地大熱能地?zé)衢_發(fā)利用：中深層地?zé)豳Y源簡述

根據(jù)熱傳遞過程、溫度、賦存條件、成因機(jī)制、控?zé)針?gòu)造和熱儲(chǔ)性質(zhì)等考慮因素的不同，地?zé)豳Y源有多種分類方式：Muffler根據(jù)熱量傳遞方式將地?zé)豳Y源劃分為與高滲透率水熱系統(tǒng)等相關(guān)的對(duì)流型地?zé)?/a>資源及與低滲透率巖石等相關(guān)的傳導(dǎo)型地?zé)?/a>資源；其后Muffler和Cataldi又依據(jù)儲(chǔ)層溫度將地?zé)豳Y源劃分為低溫地?zé)豳Y源（T＜90℃）、中溫地?zé)豳Y源（T=90~150℃）和高溫地?zé)豳Y源（T＞150℃）。有學(xué)者也相繼提出了不同的溫度界限，而我國在2010年出版的《地?zé)?/a>資源地質(zhì)勘察規(guī)范》國家標(biāo)準(zhǔn)（GB1615—89）中沿用了Muffler的劃分方案。

我國傳統(tǒng)水熱型地?zé)豳Y源開發(fā)和發(fā)展過程

20世紀(jì)50年代末，著名地質(zhì)學(xué)家李四光先生便倡導(dǎo)開發(fā)深部地?zé)豳Y源，組建了我國第一個(gè)地?zé)嵫芯?/a>組。在60年代建立了地?zé)?/a>實(shí)驗(yàn)室和地?zé)嵘罹^測(cè)點(diǎn)，促使地?zé)崮?/a>的利用從醫(yī)療擴(kuò)大到了工、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域，同時(shí)開始了地?zé)岚l(fā)電的可行性研究。在李四光先生的倡導(dǎo)下，在北京、河北和西藏等地重點(diǎn)開展了地?zé)?a href="http://www.hnsfzikao.com/t/資源.html" >資源普查工作，進(jìn)一步推動(dòng)了我國地?zé)豳Y源的全面開發(fā)利用。從20世紀(jì)70年代開始我國先后在廣東豐順縣和西藏羊八井建立了地?zé)犭娬?/a>。羊八井地?zé)?/a>電站是西藏第一座高溫地?zé)岚l(fā)電站，現(xiàn)有裝機(jī)容量25.18MW。在20世紀(jì)90年代初期，發(fā)電量曾占拉薩電網(wǎng)的40%（夏季）至60%（冬季），被譽(yù)為是青藏高原上的一顆明珠。

截至2020年6月，羊八井地?zé)?/a>電廠累計(jì)發(fā)電34.1億kW·h，為西藏社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和節(jié)能減排作出了重要貢獻(xiàn)。我國西藏、云南騰沖和川西等地具有豐富的地?zé)崮?/a>，尤其是西藏地區(qū)各類地?zé)犸@示區(qū)(點(diǎn))600余處，發(fā)電潛力約為3000MW，居全國之首。2017年由國家發(fā)改委、國家能源局和國土資源部三部委聯(lián)合發(fā)布的《地?zé)崮荛_發(fā)利用“十三五”規(guī)劃》明確提出“在西藏地區(qū)有序啟動(dòng)400MW裝機(jī)容量規(guī)劃或建設(shè)工作”的目標(biāo)。

我國傳統(tǒng)水熱型地?zé)豳Y源發(fā)電潛力為6700MW，在全球排第3位，但目前總裝機(jī)容量僅為34.89MW，排世界第19位，跟資源總量明顯不符，具有很大的開發(fā)空間?；诖?，2021年9月國家發(fā)改委、國家能源局、財(cái)政部和自然資源部等八部委聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于促進(jìn)地?zé)崮荛_發(fā)利用的若干意見》，指出：到2025年，在資源條件好的地區(qū)建設(shè)一批地?zé)崮馨l(fā)電示范項(xiàng)目，全國地?zé)崮馨l(fā)電裝機(jī)容量比2020年翻一番；到2035年，地熱能發(fā)電裝機(jī)容量力爭比2025年翻一番。

