2019年6月4日，中國石化集團(tuán)公司承擔(dān)的青海共和GR1井作業(yè)開工，標(biāo)志著由中國地質(zhì)調(diào)查局、青海省政府、中國石化共同合作的青海共和干熱巖科技攻堅(jiān)項(xiàng)目正式啟動，也標(biāo)志著我國干熱巖資源科技攻關(guān)從室內(nèi)試驗(yàn)進(jìn)入了場地開發(fā)階段。根據(jù)中國石化集團(tuán)公司干熱巖科技攻堅(jiān)專題會議精神，該井由新星公司承擔(dān)實(shí)施與監(jiān)督責(zé)任，油田事業(yè)部進(jìn)行技術(shù)把關(guān)審查，石油工程院負(fù)責(zé)技術(shù)支撐;石油工程公司承擔(dān)施工主體責(zé)任，生利井下工程公司具體負(fù)責(zé)井下施工。

　　該項(xiàng)目將為中國石化大力推進(jìn)綠色清潔能源發(fā)展，踐行綠色低碳戰(zhàn)略開拓新領(lǐng)域，打造新優(yōu)勢。這也印證了中國工程院院士、中國石油化工集團(tuán)原副總經(jīng)理、國家地?zé)崮苤行闹笇?dǎo)委員會主任曹耀峰今年4月份在“第八屆中深層地?zé)岣咝ч_發(fā)與利用國際論壇”上的說法，當(dāng)時(shí)他表示今年上半年，中國石化青海共和盆地干熱巖勘查開發(fā)試驗(yàn)項(xiàng)目的科技攻堅(jiān)會將召開，屆時(shí)我國干熱巖資源科技攻關(guān)也將從室內(nèi)試驗(yàn)隨之進(jìn)入場地開發(fā)階段。

　　1干熱巖有望成戰(zhàn)略性接替能源

　　2017年，政府相關(guān)部門出臺的《地?zé)崮荛_發(fā)利用“十三五”規(guī)劃》明確提出，十三五”時(shí)期，開展干熱巖開發(fā)試驗(yàn)工作，建設(shè)干熱巖示范項(xiàng)目，通過示范項(xiàng)目的建設(shè)，突破干熱巖資源潛力評價(jià)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)及干熱巖儲層高效取熱等關(guān)鍵技術(shù)。根據(jù)國家能源局發(fā)布于2019年3月1日起實(shí)施的中華人民共和國能源行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《N5/T10097—2018地?zé)崮苄g(shù)語》顯示：干熱巖(hotdryrock)，不含或僅含少量流體，溫度高于180°C，其熱能在當(dāng)前技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件下可以利用的巖體。增強(qiáng)地?zé)嵯到y(tǒng)(EGS-EnhancedGeothermalSystem)，也稱工程地?zé)嵯到y(tǒng)，為利用工程技術(shù)手段開采干熱巖地?zé)崮芑驈?qiáng)化開采低孔滲性熱儲地?zé)崮芏�建造的人工地�(zé)嵯到y(tǒng)。

　　據(jù)了解，干熱巖的利用主要通過增強(qiáng)型地?zé)嵯到y(tǒng)(EGS)來實(shí)現(xiàn)，基本原理是:通過深井將高壓水注入地下2〜6km的人工儲層內(nèi)，使其通過滲透循環(huán)而吸收熱能;再通過開采井將高溫水、汽通過生產(chǎn)井抽出地表用于發(fā)電;冷卻后的水再次通過高壓泵注入地下熱交換系統(tǒng)循環(huán)使用，整個(gè)過程都是在一個(gè)封閉的系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行。

　　干熱巖資源潛力巨大，且不受季節(jié)、氣候制約，可有效取代煤炭、石化能源消耗，有效保護(hù)生態(tài)環(huán)境。數(shù)據(jù)顯示，全球陸區(qū)干熱巖資源量相當(dāng)于4950萬億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，是全球所有石油、天然氣和煤炭所蘊(yùn)藏能量的近30倍。中國大陸3.0〜10.0km深處干熱巖資源量約合856萬億噸標(biāo)煤，占世界資源量的六分之一左右。資源類型較多，廣泛分布于青藏高原、松遼盆地、渤海灣盆地、東南沿海等地。

