地?zé)崮?/a>是一種重要的可再生能源，儲(chǔ)量豐富，所含的總熱量約為3.9×10¹⁹kW.h/yr，其中我國(guó)的地?zé)豳Y源占比高達(dá)7.9％。2014年世界上地?zé)崮?/a>主要應(yīng)用于地源熱泵、發(fā)電、沐浴和游泳、采暖，這四者分別占比６１％、１４％、１１％、９％。預(yù)計(jì)到2050年，世界上地?zé)岚l(fā)電量達(dá)到每年1.4×1012ｋＷ·ｈ，占總電能消耗量的3.5%。

我國(guó)以地熱能直接利用為主，是世界上地熱能直接利用量最大的國(guó)家，然而地?zé)岚l(fā)電所占份額很小，目前僅有羊八井地?zé)?/a>電站正常運(yùn)營(yíng)，其發(fā)電的裝機(jī)容量長(zhǎng)期維持在24ＭＷ左右，遠(yuǎn)低于美國(guó)2011年的3112ＭＷ，這表明我國(guó)的地?zé)?/a>能沒(méi)有被充分的利用。為此，我國(guó)將加大對(duì)地?zé)?/a>發(fā)電的投入，預(yù)計(jì)在2050年地?zé)岚l(fā)電的裝機(jī)容量達(dá)到550ＭＷ，其中增強(qiáng)型地?zé)嵯到y(tǒng)（ｅｎｈａｎｃｅｄ ｇｅｏｔｈｅｒｍａｌ ｓｙｓｔｅｍ，ＥＧＳ）發(fā)電為主，其裝機(jī)容量達(dá)到300ＭＷ。

EGS，也被稱為干熱巖（ｈｏｔ ｄｒｙ ｒｏｃｋ，ＨＤＲ）地?zé)嵯到y(tǒng)，由于具有極大的開(kāi)發(fā)應(yīng)用前景而受到廣泛的關(guān)注。美國(guó)能源部對(duì)EGS的定義是從一種低滲透率和低孔隙率的地?zé)豳Y源中提取大量熱能而創(chuàng)建的熱儲(chǔ)層。根據(jù)這個(gè)定義，ＥＧＳ不包括高品位的水熱型地?zé)?/a>，但是包括分布在地層3-10ｋｍ內(nèi)的結(jié)晶巖、沉積巖、地壓型地?zé)?/a>、巖漿型地?zé)?/a>及低品位的水熱型地?zé)?/a>等。EGS是少數(shù)幾個(gè)既能夠提供持續(xù)的機(jī)載電能又對(duì)環(huán)境影響小的可再生能源，其資源非常豐富，根據(jù)計(jì)算得到美國(guó)的可開(kāi)采熱量超過(guò)5.6ｘ1016ｋＷ·ｈ，大致相當(dāng)于美國(guó)2005年能源總消耗量的2000倍，而隨著技術(shù)的進(jìn)步，可開(kāi)采量可能增長(zhǎng)10倍甚至更多。預(yù)計(jì)到2050年，美國(guó)的EGS發(fā)電的裝機(jī)容量有望達(dá)到10^５ＭＷ，占美國(guó)機(jī)載電能的10％。

