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乾熱岩何時才能「熱」起來?

乾熱岩何時才能「熱」起來?

一個既可優化能源結構、提供能源保障,又能降低碳排放量、利於生態保護的乾熱岩項目,因為資金和技術等方面的制約,遲遲未能進行開發試驗——這是礦業報記者近日在青海省共和盆地乾熱岩項目看到的尷尬一幕。

本報記者:王瓊傑

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意外發現新寶藏

乾熱岩也稱增強型地熱系統,或稱工程型地熱系統,是一般溫度大於200攝氏度,埋深數千米,內部不存在流體或僅有少量地下流體的高溫岩體。共和盆地乾熱岩的發現既屬情理之中又在意料之外。

早在「十二五」期間,國土資源部、地質調查局安排開展了全國地熱資源調查評價工作,同時啟動了乾熱岩資源的研究尋找工作。

2012年,地質調查局安排地質科學院水文地質環境地質研究所實施了「青海省地熱資源凋查評價與區劃」工作,表明貴德-共和一帶地下熱水露頭點多,且溫度較高。

青海省水文地質工程地質環境地質調查院在共和盆地施工的DR2井於1440米處揭露到花崗岩,通過加深探測,發現盆地地熱梯度明顯異常。當年5月,工程院院士多吉到青海聽取了相關工作彙報,指出共和盆地具有很好的地熱開發利用前景。

地熱如此異常,就很有可能有乾熱岩!2013年2月,項目組在地質大學(武漢)王焰新校長等專家指導下,提出了共和盆地乾熱岩調查方案並向地質調查局水環部作了彙報,水環部論證認為共和盆地地熱顯示較好,可進一步開展工作。

地熱循環示意圖

這一大膽猜想不僅引起了地質調查局的高度重視,也得到了青海省相關部門的大力支持。2013年3月,青海省國土資源廳決定配合地質調查局安排,開展共和盆地乾熱岩調查研究工作,以《關於下達2013年度青海省地質勘查基金項目(第一批)計劃的通知》(青國土資礦[2013]160號) 及《關於下達2013年度青海省地質勘查基金項目(第三批)計劃的通知》(青國土資礦[2013]274號),分別安排了「青海省東北部地區地熱資源勘查開發利用研究與找礦靶區優選」、「青海省共和縣恰卜恰鎮中深層地熱能勘查」工作。

青海省科學技術廳也對青海省地熱和乾熱岩勘查給予了支持,在2013年度企業技術創新資金計劃中安排下達了「地熱資源勘查與綜合利用技術研究與應用示範」項目。

共和盆地的乾熱岩猜想很快得到了驗證。2013年8月29日,由山東省第三地質礦產勘查院承擔的DR3號孔開始加深施工。施工期間在2104米處揭露到溫度大於150攝氏度的花崗岩體。2014年8月25日,在2880米終孔時,初步測定花崗岩體溫度達180攝氏度。

與此同時,2013年11月27日,由山東魯北地質工程勘查院承擔的DR4號孔開始施工,施工期間在2336米處揭露到溫度大於150攝氏度的花崗岩體。2014年8月25日,在3085米終孔時,初步測定花崗岩體溫度達178攝氏度。

2014年10月3日-5日,科學院地質與地球物理研究所組織隊伍對DR3、DR4孔地熱溫度做了測試,顯示2880米時花崗岩體溫度達181攝氏度。

「我們項目剛開始時就是為了調查評價地熱。隨著調查工作的深入,根據地質調查局的安排和專家意見,嘗試著把調查評價的方向轉到乾熱岩上來后,沒有想到還真找到了『金娃娃』。也正是基於DR3、DR4孔的地熱溫度,我們才真正開始轉向乾熱岩的勘查上來。」該項目負責張盛生說。

DR3和DR4孔發現乾熱岩的消息旋即在全國引起了轟動。2014年6月,地質調查局的領導、專家到共和盆地對乾熱岩勘查工作進行了現場檢查並對下步工作做出了指導。2014年8月,科技部許天福、朱家玲等專家及地質大學校長王焰新等專程到共和盆地進行了考察。同時,共和盆地乾熱岩勘查工作也得到了青海省主要領導的關注,要求加大勘查力度。

