干熱巖及其開(kāi)發(fā)利用

1、干熱巖及其開(kāi)發(fā)利用（5）胡經(jīng)國(guó)九、中國(guó)干熱巖勘查開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀1、若干進(jìn)展雖然中國(guó)十熱巖勘查工作起步較晚，但是進(jìn)展較快。2007年，中國(guó)能源研 究會(huì)地?zé)釋I(yè)委員會(huì)與澳大利亞Petratherm公司開(kāi)展了 “中國(guó)工程型地?zé)嵯到y(tǒng) 資源潛力的研究”這一國(guó)際交流項(xiàng)目，并且開(kāi)展了干熱巖初步調(diào)查、分析測(cè)試 以及模型研究等工作。2009年11月底到12月初，中國(guó)能源研究會(huì)地?zé)釋I(yè)委員會(huì)和中國(guó)地質(zhì)環(huán) 境監(jiān)測(cè)院組團(tuán)，對(duì)南澳大利亞Cooper盆地的十熱巖開(kāi)發(fā)利用現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了實(shí)地考 察。2012年，中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局啟動(dòng)了 “全國(guó)干熱巖資源調(diào)查評(píng)價(jià)與示范靶區(qū)研 究”項(xiàng)目，評(píng)價(jià)了中國(guó)大陸地區(qū)埋深310千米的十熱巖資源潛力，資源量

2、達(dá) 856萬(wàn)億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。編制了 1 ： 5000000全國(guó)大地?zé)崃鞣植紙D、全國(guó)“居里面” 埋深等值線圖、全國(guó)酸性巖體分布圖和全國(guó)控?zé)針?gòu)造圖。提出了中國(guó)4種類型 的干熱巖靶區(qū)，為中國(guó)十熱巖勘查開(kāi)發(fā)奠定了基礎(chǔ)。2013年，國(guó)土資源部在青海共和盆地中北部鉆成了井深2230米、井底溫 度達(dá)153 C的干熱巖鉆井；對(duì)干熱巖地?zé)衢_(kāi)發(fā)進(jìn)行了探索試驗(yàn)；隨后又鉆獲了 3705米深處236C的高溫干熱巖體。2013-2014年，中國(guó)制定了全國(guó)十熱巖勘查與開(kāi)發(fā)示范實(shí)施方案，初步 評(píng)價(jià)了全國(guó)干熱巖地?zé)豳Y源及其潛力，將中國(guó)十熱巖按照成因機(jī)制不同劃分為 高熱流酸性巖體型、強(qiáng)烈構(gòu)造型、沉積盆地型和近代火山型4種類型。201

3、4年，啟動(dòng)了大型盆地和東南沿海典型地區(qū)深部水文地質(zhì)調(diào)查項(xiàng)目，完 成了福建、廣東、海南、湖南4個(gè)省份的干熱巖資源潛力評(píng)價(jià)與場(chǎng)地選址工 作，圈定了福建漳州等干熱巖開(kāi)發(fā)靶區(qū)，施工了中國(guó)首個(gè)深達(dá)4000米的十熱巖 科學(xué)鉆探，在干熱巖勘查方面積累了豐富的理論成果和技術(shù)經(jīng)驗(yàn)。2016年，山東省地礦局承擔(dān)了 “山東半島藍(lán)色經(jīng)濟(jì)區(qū)干熱巖資源潛力調(diào)查 評(píng)價(jià)”項(xiàng)目。在文登施工了 ZKCW 01鉆孔，在孔深1240米處測(cè)得巖體溫度達(dá) 110C。該鉆孔終孔深度2000.76米，實(shí)測(cè)孔底溫度為114.12C，是目前中國(guó)東 部十熱巖勘探鉆孔的最高溫度。2017年，中國(guó)政府相關(guān)部門(mén)出臺(tái)的地?zé)崮荛_(kāi)發(fā)利用“十三五”規(guī)劃明 確提

