该项目由法国ARMINES/Mines-ParisTech的研究人员与合作伙伴伦敦帝国理工学院、挪威SINTEF、希腊比雷埃夫斯大学、中国石油大学和法国钻井公司Drillstar领导，可以扩大这种可再生能源的使用，帮助应对全球气候危机。

该项目由欧盟地平线2020计划资助。

地热能利用地表深处岩石、蒸汽和水的热量。它是碳中性的，可广泛获得，而且与风能和太阳能不同，它可以全天候提供稳定的供应。因此，地热储层可以为欧洲和全世界的可再生能源供应做出重大贡献。

然而，要钻到足够深的坚硬岩石中以获取这种能量，所需的钻井速度缓慢且效率低下，这使得它的成本高得令人望而却步。地热资源在深度超过4公里的较热岩石中本来就更丰富，因此目前在全球能源份额中所占比例不到2%。

现在，来自欧盟地平线2020计划的400万欧元新拨款将帮助该联盟的研究人员开发新一代钻井系统，以释放深层地热能的潜力。

对岩石进行充注，使其更容易破碎，可以大大减少开采这些储层所需的时间和资金

约翰-保罗·莱瑟姆博士

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目前，钻头以每小时1-2米的速度穿透坚硬的岩石，但研究人员预计，新的钻探技术将以每小时10米的速度工作——到达地热水库的平均速度是目前可能达到的速度的四倍。

这可以减少高达65%的钻井成本，使可再生地热能的使用更具成本效益。

帝国理工大学地球科学与工程系的联合研究员约翰-保罗·莱瑟姆博士说:“钻穿岩石需要花费大量的时间和精力，所以我们正在通过使这些岩石更容易破碎来优化系统。我们的计算机模拟可以捕捉矿物尺度上的裂缝，能够显示如何启动岩石以使其更容易破碎，从而大大减少开发这些储层所需的时间和资金。”

让能源更环保

这是研究人员首次结合高压水射流和井下流体驱动锤来开发地热储层。研究人员表示，这种结合的技术可以为能源部门的进一步脱碳铺平道路。

帝国理工学院的研究人员正在使用他们的岩石破碎计算机模拟，结合固体和流体动力学，找到最佳的喷射设置，以塑造和沟槽前进的岩面，并解释破碎过程，以及为什么混合钻头能够更快地穿透岩石。

为了提供热流体和地热能的释放途径，目前的技术主要采用旋转钻井方法，这种方法在深部坚硬岩石中容易严重磨损和失效，大大增加了钻井时间。因此，深层岩石的热量变得更加昂贵，这阻碍了能源部门更广泛地使用它。

这种新方法首次结合了两种现有的岩石破碎技术，可以使这种工作更便宜、更广泛地应用，有助于摆脱化石燃料，使能源更环保。

这种非常规技术采用全流体驱动钻井方法，该方法将高压水射流系统与新型大功率先进锤动作相结合，通过循环钻井液的压力推动下入井下，旨在促进钻穿井下深层坚硬岩石。

在ARMINES实验室的试验台进行的喷射和钻井试验旨在反映地热储层的现场环境，并与合作伙伴使用广泛的数值模型开发的计算机模拟密切相关。每一种不同的模拟和实验方法都在将混合技术在项目中实现方面发挥着重要作用，并在理论和实验研究之间带来持续的反馈。

这种新的钻井技术将使用足够强大的高压水射流，在井底条件下，将岩石切割成特定的剖面形状，从而使岩石更容易被内置的流体动力冲击锤破碎。中国石油大学与SINTEF正在设计一种新型井下高压增强系统，该系统使用Drillstar制造的冲击钻头。

科学协调员Hedi Sellami教授和Laurent Gerbaud博士说:“该项目的根本创新在于开发了一种新原理，可以将深部岩石从钻井工具附近现有的集中应力中‘解放’出来，从而实现更容易的切割岩石行动，以及高压水射流在切割槽上的冲击波反射。”

该钻机原型预计将于2024年建成，在进行实际测试之前，将首先在ARMINES实验室中通过水平钻穿极厚的岩石进行测试。

注：本文由院校官方新闻直译，仅供参考，不代表指南者留学态度观点。