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无污染的低温流体获得高温资源:在实验室规模的增强型地热系统中进行液氮压裂( Non-contaminating cryogenic fluid access to high-temperature resources: Liquid nitrogen fracturing in a lab-scale Enhanced Geothermal System )
R Yang C Hong W Liu X Wu T Wang Z Huang
热干岩地热能的开发是满足能源需求和实现低碳解决方案的关键。通过水力压裂在HDR中建立复杂的裂缝网络，提高热力学效率和产热量具有重要意义。然而，淡水来源、运输和处理的经济和环境负担引起了人们的关注。在这里，我们研究了一种环境友好的超冷流体液氮作为一种替代压裂液在强化地热系统中的潜在应用。研究了高温花岗岩中液氮在真三轴围压作用下的压裂性能。应用低温扫描电镜和三维X射线显微计算机断层扫描对断裂网络模式进行了研究。结果表明，液氮压裂比水压裂和氮气压裂具有最低的破裂压力。断口形貌显示由分枝断口和热刺激区组成的三维体积模式。较高的流体-岩石温差和较低的应力各向异性使裂隙网络更加复杂。本研究首次揭示了高温结晶岩液氮压裂的潜在效益，为强化地热系统无水压裂铺平了道路。有望为深部地热资源的高效清洁可持续开发提供一种可行的替代方案。
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