國家高度重視和強力推進干熱巖開發(fā)利用

為扎實推進經(jīng)濟持續(xù)健康發(fā)展，大力發(fā)展清潔能源產(chǎn)業(yè)，堅持走綠色低碳循環(huán)發(fā)展的新路子提供了有力遵循。國家高度重視和強力推進干熱巖資源開發(fā)利用，大力發(fā)展清潔能源，優(yōu)化能源消費結(jié)構(gòu)，提高能源利用效率，陸續(xù)出臺了多項支持政策和推進措施，為干熱巖的勘查開發(fā)提供了良好的政策環(huán)境。2017年，相關(guān)部門出臺的《地熱能開發(fā)利用“十三五”規(guī)劃》明確提出，在“十三五”時期，開展干熱巖開發(fā)試驗工作，建設(shè)干熱巖示范項目，通過示范項目的建設(shè)，突破干熱巖資源潛力評價與鉆探靶區(qū)優(yōu)選、干熱巖開發(fā)鉆井工程關(guān)鍵技術(shù)及干熱巖儲層取熱等關(guān)鍵技術(shù)，突破干熱巖開發(fā)與利用的技術(shù)瓶頸；開展萬米以淺地熱資源勘查開發(fā)工作，積極開展干熱巖發(fā)電試驗。

　　干熱巖勘查開發(fā)意義重大

　　一是干熱巖作為一種清潔安全的能源資源，其開發(fā)利用有利于增加清潔能源供給，優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，提高能源綜合利用效率，建立多元供應體系，對保障國家能源安全有著重要意義。二是我國干熱巖資源量巨大，初步估算3~10千米深處干熱巖資源總計為2.5×1025J，相當于856萬億噸標煤；若能采出2%，即相當于中國2014年全國一次性能耗總量（42.6億噸標煤）的4040倍。三是干熱巖開發(fā)過程中基本不會對自然生態(tài)環(huán)境造成影響，干熱巖發(fā)電技術(shù)可大幅降低溫室效應和酸雨對環(huán)境的影響，且不受季節(jié)、氣候制約，可以有效取代煤炭、石化能源消耗，有效保護生態(tài)環(huán)境。四是干熱巖開發(fā)成本低，將來利用干熱巖發(fā)電的成本僅為風力發(fā)電的一半，只有太陽能發(fā)電的十分之一。