國內(nèi)EGS高溫地?zé)豳Y源開發(fā)和發(fā)展過程

我國EGS高溫地?zé)豳Y源勘探和開發(fā)等工作起步較晚，1993年中國地震局地殼應(yīng)力研究所和日本中央電力研究所在北京房山開展了干熱巖發(fā)電相關(guān)試驗(yàn)工作，開啟了我國干熱巖研究初步探索階段。2007年中國能源研究會(huì)地?zé)釋I(yè)委員會(huì)與澳大利亞Petratherm公司聯(lián)合開展了“中國工程型地?zé)嵯到y(tǒng)資源潛力評(píng)價(jià)的研究”國際交流項(xiàng)目，在我國西藏、云南、四川、福建、廣東、海南初步進(jìn)行資料收集、分析測(cè)試和模型研究等工作，完成了靶區(qū)選取和潛力評(píng)價(jià)工作。

2012年，針對(duì)干熱型地?zé)豳Y源開發(fā)過程等關(guān)鍵技術(shù)問題，吉林大學(xué)、中科院廣州能源研究所、清華大學(xué)和天津大學(xué)等科研院校聯(lián)合申報(bào)了國家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃“干熱巖熱能開發(fā)與綜合利用關(guān)鍵技術(shù)研究”，創(chuàng)建了大尺寸高溫高壓干熱巖水力壓裂實(shí)驗(yàn)室模擬系統(tǒng)，提出了中國首部干熱巖靶區(qū)定位行業(yè)規(guī)程，為我國的干熱型地?zé)豳Y源勘探開發(fā)提供了相關(guān)理論依據(jù)和技術(shù)支撐。2013年中國地質(zhì)調(diào)查局重點(diǎn)在福建漳州、廣東陽江和雷瓊斷陷盆地等地開展了干熱巖資源潛力評(píng)價(jià)與示范靶區(qū)項(xiàng)目。

2014年，青海省水工環(huán)地質(zhì)調(diào)查院在青海共和盆地恰卜地區(qū)實(shí)施的ZKD23井，2866m的井底溫度達(dá)181℃，為我國首次發(fā)現(xiàn)的優(yōu)質(zhì)干熱型高溫地?zé)豳Y源；2017年，在地?zé)岬刭|(zhì)調(diào)查和地球物理勘探等工作基礎(chǔ)上，中國地質(zhì)調(diào)查局和青海省國土資源廳共同組織在青海共和盆地實(shí)施了GR1和GR2井，其中GR1井底溫度達(dá)236℃，是我國迄今為止鉆獲的溫度最高的干熱型地?zé)豳Y源，取得了我國干熱型地?zé)豳Y源勘查的突破。近年來，國內(nèi)其他地區(qū)也陸續(xù)開展了高溫干熱型地?zé)豳Y源勘查工作。

2018年，李德威在海南澄邁實(shí)施了瓊北花東1R井，歷時(shí)66d，于2018年3月在井深4387m處鉆獲超過185℃的干熱巖資源。瓊北花東1R井是我國東部第一口成功實(shí)施且具有獨(dú)立知識(shí)產(chǎn)權(quán)的干熱巖參數(shù)井，對(duì)我國干熱型高溫地?zé)?/a>資源的開發(fā)利用具有里程碑式意義。2018年6月江蘇地質(zhì)調(diào)查院組織實(shí)施了“江蘇省干熱巖資源調(diào)查評(píng)價(jià)項(xiàng)目”，在蘇北盆地圈定了干熱型高溫地?zé)?/a>資源靶位，并于2021年1月在興化市城北成功實(shí)施了“蘇熱1井”，孔深約為4700m，鉆獲溫度約155℃，證實(shí)了蘇北盆地含有豐富干熱巖資源。2022年元旦后，“蘇熱1井”已預(yù)備進(jìn)行熱儲(chǔ)層壓裂實(shí)驗(yàn)，準(zhǔn)備打造干熱巖勘查開發(fā)試驗(yàn)示范基地。

本文節(jié)選自：我國中深層地?zé)豳Y源賦存特征、發(fā)展現(xiàn)狀及展望 作者曹銳