　　資源潛力巨大!有望成為戰(zhàn)略性接替能源。自20世紀(jì)70年代美國在芬頓山開始第一次干熱巖開發(fā)現(xiàn)場試驗(yàn)開始，世界范圍內(nèi)已建立實(shí)驗(yàn)性質(zhì)的EGS工程31項(xiàng)，累積發(fā)電能力約12.2MW。盡管美、法、德、日、英等國在干熱巖開發(fā)方面取得一定進(jìn)展，但總體上世界干熱巖開發(fā)仍然處于試驗(yàn)和示范階段，尚未實(shí)現(xiàn)商業(yè)化開發(fā)。

　　2我國干熱巖開發(fā)尚處于初級階段

　　與國外相比，我國干熱巖資源技術(shù)研發(fā)起步較晚，尚處于起步階段，國內(nèi)部分高校和科研院所在基礎(chǔ)理論和試驗(yàn)方面做了一些探索性研究工作。國內(nèi)干熱巖的鉆探僅限于獲取干熱巖的溫度、巖性、埋深、分布范圍等基礎(chǔ)資料，壓裂改造工作未取得實(shí)質(zhì)性進(jìn)展。我國早在9年前就開展了干熱巖勘探開發(fā)關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，2010年原國土資源部公益項(xiàng)目“我國干熱巖勘查關(guān)鍵技術(shù)研究+.2012年國家科技部863項(xiàng)目“干熱巖熱能開發(fā)與綜合利用關(guān)鍵技術(shù)研究”均加快了我國干熱巖的開發(fā)步伐。我國首次發(fā)現(xiàn)大規(guī)模可利用干熱巖資源于青海省共和盆地。2011-2017年，中國地質(zhì)調(diào)查局、青海省國土廳在共和地區(qū)共鉆地?zé)峥辈榫?口。如今青海共和盆地干熱巖地?zé)崮荛_發(fā)試驗(yàn)取得重大進(jìn)展!圈定出共和、達(dá)連海和貴德等14處隱伏干熱巖體;在共和盆地外圍圈定出同仁縣蘭采、海東市三合鎮(zhèn)同德和倒淌河4處干熱巖遠(yuǎn)景區(qū)，總面積達(dá)3092.89km2。

　　國內(nèi)嘗試的干熱巖項(xiàng)目主要有：(1)福建漳州地?zé)崽铮�井�?000m，井底溫度109°C，未達(dá)到干熱巖的標(biāo)準(zhǔn)。(2)海南省澄邁縣干熱巖井，井深4550m，井底溫度達(dá)到185C，屬于干熱巖井。)黑龍江松科二井，井深7018m，井底溫度241C，達(dá)到干熱巖標(biāo)準(zhǔn)，是目前國內(nèi)井底溫度最高的井。(4)青海共和貴德盆地，GR1、GR2、ZR2、DR3、DR4等多口井，井底溫度均超過180C，最高達(dá)到236C，屬于優(yōu)質(zhì)干熱巖。中國石化共計(jì)啟動十余項(xiàng)、總投資5000多萬元干熱巖相關(guān)項(xiàng)目研究，并已建成中國石化地?zé)豳Y源開發(fā)利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室。如今，正在開展干熱巖地?zé)崮芸碧介_發(fā)關(guān)鍵工程技術(shù)研究。縱觀多年來世界范圍的干熱巖勘查開發(fā)實(shí)踐!EGS工程所涉及的核心技術(shù)，多數(shù)是石油工程相關(guān)技術(shù)的借鑒、移植或改造。中國石化擁有豐富的石油勘探開發(fā)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，為干熱巖勘查開發(fā)技術(shù)攻關(guān)提供了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