干熱巖是埋藏于距地表3～10 km深度范圍內(nèi)低滲透性的高溫巖體。由于干熱巖天然滲透率極低，無(wú)法經(jīng)濟(jì)地提取出地?zé)崮?/a>，所以干熱巖的開(kāi)發(fā)必須建立增強(qiáng)型地?zé)嵯到y(tǒng)(EGS,Enhanced Geothermal System)。EGS是利用人工手段在干熱巖中建立高滲透性的人工熱儲(chǔ)，然后注入低溫流體介質(zhì)，置換干熱巖中的熱能。EGS最關(guān)鍵的技術(shù)是儲(chǔ)層改造，目的是在低滲透性巖石中建立大體積的儲(chǔ)水層，使原有天然裂隙錯(cuò)動(dòng)或形成新的裂縫，從而使注入井和生產(chǎn)井系統(tǒng)建立適當(dāng)?shù)倪B通性。常用的儲(chǔ)層改造方法有水力壓裂、熱刺激和化學(xué)刺激。水力壓裂是最主要的EGS儲(chǔ)層改造手段，目前國(guó)外幾乎所有EGS工程都采用了水力壓裂技術(shù)來(lái)形成換熱構(gòu)造，如美國(guó)Fenton Hill，法國(guó)Soultz，日本Hijiori等。該技術(shù)最初來(lái)源于油氣行業(yè)，但近些年已經(jīng)成為干熱巖人工熱儲(chǔ)形成的重要手段。然而，由于巖石構(gòu)造不同，天然裂隙的差異以及壓裂過(guò)程的各種不確定性因素，導(dǎo)致壓裂過(guò)程中裂隙系統(tǒng)的發(fā)展和壓裂的效果難以預(yù)測(cè)。儲(chǔ)層的裂隙結(jié)構(gòu)直接影響流體在熱儲(chǔ)中的滲流換熱過(guò)程，是決定EGS可開(kāi)采熱能和運(yùn)行壽命的關(guān)鍵因素。

我國(guó)的ＥＧＳ資源高7.0ｘ10¹⁸ｋＷ·ｈ，按照2％的開(kāi)采系數(shù)計(jì)算，可開(kāi)采熱量大致相當(dāng)于我國(guó)2013年能源總消耗量的4500倍。

EGS工程的研究及工程示范的建立成為今后我國(guó)深層干熱巖開(kāi)采的主攻方向。增強(qiáng)型地?zé)嵯到y(tǒng)的研究和應(yīng)用：

地球物理勘探手段的應(yīng)用

由于干熱巖致密堅(jiān)硬，溫度較高，對(duì)鉆探施工技術(shù)要求較高，施工成本投入大。所以為提高鉆探孔位選定的可靠度，可以充分利用地球物理勘探手段，以“物探先行，鉆探驗(yàn)證”的思路，降低鉆探施工風(fēng)險(xiǎn)。

靶區(qū)優(yōu)選與孔位選址

開(kāi)展干熱巖地?zé)豳Y源評(píng)價(jià)與靶區(qū)優(yōu)選工作，通過(guò)分析國(guó)內(nèi)重點(diǎn)高地?zé)岜尘皡^(qū)域的地質(zhì)條件、地溫場(chǎng)特征、構(gòu)造分布、控?zé)嵋蛩亍?a href="http://lichunhm.cn/t/熱源.html" >熱源及熱源通道等，結(jié)合地球物理場(chǎng)特征，確定干熱巖施工孔位。

高溫硬巖鉆探技術(shù)

根據(jù)國(guó)內(nèi)石油及干熱巖鉆探施工經(jīng)驗(yàn)，我國(guó)鉆探技術(shù)已經(jīng)克服了高溫鉆探、硬巖鉆進(jìn)、定向鉆進(jìn)等技術(shù)難題，目前如何降低鉆探成本、提高鉆探效率、優(yōu)化井身結(jié)構(gòu)，將是我們下一步重點(diǎn)關(guān)注的問(wèn)題，這對(duì)未來(lái)干熱巖大規(guī)模開(kāi)采利用，將奠定重要的基礎(chǔ).

水力壓裂連通

吸取國(guó)際成果的經(jīng)驗(yàn)與教訓(xùn)，為提高干熱巖的取熱效率，水力壓裂與井間連通是干熱巖開(kāi)采過(guò)程中的關(guān)鍵技術(shù)之一。水力壓裂手段已經(jīng)在石油開(kāi)采行業(yè)成熟的應(yīng)用，但在壓裂的同時(shí)，如何做到井組的裂縫連通，形成穩(wěn)定的三維裂隙換熱網(wǎng)絡(luò)，是目前一直探索的難題。

實(shí)施增強(qiáng)型地?zé)嵯到y(tǒng)示范工程，使干熱巖資源成為中國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展強(qiáng)有力的能源保障。