世界熱議:尋巖之路

2022-10-20 15:32:10來源：《光明日報》

10月12日，北京展覽館，“奮進新時代”主題成就展中央綜合展區生態文明建設單元，展出的干熱巖吸引了眾多觀眾觀看。冉旻鷺攝/光明圖片

(資料圖)

【奮進新時代·展品背后的故事】

“這是塊什么石頭？能做什么用？”一塊柱狀淺肉紅色的巖石，在“奮進新時代”主題成就展中央綜合展區生態文明建設單元亮相，吸引了不少參觀者。原來，這是來自自然資源部中國地質調查局青海共和盆地干熱巖勘查試采現場GH-02井的干熱巖巖心。

干熱巖是什么？它是一種埋藏于地球深部、內部不存在或僅存在少量水、溫度高于180℃的高溫巖體。據中國地質調查局估算，我國陸區3千米至10千米深度干熱巖資源潛力折合856萬億噸標準煤，按2%可采計算，相當于我國2021年能源消費總量的3200倍。

“2013年，中國地質調查局在開展全國干熱巖資源調查時發現，青海共和盆地地表有大量溫泉，溫度最高的超過了90℃，雞蛋放進去幾分鐘就煮熟了。”中國地質調查局干熱巖勘查與試采指揮部首席科學家王貴玲解釋，“就像做體檢一樣，我們采用多種地球物理技術給地球‘做CT’，在共和盆地恰卜恰地區圈定了深埋地下的干熱巖體。”

在此背景下，中國地質調查局與原青海省國土資源廳聯合在共和盆地開展干熱巖勘查評價工作。

“尋巖之路”并非一帆風順。“隨著鉆探深度不斷加大，溫度越來越高，地層壓力越來越大，難題也越來越多，鉆桿斷了、鉆頭壞了、卡鉆等情況時有發生，但又沒有可借鑒的經驗，團隊只能在不斷摸索中探尋正確的解決辦法。”青海省地礦局水工環調查院正高級工程師郭守鋆回憶起當時測溫讀數的場景，語氣中滿滿的興奮，“經過4年的共同努力，我們終于在共和盆地恰卜恰地區3705米深處，鉆獲溫度超過200℃的高溫干熱巖體，實現了我國干熱巖勘查重大突破。”

這只是“尋巖之路”的第一步。2018年，中國地質調查局聯合青海省人民政府在共和盆地，展開了一場干熱巖勘查與試采的科技攻堅戰。“我們在共和盆地先后鉆了5眼干熱巖試驗性開采井，合計鉆探進尺超過20千米，獲取了8000多件巖心、巖屑樣品，建成了我國首個干熱巖勘查試采試驗基地。”王貴玲說。

那么，如何將干熱巖的“熱”換出來以供使用呢？

“目前，主要采用人工壓裂造儲的方法開發干熱巖。”干熱巖勘查與試采指揮部施工總工葉成明介紹，首先通過深井向地下深處注入大量冷水，使巖體開裂形成主裂縫；在此基礎上，用人工干預的方式在主裂縫周邊預設的方向形成相互交錯、連通的密集裂縫網絡，構建地下換熱空間，以便于水與高溫巖石充分接觸加熱，“就像在地下數千米深處，做一臺精密的微創手術。”

2020年8月，干熱巖勘查與試采指揮部帶領團隊連續“手術”12天，在地下3500米到4000米深度，建成我國首個體積超過千萬立方米的規模化人工熱儲。

“換熱空間有了，新的難題又出現了——如何克服地層復雜條件，讓水順利注入、連續抽出，進行穩定的地熱能發電？”葉成明回憶，“我們反復試驗，變換注采方式，摸索最優注水流量，經過3個月上百次的測試，終于在2021年中秋節那天，采出高溫熱水，推動發電機組穩定運轉，實現了我國首次干熱巖試驗性發電并網！”

一路上，團隊攻克了高溫鉆進、規模造儲、循環連通、換熱發電等關鍵技術難題，基本形成了干熱巖勘查試采全流程技術體系，邁出了干熱巖試采的關鍵一步。

“目前，我們正在開展干熱巖試采發電增效技術攻關和技術路徑的優化。我相信，‘尋巖之路’的前景一定是光明的！”站在高聳的鉆塔和整齊的發電設備下，王貴玲細細凝望，暢想未來……

（本報記者萬瑪加王雯靜）

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