青海共和干热岩科技攻坚项目正式启动

　　2019年6月4日，中国石化集团公司承担的青海共和GR1井作业开工，标志着由中国地质调查局、青海省政府、中国石化共同合作的青海共和干热岩科技攻坚项目正式启动，也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。根据中国石化集团公司干热岩科技攻坚专题会议精神，该井由新星公司承担实施与监督责任，油田事业部进行技术把关审查，石油工程院负责技术支撑;石油工程公司承担施工主体责任，生利井下工程公司具体负责井下施工。

　　该项目将为中国石化大力推进绿色清洁能源发展，践行绿色低碳战略开拓新领域，打造新优势。这也印证了中国工程院院士、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今年4月份在“第八届中深层地热高效开发与利用国际论坛”上的说法，当时他表示今年上半年，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。

　　1干热岩有望成战略性接替能源

　　2017年，政府相关部门出台的《地热能开发利用“十三五”规划》明确提出，十三五”时期，开展干热岩开发试验工作，建设干热岩示范项目，通过示范项目的建设，突破干热岩资源潜力评价与钻探靶区优选、干热岩开发钻井工程关键技术及干热岩储层高效取热等关键技术。根据国家能源局发布于2019年3月1日起实施的中华人民共和国能源行业标准《N5/T10097—2018地热能术语》显示：干热岩(hotdryrock)，不含或仅含少量流体，温度高于180°C，其热能在当前技术经济条件下可以利用的岩体。增强地热系统(EGS-EnhancedGeothermalSystem)，也称工程地热系统，为利用工程技术手段开采干热岩地热能或强化开采低孔渗性热储地热能而建造的人工地热系统。

　　据了解，干热岩的利用主要通过增强型地热系统(EGS)来实现，基本原理是:通过深井将高压水注入地下2〜6km的人工储层内，使其通过渗透循环而吸收热能;再通过开采井将高温水、汽通过生产井抽出地表用于发电;冷却后的水再次通过高压泵注入地下热交换系统循环使用，整个过程都是在一个封闭的系统内进行。

　　干热岩资源潜力巨大，且不受季节、气候制约，可有效取代煤炭、石化能源消耗，有效保护生态环境。数据显示，全球陆区干热岩资源量相当于4950万亿吨标准煤，是全球所有石油、天然气和煤炭所蕴藏能量的近30倍。中国大陆3.0〜10.0km深处干热岩资源量约合856万亿吨标煤，占世界资源量的六分之一左右。资源类型较多，广泛分布于青藏高原、松辽盆地、渤海湾盆地、东南沿海等地。

　　资源潜力巨大!有望成为战略性接替能源。自20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。

　　2我国干热岩开发尚处于初级阶段

　　与国外相比，我国干热岩资源技术研发起步较晚，尚处于起步阶段，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。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。2011-2017年，中国地质调查局、青海省国土厅在共和地区共钻地热勘查井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3092.89km2。

　　国内尝试的干热岩项目主要有：(1)福建漳州地热田，井深4000m，井底温度109°C，未达到干热岩的标准。(2)海南省澄迈县干热岩井，井深4550m，井底温度达到185C，属于干热岩井。)黑龙江松科二井，井深7018m，井底温度241C，达到干热岩标准，是目前国内井底温度最高的井。(4)青海共和贵德盆地，GR1、GR2、ZR2、DR3、DR4等多口井，井底温度均超过180C，最高达到236C，属于优质干热岩。中国石化共计启动十余项、总投资5000多万元干热岩相关项目研究，并已建成中国石化地热资源开发利用重点实验室。如今，正在开展干热岩地热能勘探开发关键工程技术研究。纵观多年来世界范围的干热岩勘查开发实践!EGS工程所涉及的核心技术，多数是石油工程相关技术的借鉴、移植或改造。中国石化拥有丰富的石油勘探开发实践经验，为干热岩勘查开发技术攻关提供了坚实基础。

　　中国石化干热岩产业规划分三个阶段，包括:技术研发突破期;示范项目建设期;技术革新、商业化应用期。具体而言2018*20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。到2024*35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。

　　3青海打造干热岩勘查开发示范工程

　　据介绍，2018年3月、8月，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，三方正在共同筹建攻关团队、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的研究。为推动我国干热岩勘查开发，2013年以来，中国地质调查局先后在东南沿海地区、松辽平原地区、华北地区和青藏高原等重点地区实施了干热岩勘查。2014年，中国地质调查局与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钻获干热岩，填补了我国一直没有勘查发现干热岩资源的空白。

　　2017年5月在共和县恰卜恰镇完井的GR1干热岩勘探孔再获温度新高，3705m的孔底测得温度高达236C，取得了一批重要成果，为我国进一步开展干热岩勘查开发研究打下了重要基础。据透露，青海共和盆地干热岩地热能开发试验项目圈定出共和、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3092.89km?。共和干热岩体远景资源量数据显示:面积达到246.9kn?，3〜10km埋深干热岩地热资源基数为163&16EJ，折合标准煤559.09亿吨。据介绍，青海共和具有优越的地理及基础设施优势。共和盆地位于青藏高原北东缘，秦祁昆造山带的接合部;地势平坦，海拔适中;共和县恰卜恰镇距西宁142km，贵德县热水泉距西宁130km;共和县光伏规划装机容量18675MW;已并网装机3405MW;总装机容量1280MW龙羊峡水电站就在附近;目前共和县电网通过青海主网连接国家电网;井底温度与当前超高温钻测井技术的作业区间基本匹配。

　　4干热岩开发面临诸多挑战

　　近两年干热岩已成业界关注的焦点，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。首先，干热岩资源勘查难。除藏南一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。其次，开发干热岩的工程难度大。

　　由于仪器、工具和材料的耐高温能力不足，加之岩体可钻性差、工程设计优化难度大，钻井慢、周期长、成本高等问题，面临高效成井难题。另外还存在高温测井技术以及热储改造难题。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。

　　规模化发电需要的高温大流量流体产量还未达到，EGS系统产能稳定性还有待加强。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、经费支持力度;加强与国内政府部门、研究机构合作，加强干热岩资源靶区评价和开发利用工程技术攻关;设立干热岩资源开发利用国家重点实验室;针对制约规模化经济开发的关键问题，在资源富集与勘查评价、热储改造与高效换热等方面，开展攻关研究。

　　石化人员评职知识：石化企业工程师如何发表论文

　　《石化技术》读者对象：从事石油化工工业生产和技术开发研究的工程技术人员、科研工作者，以及高等院校相关专业的师生。报道范围：石油炼制、石油化工、合成橡胶、合成树脂、精细化工等领域的工业生产技术总结、技术改造与技术开发成果、科学研究报告、经营管理与发展规划研究、技术进展与发展规划研究、技术进展综述等。