我国经济高速发展,能源消耗持续增长,随之带来的环境问题日益严重。具有分布范围广、环境影响小、可持续利用特点的可再生资源越来越受到人们的重视。特别是《全国干热岩勘查与开发示范实施方案》的出台,推动了我国干热岩技术理论研究与现场勘查的进程。方案中要求截止2015年,宏观把控干热岩资源的分布特征与储量特征;2020年之前对全国干热岩地热资源潜力进行评价,圈定开发利用靶区;2020年之后能够实现干热岩的实际应用。青海共和盆地北部在2011年被确定为干热岩开发靶区,2014年6月25日在该地区发现温度为168℃C的干热岩体,这是我国首次发现干热岩地热资源。进行干热岩地热资源评价的主要目的是确定其储量特征。根据我国干热岩地热资源研究现状,对干热岩地热资源进行分类;并从选址特征、分布特征、温度特征、参数特征四个角度分析干热岩地热资源;运用体积法对辽宁省所处的松辽盆地东南隆起区进行地热资源评价,计算松辽盆地各一级构造单元及东南隆起区各二级构造单元总热量。通过计算得出松辽盆地的总热量为1.37×1021KJ,折合标煤466.444亿吨,辽宁省所处的东南隆起区地热资源总热量值为139.98×1012KJ,具有开发潜力,4km范围内热量占资源总热量的12.8%,结合现阶段开发水平及经济实力,初步确定4km深度是东北地区应用干热岩地热资源进行寒区供暖的最佳开挖深度。在干热岩供暖系统中应用超临界二氧化碳流体的主要目的是为了提高钻井速度及携热效率。通过分析干热岩供暖系统中存在的主要问题,结合相关文献资料,总结出应用超临界二氧化碳流体作为携热介质及钻井液时表现出的性质特征,分析应用超临界二氧化碳流体表现出的技术优势。,经过论证得出应用超临界二氧化碳流体进行干热岩开发具有可行性。研究裂隙储留层热交换过程的主要目的是论证超临界二氧化碳流体在热交换过程中表现出来的携热优势。干热岩供暖系统在寒区供暖的应用研究现阶段正处于理论研究阶段,其中裂隙储留层的热交换研究为其中最关键的技术问题。建立储留层裂隙模型,根据固流热耦合原理,运用流体力学软件FLUENT对热交换过程进行数值计算。利用超临界二氧化碳作为携热介质,研究分析储留层裂隙中超临界二氧化碳的温度变化规律,得出流体温度随时间变化关系曲线并对曲线进行分析,推导出裂隙中超临界二氧化碳流体的温度变化方程。系统运行5个月,通过对比超临界二氧化碳流体与水在热交换过程中流体温度与周围岩体温度的变化情况,得出超临界二氧化碳流体作为携热介质具有优越性。设计不同的模拟方案,研究当裂隙宽度与流体速度改变的情形下对热交换过程产生的影响,得出裂隙宽度与水流速度对换热过程均产生影响,并且影响程度相似。分析干热岩供暖系统的应用前景及经济性的目的是为了阐述本文的研究意义,同时提出开发过程中,阻碍其发展的最主要原因是前期资金投入不足。通过从环境保护、稳定安全、系统供暖三个角度分析干热岩供暖系统的应用前景,并指出现阶段裂隙储留层建造技术、钻井技术及费用问题是阻碍其商业应用的原因。结合基建费用、携热介质补给费用、维护费用等,对比水和二氧化碳在地层温度及注采压差不同情况下的发电成本,分析得出当二氧化碳流体作为携热介质在经济性方面表现出的优势。通过数值计算拟论证超临界二氧化碳流体在热交换过程中表现出的携热特点,设计实验方案,并提出干热岩系统的优化措施及建议。