4、出：突破干熱巖開(kāi)發(fā)利用的關(guān)鍵技術(shù)瓶頸，開(kāi)展萬(wàn)米以淺地?zé)豳Y源勘查開(kāi) 發(fā)工作及干熱巖發(fā)電試驗(yàn)。2017年5月，國(guó)土資源部啟動(dòng)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制定科研專項(xiàng)十熱巖地質(zhì)勘查技 術(shù)要求制定研究，為干熱巖勘查開(kāi)發(fā)提供技術(shù)支撐和規(guī)范要求。2、重大突破據(jù)報(bào)道（20170907），中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局和青海省國(guó)土資源廳共同組織實(shí)施 的“青海共和盆地干熱巖勘查”項(xiàng)目，在共和盆地3705米深處鉆獲236C的高 溫干熱巖體。這是中國(guó)首次鉆獲埋藏最淺溫度最高的十熱巖體，實(shí)現(xiàn)了中國(guó)十 熱巖勘查的重大突破。近20家項(xiàng)目承擔(dān)單位的230多名技術(shù)人員，經(jīng)過(guò)歷時(shí)近5年的不懈努力， 在地?zé)岬刭|(zhì)調(diào)查基礎(chǔ)上，采用熱紅外遙感、高精度航磁測(cè)量、天然地震背

5、景噪 聲層析成像技術(shù)、大地電磁測(cè)深（MT）、放射性Y能譜測(cè)量等綜合技術(shù)手段， 先后攻克了高溫鉆井和深孔高溫高壓測(cè)溫等關(guān)鍵技術(shù)，成功實(shí)現(xiàn)了中國(guó)干熱巖 勘查的以下一系列重大突破：、在青海共和盆地成功施工5眼干熱巖勘探孔，孔深達(dá)30003705米， 井底溫度達(dá)180236C，5眼勘探孔均鉆獲十熱巖體。其中，GR1干熱巖勘探 孔，孔深3705米，孔底溫度達(dá)236C，孔內(nèi)3366米以下深度平均地溫梯度為 8.8C/100米，根據(jù)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)屬高品質(zhì)干熱巖體。、采用地球物理、地球化學(xué)、放射性調(diào)查等綜合技術(shù)手段，圈定了面積 達(dá)3000平方千米的干熱巖體分布區(qū)。采用體積法、比擬法等國(guó)際通用方法，理 論上估算其遠(yuǎn)景

6、資源量十分可觀。、初步建立了干熱巖地?zé)岬刭|(zhì)調(diào)查、地球物理勘查、地球化學(xué)勘查和鉆 探等綜合勘查技術(shù)方法體系。研發(fā)了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的分布式光纖測(cè)溫儀和 干熱巖地層鉆孔GRY-1型測(cè)斜測(cè)溫儀，首次實(shí)現(xiàn)了干熱巖深孔測(cè)溫突破。、研究提出了以青海共和盆地為代表的青藏高原東北緣干熱巖地質(zhì)成因 模式，初步建立了不同尺度干熱巖勘查開(kāi)發(fā)選區(qū)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系及資源評(píng)價(jià)方 法。3、主要研究課題干熱巖開(kāi)發(fā)尚存多項(xiàng)技術(shù)難題，國(guó)外也沒(méi)有成熟的理論技術(shù)可以借鑒，亟 須多學(xué)科聯(lián)合攻關(guān)，對(duì)干熱巖開(kāi)發(fā)中的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行深入研究。主要研究課題 包括：基礎(chǔ)性研究、鉆完井技術(shù)、壓裂及人工造儲(chǔ)技術(shù)、熱交換及熱能提取技 術(shù)。、基礎(chǔ)性研究基礎(chǔ)性研

