高温岩体地热开采数值模拟毕业论文

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1、辽宁工程技术大学毕业论文中文题目：高温岩体地热开采数值模拟外文题目：NUMERICALSIMULATIONINEXPLOITATIONOFHDR67辽宁工程技术大学毕业论文1绪论1.1研究背景和研究意义21世纪，人类面临的是能源与环境两大主题，寻求和开发洁净的新能源是基本的能源发展战略，洁净的用之不竭的地热资源的开发与利用已经受到国内外的广泛承认与普遍重视。正如著名的科学家李四光教授指出的：“开发利用地热能，就像人类发现煤炭、石油能够燃烧一样，开辟了人类用能的新纪元。”地热能是地球内所储藏的热能，来源主要是岩石中放射性元素蜕变产生的热。地球内部中、长半衰期放

2、射性元素蜕变产生的热量平均每年有20.934×1020J。而一般所说的地热资源是指埋藏深度不大，在今后适当的技术条件下能够经济而又合理地开采利用的资源。在当前条件下有经济开发利用价值的地热被认为是10km以内。1977年PollaCk和Chapman在全球地热基础资源估算中得出，10km以内有热储含量403.3×106quads，是地球上储藏的全部煤炭可释放热量的1.7亿倍。可见，地热能源的储量是非常可观的。高温岩体地热开发是利用地壳中存在的自然热能,提供广泛的、有价值的、非污染的热能。按照现行的高温岩体地热资源的开发模式,完全可以在许多国家形成商业规模而广

3、泛应用。对中国而言,它的使用可以减少我国对进口石油的依赖,增加国家能源安全,减少外汇支出。研发、推广节能新技术和大力开发可再生能源(如太阳能、风能、水能、生物质能、地热能等)替代不可再生能源成为解决人类未来能源危机问题，支撑人类社会可持续发展的两个主要途径[1-2]。国际公认的新世纪能源开发应满足的基本准则是：在不增加化石能源的需求的同时,大力开发新能源；而对新能源的基本要求是:运行安全,价格合理和低环境影响。就此意义讲,高温岩体地热资源与核能（裂变和聚变）、太阳能或者其他可再生的能源相比，具有更大的优势[10]。从世界范围来说，利用中、高温地热水发电是地热

4、利用和研究的重点。美国、日本等发达国家正在进行高温岩体发电系统的研究，采用发电和直接利用相结合的梯级利用以提高中、低温地热资源开发的经济效益，是地热能利用的发展趋势之一。因此，高温岩体地热开采的技术研究具有重要的工程应用价值和理论意义。67辽宁工程技术大学毕业论文1.2研究现状评述1.2.1高温岩体高温岩体(也称干热岩体)地热资源，是指温度在200℃以上的岩体中蕴藏的热能资源，它可以通过开采，提取过热水蒸气，直接用于发电等。美国洛斯阿拉莫斯国家实验室的科学家们用了一个更专业的名称“hotdryrock”，中文直译为干热岩，其明确的科学和工程意义为：岩石是干的

5、、无水的、致密的、不渗透的；另一层含义为岩石是热的，具有较高温度的。1984年，干热岩地热开发在美国成功后，“hotdryrock”及其缩写HDR广泛出现在科技文献中。地球是一个庞大的热库，蕴藏着巨大的热能，它通过火山爆发、温泉、喷泉及岩石等热能方式源源不断地向地表传送。理论上讲，从地壳表层向地壳深部，岩体温度是逐渐增高，到一定深度，岩体温度都会达到高温岩体的温度。但由于技术和经济的原因，并不是地壳内部所有的高温岩体都能为人类所开发利用，而只有那些在一定地质构造区域内的地热异常区存在的、埋深较浅的高温岩体，才有利于人类的开发和利用。所以，地热开发中所说的高温

6、岩体不是一般意义上的高温岩体，它特指在特定岩石圈动力学环境中和特定地质构造区域内，存在于地壳中，且温度在200℃以上的岩体。根据该岩体的岩石组成、结构、埋置深度、地应力状态等特征和所处的地表人文环境、自然环境、社会环境等特点，可以在当前或不远的将来的技术和经济条件下开发利用。具有商业用途的高温岩体地热资源开发的概念与思路，首先是由MortonSmith领导的美国洛斯阿拉莫斯国家实验室的科学家小组于1970年提出的，其基本思路是：预期一个钻孔进入热的岩体，然后形成垂直裂缝，第二个钻孔进入裂缝带，从一个钻孔进入裂隙区的水循环后，从另一个钻孔以压力热水的形式排到地

7、面。高温岩体开发的两个关键技术问题是深部人工储留层的建造技术和高温岩体中的钻井技术。人工储留层建造是高温岩体地热开发最关键的步骤，它直接关系到高温岩体地热开发的成本和经济性。水压致裂法、爆炸法和热应力法是建造人工储留层的主要方法。1.2.2国内外研究现状我国高温岩体地热资源分布广，例如:云南腾冲地区，海南省、台湾、吉林长白山地区和黑龙江的五大莲池地区都有极其丰富的高温岩体地热资源，但限于技术和资金的原因，中国高温岩体地热资源的开发几乎等于零，仅能见到非常零散的、个别的基础类研究论文。在高温岩体地热开发的理论研究方面，从7067辽宁工程技术大学毕业论文年代开始

8、，许多学者、科学家己经对高温岩体热、物理、力学特性位