　　中國石化干熱巖產(chǎn)業(yè)規(guī)劃分三個(gè)階段，包括:技術(shù)研發(fā)突破期;示范項(xiàng)目建設(shè)期;技術(shù)革新、商業(yè)化應(yīng)用期。具體而言2018*20年，通過技術(shù)攻關(guān)!形成具有國際先進(jìn)水平的干熱巖勘探開發(fā)利用技術(shù)系列，并在資源評價(jià)的基礎(chǔ)上優(yōu)選1〜2個(gè)國家級EGS現(xiàn)場試驗(yàn)基地，初步形成核心技術(shù)系列。2021—2023年示范項(xiàng)目建設(shè)期，完成試驗(yàn)基地實(shí)施方案設(shè)計(jì)優(yōu)化，建立我國首個(gè)可復(fù)制可推廣的干熱巖開發(fā)示范項(xiàng)目，實(shí)現(xiàn)干熱巖的成功利用。到2024*35年，通過干熱巖產(chǎn)業(yè)技術(shù)、工藝升級，大幅降低干熱巖勘探開發(fā)利用成本，嘗試商業(yè)化應(yīng)用。

　　3青海打造干熱巖勘查開發(fā)示范工程

　　據(jù)介紹，2018年3月、8月，中國地調(diào)局、青海國土廳與中石化曾召開兩輪工作協(xié)調(diào)對接會，明確三方聯(lián)合建設(shè)青海共和盆地干熱巖勘查開發(fā)試驗(yàn)項(xiàng)目，著手打造干熱巖勘查開發(fā)示范工程。目前，三方正在共同籌建攻關(guān)團(tuán)隊(duì)、制定科技攻堅(jiān)戰(zhàn)實(shí)施方案!計(jì)劃開展建立熱儲壓前三維地質(zhì)模型、巖石力學(xué)特征等基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)研究，快速成井、水力噴射分層壓裂等技術(shù)方案的研究。為推動我國干熱巖勘查開發(fā)，2013年以來，中國地質(zhì)調(diào)查局先后在東南沿海地區(qū)、松遼平原地區(qū)、華北地區(qū)和青藏高原等重點(diǎn)地區(qū)實(shí)施了干熱巖勘查。2014年，中國地質(zhì)調(diào)查局與青海省國土資源廳共同組織實(shí)施的青海共和盆地干熱巖勘查鉆獲干熱巖，填補(bǔ)了我國一直沒有勘查發(fā)現(xiàn)干熱巖資源的空白。

　　2017年5月在共和縣恰卜恰鎮(zhèn)完井的GR1干熱巖勘探孔再獲溫度新高，3705m的孔底測得溫度高達(dá)236C，取得了一批重要成果，為我國進(jìn)一步開展干熱巖勘查開發(fā)研究打下了重要基礎(chǔ)。據(jù)透露，青海共和盆地干熱巖地?zé)崮荛_發(fā)試驗(yàn)項(xiàng)目圈定出共和、達(dá)連海和貴德等14處隱伏干熱巖體;在共和盆地外圍圈定出同仁縣蘭采、海東市三合鎮(zhèn)同德和倒淌河4處干熱巖遠(yuǎn)景區(qū)，總面積達(dá)3092.89km?。共和干熱巖體遠(yuǎn)景資源量數(shù)據(jù)顯示:面積達(dá)到246.9kn?，3〜10km埋深干熱巖地?zé)豳Y源基數(shù)為163&16EJ，折合標(biāo)準(zhǔn)煤559.09億噸。據(jù)介紹，青海共和具有優(yōu)越的地理及基礎(chǔ)設(shè)施優(yōu)勢。共和盆地位于青藏高原北東緣，秦祁昆造山帶的接合部;地勢平坦，海拔適中;共和縣恰卜恰鎮(zhèn)距西寧142km，貴德縣熱水泉距西寧130km;共和縣光伏規(guī)劃裝機(jī)容量18675MW;已并網(wǎng)裝機(jī)3405MW;總裝機(jī)容量1280MW龍羊峽水電站就在附近;目前共和縣電網(wǎng)通過青海主網(wǎng)連接國家電網(wǎng);井底溫度與當(dāng)前超高溫鉆測井技術(shù)的作業(yè)區(qū)間基本匹配。

