干热岩及其开发利用

1、干热岩及其开发利用（5）胡经国九、中国干热岩勘查开发现状1、若干进展虽然中国十热岩勘查工作起步较晚，但是进展较快。2007年，中国能源研 究会地热专业委员会与澳大利亚Petratherm公司开展了 “中国工程型地热系统 资源潜力的研究”这一国际交流项目，并且开展了干热岩初步调查、分析测试 以及模型研究等工作。2009年11月底到12月初，中国能源研究会地热专业委员会和中国地质环 境监测院组团，对南澳大利亚Cooper盆地的十热岩开发利用现场进行了实地考 察。2012年，中国地质调查局启动了 “全国干热岩资源调查评价与示范靶区研 究”项目，评价了中国大陆地区埋深310千米的十热岩资源潜力，资源量

2、达 856万亿吨标准煤。编制了 1 ： 5000000全国大地热流分布图、全国“居里面” 埋深等值线图、全国酸性岩体分布图和全国控热构造图。提出了中国4种类型 的干热岩靶区，为中国十热岩勘查开发奠定了基础。2013年，国土资源部在青海共和盆地中北部钻成了井深2230米、井底温 度达153 C的干热岩钻井；对干热岩地热开发进行了探索试验；随后又钻获了 3705米深处236C的高温干热岩体。2013-2014年，中国制定了全国十热岩勘查与开发示范实施方案，初步 评价了全国干热岩地热资源及其潜力，将中国十热岩按照成因机制不同划分为 高热流酸性岩体型、强烈构造型、沉积盆地型和近代火山型4种类型。201

3、4年，启动了大型盆地和东南沿海典型地区深部水文地质调查项目，完 成了福建、广东、海南、湖南4个省份的干热岩资源潜力评价与场地选址工 作，圈定了福建漳州等干热岩开发靶区，施工了中国首个深达4000米的十热岩 科学钻探，在干热岩勘查方面积累了丰富的理论成果和技术经验。2016年，山东省地矿局承担了 “山东半岛蓝色经济区干热岩资源潜力调查 评价”项目。在文登施工了 ZKCW 01钻孔，在孔深1240米处测得岩体温度达 110C。该钻孔终孔深度2000.76米，实测孔底温度为114.12C，是目前中国东 部十热岩勘探钻孔的最高温度。2017年，中国政府相关部门出台的地热能开发利用“十三五”规划明 确提

4、出：突破干热岩开发利用的关键技术瓶颈，开展万米以浅地热资源勘查开 发工作及干热岩发电试验。2017年5月，国土资源部启动行业标准制定科研专项十热岩地质勘查技 术要求制定研究，为干热岩勘查开发提供技术支撑和规范要求。2、重大突破据报道（20170907），中国地质调查局和青海省国土资源厅共同组织实施 的“青海共和盆地干热岩勘查”项目，在共和盆地3705米深处钻获236C的高 温干热岩体。这是中国首次钻获埋藏最浅温度最高的十热岩体，实现了中国十 热岩勘查的重大突破。近20家项目承担单位的230多名技术人员，经过历时近5年的不懈努力， 在地热地质调查基础上，采用热红外遥感、高精度航磁测量、天然地震背

5、景噪 声层析成像技术、大地电磁测深（MT）、放射性Y能谱测量等综合技术手段， 先后攻克了高温钻井和深孔高温高压测温等关键技术，成功实现了中国干热岩 勘查的以下一系列重大突破：、在青海共和盆地成功施工5眼干热岩勘探孔，孔深达30003705米， 井底温度达180236C，5眼勘探孔均钻获十热岩体。其中，GR1干热岩勘探 孔，孔深3705米，孔底温度达236C，孔内3366米以下深度平均地温梯度为 8.8C/100米，根据国际标准属高品质干热岩体。、采用地球物理、地球化学、放射性调查等综合技术手段，圈定了面积 达3000平方千米的干热岩体分布区。采用体积法、比拟法等国际通用方法，理 论上估算其远景

6、资源量十分可观。、初步建立了干热岩地热地质调查、地球物理勘查、地球化学勘查和钻 探等综合勘查技术方法体系。研发了具有自主知识产权的分布式光纤测温仪和 干热岩地层钻孔GRY-1型测斜测温仪，首次实现了干热岩深孔测温突破。、研究提出了以青海共和盆地为代表的青藏高原东北缘干热岩地质成因 模式，初步建立了不同尺度干热岩勘查开发选区评价指标体系及资源评价方 法。3、主要研究课题干热岩开发尚存多项技术难题，国外也没有成熟的理论技术可以借鉴，亟 须多学科联合攻关，对干热岩开发中的关键技术进行深入研究。主要研究课题 包括：基础性研究、钻完井技术、压裂及人工造储技术、热交换及热能提取技 术。、基础性研究基础性研

7、究主要包括：干热岩多场耦合理论，高温岩体的破岩机理，热一 流一固多场耦合作用下井眼围岩系统的稳定性机理，多场耦合下干热岩的变 形、破裂与裂隙延伸机理，以及热交换机理与效率模型等。、钻完井技术钻完井技术需要研究：干热岩井身结构、破岩技术、轨迹控制技术、围岩 稳定性控制技术、高温钻井液、套管热稳定性技术、高温测量仪器、地面钻井 液冷却及防喷装备。、压裂及人工造储技术压裂及人工造储技术主要研究：裂隙与延伸控制技术、后期温度变化特征 与裂隙网变化预测、垂直裂隙压裂设计及裂隙分布监测。人工造储要满足热量 的提取与热系统的寿命、保证流体的提取温度和效率、降低能耗和循环损失三 个技术要求。、热交换及热能提取

8、技术热交换及热能提取技术主要研究：裂隙导流能力作用机制及主控因素、流 体在复杂裂隙中的流动规律、热交换流体选择及交换效率等方面。4、主要问题与应对措施、主要问题中国十热岩勘查开发存在以下主要问题：、速度问题中国十热岩勘查开发节奏过快，对全国及特定地热异常区的地温场特征、 构造背景条件认识不够深入，同时对干热岩资源的成因模式理解不足。、区域问题中国东西部均有干热岩分布。西部高温背景较好，但是开发环境与能源需 求较弱；东部能源需求旺盛，但是干热岩普遍较深，开发难度较大。、示范性问题干热岩勘查开发工作刚刚起步，技术水平明显落后，需要建立国家层面干 热岩技术示范工程，集中力量实现干热岩资源勘查开发技术突破。、标准问题中国十热岩勘查缺少相关标准及规范，影响了干热岩调查的科学发展。、应对措施对于中国十热岩勘查开发存在的主要问题，将采取以下应对措施：、速度上放慢节奏在认识全国地热背景及地热异常区的地温场特征、构造背景条件的基础 上，开展干热岩钻探、试验与开发。、区域上东西并举优先在能源需求旺盛东部部署工作，同时兼顾滇藏、川西地区的民生需 求，实现整体评价、协同发展、积极稳健、东西并举，从而实现干热岩勘查开 发科学发展。、建立示范区建立干热岩勘查开发技术示范区（参见下表）。序号示范区