地大熱能地熱開發(fā)利用：中深層地熱資源簡述

根據(jù)熱傳遞過程、溫度、賦存條件、成因機制、控熱構(gòu)造和熱儲性質(zhì)等考慮因素的不同，地熱資源有多種分類方式：Muffler根據(jù)熱量傳遞方式將地熱資源劃分為與高滲透率水熱系統(tǒng)等相關(guān)的對流型地熱資源及與低滲透率巖石等相關(guān)的傳導(dǎo)型地熱資源；其后Muffler和Cataldi又依據(jù)儲層溫度將地熱資源劃分為低溫地熱資源（T＜90℃）、中溫地熱資源（T=90~150℃）和高溫地熱資源（T＞150℃）。有學(xué)者也相繼提出了不同的溫度界限，而我國在2010年出版的《地熱資源地質(zhì)勘察規(guī)范》國家標準（GB1615—89）中沿用了Muffler的劃分方案。

我國傳統(tǒng)水熱型地熱資源開發(fā)和發(fā)展過程

20世紀50年代末，著名地質(zhì)學(xué)家李四光先生便倡導(dǎo)開發(fā)深部地熱資源，組建了我國第一個地熱研究組。在60年代建立了地熱實驗室和地熱深井觀測點，促使地熱能的利用從醫(yī)療擴大到了工、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域，同時開始了地熱發(fā)電的可行性研究。在李四光先生的倡導(dǎo)下，在北京、河北和西藏等地重點開展了地熱資源普查工作，進一步推動了我國地熱資源的全面開發(fā)利用。從20世紀70年代開始我國先后在廣東豐順縣和西藏羊八井建立了地熱電站。羊八井地熱電站是西藏第一座高溫地熱發(fā)電站，現(xiàn)有裝機容量25.18MW。在20世紀90年代初期，發(fā)電量曾占拉薩電網(wǎng)的40%（夏季）至60%（冬季），被譽為是青藏高原上的一顆明珠。

截至2020年6月，羊八井地熱電廠累計發(fā)電34.1億kW·h，為西藏社會經(jīng)濟發(fā)展和節(jié)能減排作出了重要貢獻。我國西藏、云南騰沖和川西等地具有豐富的地熱能，尤其是西藏地區(qū)各類地熱顯示區(qū)(點)600余處，發(fā)電潛力約為3000MW，居全國之首。2017年由國家發(fā)改委、國家能源局和國土資源部三部委聯(lián)合發(fā)布的《地熱能開發(fā)利用“十三五”規(guī)劃》明確提出“在西藏地區(qū)有序啟動400MW裝機容量規(guī)劃或建設(shè)工作”的目標。

我國傳統(tǒng)水熱型地熱資源發(fā)電潛力為6700MW，在全球排第3位，但目前總裝機容量僅為34.89MW，排世界第19位，跟資源總量明顯不符，具有很大的開發(fā)空間。基于此，2021年9月國家發(fā)改委、國家能源局、財政部和自然資源部等八部委聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于促進地熱能開發(fā)利用的若干意見》，指出：到2025年，在資源條件好的地區(qū)建設(shè)一批地熱能發(fā)電示范項目，全國地熱能發(fā)電裝機容量比2020年翻一番；到2035年，地熱能發(fā)電裝機容量力爭比2025年翻一番。

國內(nèi)EGS高溫地熱資源開發(fā)和發(fā)展過程

我國EGS高溫地熱資源勘探和開發(fā)等工作起步較晚，1993年中國地震局地殼應(yīng)力研究所和日本中央電力研究所在北京房山開展了干熱巖發(fā)電相關(guān)試驗工作，開啟了我國干熱巖研究初步探索階段。2007年中國能源研究會地熱專業(yè)委員會與澳大利亞Petratherm公司聯(lián)合開展了“中國工程型地熱系統(tǒng)資源潛力評價的研究”國際交流項目，在我國西藏、云南、四川、福建、廣東、海南初步進行資料收集、分析測試和模型研究等工作，完成了靶區(qū)選取和潛力評價工作。

2012年，針對干熱型地熱資源開發(fā)過程等關(guān)鍵技術(shù)問題，吉林大學(xué)、中科院廣州能源研究所、清華大學(xué)和天津大學(xué)等科研院校聯(lián)合申報了國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃“干熱巖熱能開發(fā)與綜合利用關(guān)鍵技術(shù)研究”，創(chuàng)建了大尺寸高溫高壓干熱巖水力壓裂實驗室模擬系統(tǒng)，提出了中國首部干熱巖靶區(qū)定位行業(yè)規(guī)程，為我國的干熱型地熱資源勘探開發(fā)提供了相關(guān)理論依據(jù)和技術(shù)支撐。2013年中國地質(zhì)調(diào)查局重點在福建漳州、廣東陽江和雷瓊斷陷盆地等地開展了干熱巖資源潛力評價與示范靶區(qū)項目。

2014年，青海省水工環(huán)地質(zhì)調(diào)查院在青海共和盆地恰卜地區(qū)實施的ZKD23井，2866m的井底溫度達181℃，為我國首次發(fā)現(xiàn)的優(yōu)質(zhì)干熱型高溫地熱資源；2017年，在地熱地質(zhì)調(diào)查和地球物理勘探等工作基礎(chǔ)上，中國地質(zhì)調(diào)查局和青海省國土資源廳共同組織在青海共和盆地實施了GR1和GR2井，其中GR1井底溫度達236℃，是我國迄今為止鉆獲的溫度最高的干熱型地熱資源，取得了我國干熱型地熱資源勘查的突破。近年來，國內(nèi)其他地區(qū)也陸續(xù)開展了高溫干熱型地熱資源勘查工作。

2018年，李德威在海南澄邁實施了瓊北花東1R井，歷時66d，于2018年3月在井深4387m處鉆獲超過185℃的干熱巖資源。瓊北花東1R井是我國東部第一口成功實施且具有獨立知識產(chǎn)權(quán)的干熱巖參數(shù)井，對我國干熱型高溫地熱資源的開發(fā)利用具有里程碑式意義。2018年6月江蘇地質(zhì)調(diào)查院組織實施了“江蘇省干熱巖資源調(diào)查評價項目”，在蘇北盆地圈定了干熱型高溫地熱資源靶位，并于2021年1月在興化市城北成功實施了“蘇熱1井”，孔深約為4700m，鉆獲溫度約155℃，證實了蘇北盆地含有豐富干熱巖資源。2022年元旦后，“蘇熱1井”已預(yù)備進行熱儲層壓裂實驗，準備打造干熱巖勘查開發(fā)試驗示范基地。

本文節(jié)選自：我國中深層地熱資源賦存特征、發(fā)展現(xiàn)狀及展望 作者曹銳