　　4干熱巖開發(fā)面臨諸多挑戰(zhàn)

　　近兩年干熱巖已成業(yè)界關(guān)注的焦點(diǎn)，不少企業(yè)看好其前景，紛紛“嘗試”開發(fā)。然而，世界干熱巖開發(fā)總體上仍處于試驗(yàn)和示范階段，還未實(shí)現(xiàn)商業(yè)化開發(fā)。我國干熱巖開發(fā)更是處于起步階段，面臨資源勘查難、開發(fā)工程難度大、技術(shù)薄弱等挑戰(zhàn)。首先，干熱巖資源勘查難。除藏南一滇西地區(qū)高溫地?zé)豳Y源較為豐富外，其他高品質(zhì)資源并不富集。由于地殼結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成因機(jī)理尚不清楚，干熱巖資源分布極為不均勻，我國目前尚未形成成熟可靠的資源評價(jià)技術(shù)和方法。干熱巖埋藏深，探測精度難以滿足勘探要求，獲取地下熱儲物理參數(shù)的技術(shù)和能力有限，難以有效地優(yōu)選場址;現(xiàn)有的井下原地巖石地層描述方法難以適應(yīng)EGS高溫?zé)醿Φ奶厥鈼l件。其次，開發(fā)干熱巖的工程難度大。

　　由于儀器、工具和材料的耐高溫能力不足，加之巖體可鉆性差、工程設(shè)計(jì)優(yōu)化難度大，鉆井慢、周期長、成本高等問題，面臨高效成井難題。另外還存在高溫測井技術(shù)以及熱儲改造難題。最后，干熱巖的利用工程難題不小。由于我國還缺乏高溫潛水泵、抗高溫示蹤劑、適合于干熱巖循環(huán)測試的解釋技術(shù)等，面臨開發(fā)干熱巖循環(huán)測試及熱能提取難題。

　　規(guī)模化發(fā)電需要的高溫大流量流體產(chǎn)量還未達(dá)到，EGS系統(tǒng)產(chǎn)能穩(wěn)定性還有待加強(qiáng)。干熱巖研發(fā)屬于前瞻性技術(shù)，要實(shí)現(xiàn)干熱巖資源開發(fā)利用的實(shí)質(zhì)性進(jìn)展，專家建議持續(xù)增大科研項(xiàng)目、人員、經(jīng)費(fèi)支持力度;加強(qiáng)與國內(nèi)政府部門、研究機(jī)構(gòu)合作，加強(qiáng)干熱巖資源靶區(qū)評價(jià)和開發(fā)利用工程技術(shù)攻關(guān);設(shè)立干熱巖資源開發(fā)利用國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;針對制約規(guī)模化經(jīng)濟(jì)開發(fā)的關(guān)鍵問題，在資源富集與勘查評價(jià)、熱儲改造與高效換熱等方面，開展攻關(guān)研究。

　　石化人員評職知識：石化企業(yè)工程師如何發(fā)表論文

　　《石化技術(shù)》讀者對象：從事石油化工工業(yè)生產(chǎn)和技術(shù)開發(fā)研究的工程技術(shù)人員、科研工作者，以及高等院校相關(guān)專業(yè)的師生。報(bào)道范圍：石油煉制、石油化工、合成橡膠、合成樹脂、精細(xì)化工等領(lǐng)域的工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)總結(jié)、技術(shù)改造與技術(shù)開發(fā)成果、科學(xué)研究報(bào)告、經(jīng)營管理與發(fā)展規(guī)劃研究、技術(shù)進(jìn)展與發(fā)展規(guī)劃研究、技術(shù)進(jìn)展綜述等。