美國(guó)能源部地?zé)?/a>技術(shù)辦公室報(bào)告了俄克拉荷馬大學(xué)科學(xué)家研究項(xiàng)目取得的成功，該項(xiàng)目進(jìn)行了史無前例的巖石壓裂實(shí)驗(yàn)，展示了增強(qiáng)型地?zé)?/a>系統(tǒng)（EGS）作為美國(guó)可靠能源的巨大潛力。
近日，美國(guó)能源部的高效能源和可再生能源辦公室展示了俄克拉荷馬大學(xué)相關(guān)科研人員一項(xiàng)可能有助于“增強(qiáng)型地?zé)?/a>系統(tǒng)廣泛利用”的成功案例。
俄克拉荷馬大學(xué)研究人員最近進(jìn)行了一項(xiàng)史無前例的巖石壓裂實(shí)驗(yàn)，表明了在美國(guó)增強(qiáng)型地?zé)?/a>系統(tǒng)（EGS）作為可靠能源具有巨大的潛力。在美國(guó)能源部地?zé)?/a>科技辦公室的資助下，Ahmad Ghassemi博士帶領(lǐng)他的研究團(tuán)隊(duì)在實(shí)驗(yàn)室中成功地壓裂了EGS儲(chǔ)層中13立方英寸塊體花崗巖和其他火成巖。他們能夠利用該小塊體的巖石生產(chǎn)超過50瓦的電量，滿足一個(gè)家用燈泡的用電量，這表明現(xiàn)場(chǎng)工業(yè)規(guī)模化的壓裂和設(shè)計(jì)合理的EGS可以產(chǎn)生相當(dāng)大的電量。
俄克拉荷馬大學(xué)團(tuán)隊(duì)之所以能完成項(xiàng)目的大部分研究工作主要在于該校強(qiáng)大的實(shí)驗(yàn)室，擁有GTO贊助的最新開發(fā)的地應(yīng)力測(cè)試儀器。該儀器允許研究人員將巖塊固定在適當(dāng)?shù)奈恢茫员闼麄兪艿筋愃朴趯?shí)際EGS儲(chǔ)層極端環(huán)境的影響，而無需鉆探數(shù)千英尺深的昂貴試驗(yàn)井。該儀器最大模擬壓力和溫度可分別可達(dá)到70兆帕（MPa）和100℃，這個(gè)結(jié)果到目前為止在實(shí)驗(yàn)室是非常了不起的。
評(píng)估EGS儲(chǔ)層可持續(xù)性的一個(gè)難以預(yù)測(cè)但很重要的方法是儲(chǔ)層裂縫擴(kuò)張精細(xì)描述。該儀器允許俄克拉荷馬大學(xué)團(tuán)隊(duì)在每個(gè)月的實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行地震監(jiān)測(cè)，長(zhǎng)時(shí)間下來證明地震監(jiān)測(cè)在識(shí)別巖石破裂的精確位置是有效的。當(dāng)結(jié)合自然電位（一種測(cè)量巖石中導(dǎo)電流體含量的方法）時(shí)，該研究團(tuán)隊(duì)能夠描述出滲透性裂縫擴(kuò)張的方向和范圍。
地震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)為掌握流體運(yùn)移情況并優(yōu)化地?zé)?/a>開采提供了可行性。為避免流經(jīng)破裂巖體的流體竄流，俄克拉荷馬大學(xué)團(tuán)隊(duì)通過調(diào)整注入速率和生產(chǎn)壓力使其更加穩(wěn)定。這種地?zé)?/a>提取的方法為今后規(guī)模化開采提供了重要的參考，例如FORGE項(xiàng)目（美國(guó)能源部資助，最先在美國(guó)開展增強(qiáng)型地?zé)?/a>系統(tǒng)相關(guān)研究、試驗(yàn)，加快了該國(guó)EGS技術(shù)與裝備的突破）將要在其示范點(diǎn)開展一項(xiàng)與俄克拉荷馬大學(xué)實(shí)驗(yàn)室研究工作相似的大規(guī)模試驗(yàn)，儲(chǔ)層埋藏深度介于8000~10000英尺之間。
投資EGS技術(shù)最終可以帶來經(jīng)濟(jì)上可行地超過100GW的發(fā)電能力，足以為1億美國(guó)家庭供電。鑒于俄克拉荷馬大學(xué)的貢獻(xiàn)，EGS開發(fā)的腳步得到了加快，這將有助于國(guó)內(nèi)能源的多樣性發(fā)展，并保障能源安全。
來源：DOE EERE
