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Take Home Message
．地熱探勘尋找熱源對於綠能發展十分重要，但是若要進行地熱能源開發效益評估，儲集層滲透率是關鍵的參數之一。在模擬地下岩壓的條件下，量測儲集層岩石的滲透率與裂隙開口寬，並分別評估岩石與裂隙對滲透率的影響，就能進一步了解儲集層滲透率如何隨深度變化。
．對於增強型地熱系統，除了需評估利用高壓水製造人工裂隙過程中誘發地震的風險，人工裂隙對地熱發電效益的貢獻也應考量。
．先進型地熱系統採用封閉地下管線直接進行熱交換取熱，熱對流與熱傳導將是維持儲集層溫度的重要機制，儲集層的滲透率也是重要的評估參數。

自臺灣宣示「2050淨零碳排」以來，有關單位致力於能源韌性，追求綠色能源開發。臺灣處於地震與火山好發的區域，因此地熱資源非常豐富。如何利用地熱，有效建立穩定、自主的基載電力，儼然變成炙手可熱的關鍵議題。相對於其他能源，地熱能開發具有較高的不確定性，也因此投資風險較高。「尋找熱源」進行發電一直是地熱資源探勘最重要的議題。對此，地球科學家施展渾身解數，應用各種地球物理探測、鑽探及井測工具在找熱源。然而，地底下有「熱」難道就代表可以充足且源源不絕地使用嗎？

「找到熱源」很重要，但不是地熱唯一目標

目前地熱能源開發的效益評估，主要是探勘取熱地層（也稱為地熱儲集層）的體積，使用各種方法估算儲存在該地層中的熱能，經過不同折減方式與考量轉換效率後，再除以營運壽命，就可計算出地熱電廠的發電潛能。

然而，評估地下熱能總量的不確定性很高，發電量評估也不只是用熱蘊藏量除以電廠壽命。上述方法較適用於大區域、概略、初步性的評估。若需要評估傳統水熱型地熱電廠的場址發電效益，最重要的方法是數值模擬，而此方法所需的關鍵資訊之一是地熱儲集層的滲透率。

滲透率是衡量流體流經地層難易程度的物理量。在固定上、下游的高度差與壓力差綜合效應的條件下，滲透率愈高，單位時間流經單位面積地層的流體體積（或質量）則愈大。傳統水熱型地熱電廠是透過蒸氣發電或流體進行熱交換，以取得熱能或直接用於發電。因此，發電量與流體流量大小有關。

一般來說，地層滲透率若能達到數個達西（Darcy, D）〔註〕以上，則可視為不錯的儲集層，可大致供應發電所需的流體流量。滲透率太低的地層則不一定能供應足夠流體的流量，讓電廠發出原設計電量。根據文獻資料，不同岩層的滲透率可以有高達12個數量級的差異（圖一），因此如何找到高滲透率的地層，並合理估計地層滲透率，便成為了合理估計傳統水熱型電廠發電效益，與投資所需經濟效益評估的關鍵。

〔註〕達西是石油工程常用的滲透率單位。

滲透率受儲集層的岩性與裂隙影響。在沒有裂隙的條件下，通常岩性愈緻密，滲透率愈小，例如頁岩、某些火成岩與變質岩的滲透率可小於0.1毫達西；而具有裂隙的岩層滲透率通常大於不具裂隙的岩層。當裂隙尺寸愈大，張開寬度愈寬，且裂隙愈密集，儲集層的滲透率就愈大。以具裂隙的火成岩和變質岩為例，其滲透率可以高達1達西。

然而，隨深度增加、應力愈大，滲透率也會隨裂隙張開寬度下降而降低，甚至低至0.1毫達西以下。地下流體在這樣的岩層中，流動速度會非常慢。至今，隨深度的變化精準量測滲透率仍有挑戰性，於現地進行試驗所獲得的結果通常具有較好的代表性。而另一個替代方式，則是透過儲集層岩石滲透率試驗與岩石裂隙水力內寬〔註〕的量測結果進行估計，至於裂隙尺寸與密度則還需要其他方法配合量測。

〔註〕水力內寬是指量度流體流經裂隙能力大小的參數。

如前面所提， 儲集層的流體流動特性受岩壓影響，因此傳統於常壓下進行量測的方法，其代表性仍有爭議。對此，於承受岩壓的條件下進行岩石滲透率與岩石裂隙的水力內寬量測則更為重要。

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