7、究主要包括：干熱巖多場(chǎng)耦合理論，高溫巖體的破巖機(jī)理，熱一 流一固多場(chǎng)耦合作用下井眼圍巖系統(tǒng)的穩(wěn)定性機(jī)理，多場(chǎng)耦合下干熱巖的變 形、破裂與裂隙延伸機(jī)理，以及熱交換機(jī)理與效率模型等。、鉆完井技術(shù)鉆完井技術(shù)需要研究：干熱巖井身結(jié)構(gòu)、破巖技術(shù)、軌跡控制技術(shù)、圍巖 穩(wěn)定性控制技術(shù)、高溫鉆井液、套管熱穩(wěn)定性技術(shù)、高溫測(cè)量?jī)x器、地面鉆井 液冷卻及防噴裝備。、壓裂及人工造儲(chǔ)技術(shù)壓裂及人工造儲(chǔ)技術(shù)主要研究：裂隙與延伸控制技術(shù)、后期溫度變化特征 與裂隙網(wǎng)變化預(yù)測(cè)、垂直裂隙壓裂設(shè)計(jì)及裂隙分布監(jiān)測(cè)。人工造儲(chǔ)要滿足熱量 的提取與熱系統(tǒng)的壽命、保證流體的提取溫度和效率、降低能耗和循環(huán)損失三 個(gè)技術(shù)要求。、熱交換及熱能提取

8、技術(shù)熱交換及熱能提取技術(shù)主要研究：裂隙導(dǎo)流能力作用機(jī)制及主控因素、流 體在復(fù)雜裂隙中的流動(dòng)規(guī)律、熱交換流體選擇及交換效率等方面。4、主要問(wèn)題與應(yīng)對(duì)措施、主要問(wèn)題中國(guó)十熱巖勘查開(kāi)發(fā)存在以下主要問(wèn)題：、速度問(wèn)題中國(guó)十熱巖勘查開(kāi)發(fā)節(jié)奏過(guò)快，對(duì)全國(guó)及特定地?zé)岙惓^(qū)的地溫場(chǎng)特征、 構(gòu)造背景條件認(rèn)識(shí)不夠深入，同時(shí)對(duì)干熱巖資源的成因模式理解不足。、區(qū)域問(wèn)題中國(guó)東西部均有干熱巖分布。西部高溫背景較好，但是開(kāi)發(fā)環(huán)境與能源需 求較弱；東部能源需求旺盛，但是干熱巖普遍較深，開(kāi)發(fā)難度較大。、示范性問(wèn)題干熱巖勘查開(kāi)發(fā)工作剛剛起步，技術(shù)水平明顯落后，需要建立國(guó)家層面干 熱巖技術(shù)示范工程，集中力量實(shí)現(xiàn)干熱巖資源勘查開(kāi)發(fā)技術(shù)突破。、標(biāo)準(zhǔn)問(wèn)題中國(guó)十熱巖勘查缺少相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范，影響了干熱巖調(diào)查的科學(xué)發(fā)展。、應(yīng)對(duì)措施對(duì)于中國(guó)十熱巖勘查開(kāi)發(fā)存在的主要問(wèn)題，將采取以下應(yīng)對(duì)措施：、速度上放慢節(jié)奏在認(rèn)識(shí)全國(guó)地?zé)岜尘凹暗責(zé)岙惓^(qū)的地溫場(chǎng)特征、構(gòu)造背景條件的基礎(chǔ) 上，開(kāi)展干熱巖鉆探、試驗(yàn)與開(kāi)發(fā)。、區(qū)域上東西并舉優(yōu)先在能源需求旺盛東部部署工作，同時(shí)兼顧滇藏、川西地區(qū)的民生需 求，實(shí)現(xiàn)整體評(píng)價(jià)、協(xié)同發(fā)展、積極穩(wěn)健、東西并舉，從而實(shí)現(xiàn)干熱巖勘查開(kāi) 發(fā)科學(xué)發(fā)展。、建立示范區(qū)建立干熱巖勘查開(kāi)發(fā)技術(shù)示范區(qū)（參見(jiàn)下表）。序號(hào)示范區(qū)