坝所在河流流域降水量多寡的影响，而且也不像火电那样易受市场上燃煤或油气价格变化的影响。

干热岩地热能开发成本的50-60%来自于钻井和成井成本，而中国油田企业拥有大量深井，部分位于热异常区的非生产深井可以直接用于地热开发，在各油田区地热产业未来或许会成为油田企业的接替产业。