　　我國干熱巖資源勘查開發(fā)研究現(xiàn)狀

　　上干熱巖的勘查開發(fā)已有30多年的研究歷史，目前美國、法國、澳大利亞、德國、日本等國家均已實施了干熱巖開發(fā)工程。我國干熱巖資源勘查工作起步較晚。2007年中國能源研究會地熱專業(yè)委員會與澳大利亞Pet r a t her m公司開展了“中國工程型地熱系統(tǒng)資源潛力的研究”交流項目，開展了干熱巖初步調(diào)查、分析測試、模型研究等工作。2009年11月底到12月初，中國能源研究會地熱專業(yè)委員會和中國地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測院組團，對南澳大利亞Cooper盆地的干熱巖開發(fā)利用現(xiàn)場進行了實地考察。2012年，中國地質(zhì)調(diào)查局啟動了“全國干熱巖資源調(diào)查評價與示范靶區(qū)研究”項目，評價了我國陸區(qū)3~10千米的干熱巖潛力，資源量達856萬億噸標準煤。編制了1∶5000000全國大地熱流分布圖、全國居里面埋深等值線圖、全國酸性巖體分布圖、全國控熱構(gòu)造圖。提出了我國四種類型的干熱巖靶區(qū)，為干熱巖勘查開發(fā)奠定了基礎(chǔ)。2013年，國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153℃的干熱巖井，對干熱巖地熱開發(fā)進行了探索試驗，后續(xù)鉆獲3705米深處236℃的高溫干熱巖體。2013—2014年，我國制定了《全國干熱巖勘查與開發(fā)示范實施方案》，初步評價全國干熱巖地熱資源與潛力，將我國干熱巖按照成因機制不同劃分為高熱流酸性巖體型、強烈構(gòu)造型、沉積盆地型和近代火山型四種類型。2014年啟動了大型盆地和東南沿海典型地區(qū)深部水文地質(zhì)調(diào)查項目，完成了福建、廣東、海南、湖南四個省的干熱巖資源潛力評價與場地選址工作，圈定了福建漳州等干熱巖開發(fā)靶區(qū)，施工了我國TOP ONE 4000米干熱巖科學鉆探，在干熱巖勘查方面積累了豐富的理論和技術(shù)經(jīng)驗。2016年，山東省地礦局承擔“山東半島藍色經(jīng)濟區(qū)干熱巖資源潛力調(diào)查評價”項目，在文登施工ZKCW 01鉆孔，孔深1240米處測得巖石溫度110℃。該鉆孔終孔深度2000.76米，實測孔底溫度為114.12℃，是目前中國東部干熱巖勘探鉆孔的MAX溫度。2017年，相關(guān)部門出臺的《地熱能開發(fā)利用“十三五”規(guī)劃》明確提出了突破干熱巖開發(fā)利用的關(guān)鍵技術(shù)瓶頸，開展萬米以淺地熱資源勘查開發(fā)工作及干熱巖發(fā)電試驗。2017年5月，國土資源部啟動行業(yè)標準制定科研專項“《干熱巖地質(zhì)勘查技術(shù)要求》制定研究”，為干熱巖勘查開發(fā)提供技術(shù)支撐和規(guī)范要求。
　　目前，干熱巖開發(fā)尚存多項技術(shù)難題，國外也沒有成熟的理論技術(shù)可借鑒，亟須多學科聯(lián)合攻關(guān)，對干熱巖開發(fā)中的關(guān)鍵技術(shù)進行深入研究。主要包括基礎(chǔ)性研究、鉆完井技術(shù)、壓裂及人工造儲技術(shù)、熱交換及熱能提取技術(shù)?；A(chǔ)性研究主要包括干熱巖多場耦合理論，高溫巖體的破巖機理，熱-流－固多場耦合作用下井眼圍巖系統(tǒng)的穩(wěn)定性機理，多場耦合下干熱巖的變形、破裂與裂隙延伸機理及熱交換機理與效率模型等；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)、高溫測量儀器、地面鉆井液冷卻及防噴裝備；壓裂及人工造儲主要研究裂縫與延伸控制技術(shù)、后期溫度變化特征與縫網(wǎng)變化預測、垂直裂縫壓裂設(shè)計及裂縫分布監(jiān)測。人工造儲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)損失三個技術(shù)要求；熱交換及熱能提取技術(shù)主要研究裂縫導流能力作用機制及主控因素、流體在復雜裂隙中的流動規(guī)律、熱交換流體選擇及交換效率等方面。
　　與其他可再生能源相比，干熱巖資源具有資源量大、利用系數(shù)MAX和生命周期二氧化碳排放低的優(yōu)勢。在國家大力推進綠色發(fā)展的戰(zhàn)略部署下，開發(fā)利用干熱巖資源，填補能源供需缺口，符合我國建設(shè)環(huán)境友好型社會的基本方針，符合國家大力發(fā)展清潔能源及綠色環(huán)保產(chǎn)業(yè)的政策導向。同時，積極發(fā)展儲量巨大的干熱巖資源產(chǎn)業(yè)，將為我國能源安全提供堅實有力的保障。在總局“11463”總體發(fā)展戰(zhàn)略部署及技術(shù)指導下，勘研總院積極參與行業(yè)標準制定科研專項“《煤炭與煤層氣綜合勘查技術(shù)要求》制定研究”，并將干熱巖勘查開發(fā)作為今后重點研究方向之一，特別是對干熱巖開發(fā)中的關(guān)鍵技術(shù)開展深入研究，力爭突破干熱巖開發(fā)利用過程中的關(guān)鍵技術(shù)瓶頸，為推進干熱巖勘查開發(fā)工作貢獻力量。

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