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新突破!江汉石油工程成功研制地热高效开发酸液体系

   2022-04-21 地热加7460
核心提示:近日,江汉石油工程公司工程研究中心实验室成功研制适用于干热岩高效开发的HIMA高温胶凝酸体系。
    近日,江汉石油工程公司工程研究中心实验室成功研制适用于干热岩高效开发的HIMA高温胶凝酸体系。该体系产品具有一剂多能的效果,适用于干热岩开发,还能满足高温深层碳酸盐岩油气井的酸化压裂要求。同时,具备成本低、溶蚀速率可控、粘度可调等特性,适合工业化批量生产,推广潜力巨大,有望助推我国干热岩高效开发。

神秘的地下有很多宝藏,被称为“会发电的石头”的干热岩就是其中之一,科研人员一直在寻找高效开发它的办法。4月18日从江汉石油工程公司研究中心液体研发实验室传来好消息,该实验室针对干热岩的高效开发,成功研制了一种性能优异的压裂液体系——HIMA高温胶凝酸体系,使得干热岩这座宝库向人们敞开了大门。


干热岩是一种新兴地热能源,埋藏在地下3至10千米处,岩内温度通常大于200℃。据测算,我国干热岩资源量相当于856万亿吨标准煤,极具开发潜力。

干热岩发电的原理说来简单,从地面把高压冷水注入地下,使冷水渗入人工压裂造出的岩层缝隙中,水吸收地热能量,以水蒸气或高温水的形式回到地面,带动汽轮机发电机转动。发电后的“废水”还可用于供暖,冷却后的水再次注入地下循环使用,整个开发利用过程零排放、零污染,且发电稳定性强于风电、光伏。


实验室研发负责人闫秀介绍,干热岩开采中还存在大量技术难题待解决。在我国东部地区,普遍要到地下6千米才能得到180℃的干热岩,地下高温高压环境对任何钻具和钻采工艺都是极大的挑战。另外,干热岩所在的碳酸盐岩层中矿物质会与开采用的化学试剂发生化学反应形成结晶,进而堵塞井筒。

“要开采干热岩,关键一步是人工压裂制造岩层缝隙。”闫秀介绍说,研发团队从酸化压裂技术上获得了灵感。这一技术本是用于开发碳酸盐岩储层的油气资源,在研究人员设想中,通过往岩层注入胶凝酸液体,与干热岩发生反应,就可以在岩层内部溶解出多条可供冷水进入的通道。然而,地下高温高压会破坏酸液,而且在注入过程中,为避免过度溶解弄垮地层,酸液必须“认路”,只去溶解岩层而不是去溶解金属井筒。


经过近两年的研发,该实验室研发出HIMA高温胶凝酸体系。它以盐酸作为主体酸并添加辅助添加剂,使胶凝酸体系达到工业开发的需要,产品可耐温160℃以上、腐蚀性低且缓释性能优异,在不破坏岩体的情况下,能够由人控制,在岩体内部酸蚀出多条平行延展的通道,从而充分提取岩体中的热能。

“我国对干热岩的认识,只有不到5年的时间,受制于胶凝酸体系不能抗高温开发应用的问题,目前只在一些低温浅层中寻找温度最高的岩块进行开发。”此次体系研发负责人闫秀说到。

干热岩的地热发电系数高达72%~80%,是风能的3~4倍、太阳能的4~5倍。其开发利用对我国尽早实现碳达峰、碳中和起着至关重要的作用。我国曾在松辽盆地发现过一处240℃的高温地热能资源,可由于其埋藏地下7000多米深处,使得我们无法对其进行开发利用。

据介绍,由该实验室研发的HIMA高温胶凝酸体系,现已在江苏某干热岩井成功应用,取得了超预期的良好表现。该体系产品具备成本低、溶蚀速率可控、粘度可调等特性,适合工业化批量生产,是干热岩高效开发的利器,推广潜力巨大。


注:本文综合整理自《湖北日报》《工人日报》


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