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明確方向成果顯

共和盆地面積有七八千平方千米,近共和縣周邊就近一千平方千米,這麼大的範圍還有沒有乾熱岩?這自然成為人們關注的焦點。

2015年5月25日,地質調查局地質科學院水文地質環境地質研究所、青海省國土資源廳在西寧組織院士、國內知名專家對青海乾熱岩勘查工作進行了研討,為下步工作指出了方向。

根據地質調查局及青海省的相關要求,地質調查局安排水環中心在工作區開展了「青藏高原北緣重點區1:5萬水文地質調查工作」,以期查明乾熱岩形成的區域地質條件。青海省國土資源廳則以《關於下達2015年度青海省地質勘查基金項目(第一批)計劃的通知》(青國土資礦[2015]54號),下達了青海省共和縣恰卜恰鎮乾熱岩勘查工作,安排了GR1、GR2勘查孔,以期通過地熱地質調查、航磁二、三維反演、地熱鑽探、物探等手段,開展共和縣恰卜恰鎮乾熱岩資源勘查,初步查明侵入岩體分佈範圍,推斷乾熱岩資源及控熱構造,並對乾熱岩資源進行計算評價。

一切皆在意料之中。由於前期科研工作紮實,共和縣恰卜恰鎮乾熱岩勘查工作進展順利,成果凸顯。

2015年12月5日,由山東魯北地質工程勘查院承擔的GR1號孔開始施工;2016年11月11日,在3705米終孔時,初步測定花崗岩體溫度達210攝氏度。2015年8月10日,由山東地礦新能源有限公司承擔的GR2號孔開始施工;2016年10月11日,在3003米終孔時,初步測定花崗岩體溫度達182攝氏度。通過兩孔施工,勘查區底部花崗岩分佈穩定,深度大、面積廣。

「項目在實施中,地質調查局、科技部、青海省國土資源廳組織院士、專家多次開展了專題研討、現場論證及指導等,並對項目工作細節及時調整,使乾熱岩勘查研究工作取得進展。」張盛生介紹。

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乾熱岩期待「熱」起來

共和縣恰卜恰鎮通過2個乾熱岩勘查項目,現初步查明了恰卜恰上塔邁一帶乾熱岩資源分佈情況,但由於乾熱岩開發利用試驗項目還未實施,致使這一寶貴的能源資源還未能得到有效的開發利用。

「目前GR1鑽孔孔底溫度約210攝氏度,從勘查情況來看,共和乾熱岩存在激活天然裂隙的優勢,乾熱岩開發利用綜合研究項目,如水力壓裂試驗等還未嘗試。」張盛生說,為儘快利用乾熱岩資源,我們院想進一步從省國土資源廳、省地調局申請乾熱岩開發利用試驗項目,利用GR1鑽孔,進行乾熱岩增強性地熱系統的試驗研究,為恰卜恰地區乾熱岩開發奠定堅實基礎。

同時,還要進一步擴大幹熱岩資源勘查面積。根據航磁資料及近三年乾熱岩勘查情況,推測共和盆地下部普遍存在乾熱岩,航磁資料顯示的乾熱岩異常區還有恰卜恰西部達連海湖一帶,面積近340平方千米。南部哆灘哇爾瑪一帶,面積達320平方千米。為以後規模化開發利用乾熱岩資源,有必要在上述範圍內進行乾熱岩勘查,為乾熱岩資源開發利用提供依據。

而當前地熱、乾熱岩資源勘查及開發研究的各方面技術力量分散、尚未形成合力,也在很大程度上制約了乾熱岩的勘查開發研究工作。

資料圖:乾熱岩發電廠

據了解,目前,共和地下熱水資源、乾熱岩勘查主要以青海省水文地質工程地質環境地質調查院為主,國內個別科研機構都從不同層面進行研究,而地方政府、大型國有企業、私人財團等都尚未投入到乾熱岩的勘查及開發利用工作中。

「乾熱岩資源已引起了黃河上游公司、青海省投資集團等企業興趣,為儘快開發利用乾熱岩資源,地方政府應加大宣傳力度,為共和乾熱岩資源勘查開發招商引資。同時,加強各方面力量,集中研究共和乾熱岩資源,爭取儘快開發利用共和恰卜恰地區乾熱岩資源。」張盛生最後建議,地方政府應呼籲申請乾熱岩開發試驗項目,促進共和乾熱岩資源的儘快開發利用,為地方政府優化能源結構,降低碳排放及能源保障做出貢獻。

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