干热岩科技攻关将迈入场地开发阶段

专家建议设立干热岩资源开发利用国家重点实验室

■本报记者 苏南 《 中国能源报 》（ 2019年04月22日   第 19 版）

　　近两年干热岩已成业界关注热点，不少企业看好其前景，纷纷“尝试”开发。然而，世界干热岩开发总体上仍处于试验和示范阶段，还未实现商业化开发。我国干热岩开发更是处于起步阶段，面临资源勘查难、开发工程难度大、技术薄弱等挑战。

中国工程院院士、中国石油化工集团原副总经理、国家地热能中心指导委员会主任曹耀峰近日在中国地质大学（北京）举办的“第八届中深层地热高效开发与利用国际论坛”上透露，今年上半年，中国石化青海共和盆地干热岩勘查开发试验项目的科技攻坚会将召开，届时我国干热岩资源科技攻关也将从室内试验随之进入场地开发阶段。

我国干热岩开发尚属初级阶段

自上世纪70年代美国在芬顿山开始第一次干热岩开发现场试验开始，世界范围内已建立实验性质的EGS（国际工程项目的服务合同）工程31项，累积发电能力约12.2MW。尽管美、法、德、日、英等国在干热岩开发方面取得一定进展，但总体上世界干热岩开发仍然处于试验和示范阶段，尚未实现商业化开发。

“与国外相比，我国干热岩资源技术研发起步较晚，尚属起步阶段，国内部分高校和科研院所在基础理论和试验方面做了一些探索性研究工作。国内干热岩的钻探仅限于获取干热岩的温度、岩性、埋深、分布范围等基础资料，压裂改造工作未取得实质性进展。”曹耀峰透露。

据悉，我国早在9年前就开展了干热岩勘探开发关键技术攻关，2010年原国土资源部公益项目“我国干热岩勘查关键技术研究”、2012年国家科技部863项目“干热岩热能开发与综合利用关键技术研究”均加快了我国干热岩的开发步伐。

我国首次发现大规模可利用干热岩资源于青海省共和盆地。2011年-2017年，中国地质调查局、青海省国土厅在共和地区共钻地热勘察井7口。如今青海共和盆地干热岩地热能开发试验取得重大进展，圈定出共和、达连海和贵德等14处隐伏干热岩体；在共和盆地外围圈定出同仁县兰采、海东市三合镇同德和倒淌河4处干热岩远景区，总面积达3092.89平方公里。

打造勘查开发示范工程

曹耀峰透露，中国地调局、青海国土厅与中石化曾召开两轮工作协调对接会，明确三方联合建设青海共和盆地干热岩勘查开发试验项目，着手打造干热岩勘查开发示范工程。

目前，三方正在筹建攻关团队，制定科技攻坚战实施方案，计划开展建立热储压前三维地质模型、岩石力学特征等基础实验研究、快速成井、水力喷射分层压裂等技术方案等研究。

“青海共和盆地干热岩攻坚战启动会将于今年上半年召开，这标志着我国干热岩资源科技攻关从室内试验进入了场地开发阶段。”曹耀峰介绍，“中国石化介入干热岩成果共计启动10余项、总投资5000多万元干热岩相关项目研究。如今，正在开展《干热岩地热能勘探开发关键工程技术研究》。”

曹耀峰透露，中国石化干热岩产业开发规划，到2020年通过技术攻关，形成具有国际先进水平的干热岩勘探开发利用技术系列，并在资源评价的基础上优选1-2个国家级EGS现场试验基地，初步形成核心技术系列。2021-2023年，是干热岩示范项目建设期，完成试验基地实施方案设计优化，建立我国首个可复制可推广的干热岩开发示范项目，实现干热岩的成功利用。2024-2035年，通过干热岩产业技术、工艺升级、大幅降低干热岩勘探开发利用成本，尝试商业化应用。

仍面临诸多挑战

受限于技术和成本，我国干热岩开发面临不少挑战。

首先，干热岩资源勘查难。除藏南-滇西地区高温地热资源较为丰富外，其他高品质资源并不富集。由于地壳结构复杂，成因机理尚不清楚，干热岩资源分布极为不均匀，我国目前尚未形成成熟可靠的资源评价技术和方法。“干热岩埋藏深，探测精度难以满足勘探要求，获取地下热储物理参数的技术和能力有限，难以有效地优选场址；现有的井下原地岩石地层描述方法难以适应EGS高温热储的特殊条件。”曹耀峰介绍。

其次，开发干热岩的工程难度大。由于仪器、工具和材料的耐温能力不足，加之岩体可钻性差、工程设计优化难度大，钻井慢、周期长、成本高，难以高效成井。

最后，干热岩的利用工程难题不小。由于我国还缺乏高温潜水泵、抗高温示踪剂、适合于干热岩循环测试的解释技术等，面临开发干热岩循环测试及热能提取难题。

干热岩研发属于前瞻性技术，要实现干热岩资源开发利用的实质性进展，专家建议持续增大科研项目、人员、经费支持，建议设立干热岩资源开发利用国家重点实验室。