近日，美国能源部的高效能源和可再生能源办公室展示了俄克拉荷马大学相关科研人员一项可能有助于“增强型地热系统广泛利用”的成功案例。
 

       俄克拉荷马大学研究人员最近进行了一项史无前例的岩石压裂实验，表明了在美国增强型地热系统（EGS）作为可靠能源具有巨大的潜力。在美国能源部地热科技办公室的资助下，Ahmad Ghassemi博士带领他的研究团队在实验室中成功地压裂了EGS储层中13立方英寸块体花岗岩和其他火成岩。他们能够利用该小块体的岩石生产超过50瓦的电量，满足一个家用灯泡的用电量，这表明现场工业规模化的压裂和设计合理的EGS可以产生相当大的电量。
 

       俄克拉荷马大学团队之所以能完成项目的大部分研究工作主要在于该校强大的实验室，拥有GTO赞助的最新开发的地应力测试仪器。该仪器允许研究人员将岩块固定在适当的位置，以便他们受到类似于实际EGS储层极端环境的影响，而无需钻探数千英尺深的昂贵试验井。该仪器最大模拟压力和温度可分别可达到70兆帕（MPa）和100℃，这个结果到目前为止在实验室是非常了不起的。
 

       评估EGS储层可持续性的一个难以预测但很重要的方法是储层裂缝扩张精细描述。该仪器允许俄克拉荷马大学团队在每个月的实验中进行地震监测，长时间下来证明地震监测在识别岩石破裂的精确位置是有效的。当结合自然电位（一种测量岩石中导电流体含量的方法）时，该研究团队能够描述出渗透性裂缝扩张的方向和范围。
 

       地震监测系统为掌握流体运移情况并优化地热开采提供了可行性。为避免流经破裂岩体的流体窜流，俄克拉荷马大学团队通过调整注入速率和生产压力使其更加稳定。这种地热提取的方法为今后规模化开采提供了重要的参考，例如FORGE项目（美国能源部资助，最先在美国开展增强型地热系统相关研究、试验，加快了该国EGS技术与装备的突破）将要在其示范点开展一项与俄克拉荷马大学实验室研究工作相似的大规模试验，储层埋藏深度介于8000~10000英尺之间。
 

       投资EGS技术最终可以带来经济上可行地超过100GW的发电能力，足以为1亿美国家庭供电。鉴于俄克拉荷马大学的贡献，EGS开发的脚步得到了加快，这将有助于国内能源的多样性发展，并保障能源安全。

来源：DOE EERE