如何實現地熱能儲層的開發及利用？

地大熱能：在我國能源領域內，繼可燃冰之后，又一熱點是地熱。地熱之所以引起國人的關注，是因為儲量如此巨大，無法準確計算其儲量。化石燃料會造成溫室效應，開采難、費用高，而地熱的優點是可再生能源，價格低，沒有污染，地熱開采穩定并連續。

十四五能源領域規劃綱要技術路線中，集中攻關重點提到綠色清潔能源開發與利用技術。支撐水/干熱型地熱能資源開發，開展高溫含水層儲能和中深層巖土儲能關鍵技術研究，實現余熱廢熱的地下儲能。突破干熱巖探測、壓裂及效果評價等關鍵技術。

一、什么是地熱？

地熱資源是指能夠經濟地被人類所利用的地球內部的地熱能、地熱流體及其有用組分。

我國地熱資源可分為淺層地熱能資源、水熱型地熱資源和干熱巖資源三種類型。目前可利用的地熱資源主要包括：通過熱泵技術開采利用的淺層地熱能、天然出露的溫泉、通過人工鉆井直接開采利用的地熱流體以及干熱巖體中的地熱資源。我國地熱資源種類繁多，考慮地質構造特征、熱流體傳輸方式、溫度范圍以及開發利用方式等因素。

二、地熱能如何利用？

地熱資源主要用途包括發電、建筑物供暖、伴熱集輸、熱洗油管、地熱利用提高原油采收率等研究領域。

隨著常規石油資源日益枯竭，稠油作為一種特殊的非常規油氣資源，儲量巨大，可作為常規石油的接替能源。但因稠油粘度高，稠油油藏的一次采收率往往很低。重油開采面臨的獨特挑戰是如何有效地從深層儲層輸送高粘度原油。

我國含油氣盆地不僅富含油氣，更富含水熱型地熱資源，充分利用現有油氣田地熱資源，集增能與高溫降粘于一體，能夠顯著提高注水油藏采收率。油氣田開發至中后期還會留存大量的閑置井，可逐步轉變為“地熱田”，提高資源綜合利用率。

三、低場核磁共振技術如何應用于地熱能儲層開發及利用？

開發地熱儲層的風險很高，需要提前確定儲層的非均質性，低場核磁共振技術可測量地熱儲層巖石的孔隙度、滲透率、飽和度、孔隙結構等巖石物性信息，量化輸送流體的能力，分析未知的巖石物性對于增加地熱能利用的潛在障礙。高溫作用下，巖石內部微尺度孔隙結構會發生顯著的變化，這與巖石的物理、力學和水運輸特性密切相關。

低場核磁共振技術可得到巖石中微孔、介孔、大孔等多尺寸信息，利用T2譜分析地熱溫度對于介孔和大孔裂隙分布和連通性的影響，探索巖石孔隙-裂隙微觀結構對溫度的響應。孔隙結構特征是影響干熱巖滲透性和熱采收率的重要因素，也是預測任何誘發地震的關鍵參數。低場核磁共振技術作為孔隙信息和流體表征的重要研究手段，發展成熟，具有快速、在線、無損、綠色等優勢。

對于地熱利用實驗室室內研究，核磁共振也是一種非侵入性、在線的定量流體檢測技術手段，結合模擬儲層溫度、流體、壓力、干熱巖（HDR）等實驗環境模塊，在線研究內部孔隙結構及孔隙中的流體分布特性的變化，實現地熱能利用及不同注水方案方案對于提高稠油采收率性能的機理研究，對于提高熱采效率、地熱能開發利用、稠油油藏開發方案具有指導意義。

增強型地熱開采，與二氧化碳地質封存、煤層氣和頁巖氣等深部非常規資源開采的研究一樣，均涉及熱-流-固-化多物理場多耦合科學問題。低場核磁共振技術通過識別流體、實現變化溫度場和檢測孔隙結構組成，助力于熱-流-固多場耦合研究領域。