中国地质调查成果快讯：我国深部地热能勘查与开发利用开创新局面

2020-04-09 09:08:27
来源：中国地质调查成果快讯
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摘要：通过项目实施，基本查明了京津冀地区、东南沿海地区、青海共和盆地等重点地区地热资源分布、潜力、开发利用现状，在资源、理论、技术、装备等方面取得一系列进展，开创了我国深部地热能勘查开发利用的新局面。

1.项目概况

2016年至今，自然资源部中国地质调查局组织实施了“全国地热资源调查评价与勘查示范”工程，该工程于2018年更名为“京津冀地热资源调查评价与综合开发示范工程”，工程牵头单位为中国地质调查局水文地质环境地质研究所。工程总体目标为开发深部地热资源，全力支撑国家能源安全战略，实施我国重要经济区及主要地热带地热攻坚，提高重点地区地热资源探测深度和精度，构建国家地热资源安全开发监测网，推动我国地热能科学开发利用规模化、产业化。工程部署了“京津石地热资源调查”“东南沿海厦门-琼北地区地热资源调查”“青海西宁-贵南地区地热资源调查”3个二级项目。累计完成1∶5万地热地质调查面积16610km2，1∶25万地热地质调查面积6650km2，实施地热钻探20709m，工程地质钻探22484m。通过项目实施，基本查明了京津冀地区、东南沿海地区、共和盆地3个地区地热资源分布、潜力、开发利用现状，服务于地方清洁能源利用。通过系列工作，在资源、理论、技术、装备等方面取得一系列进展。

2.成果简介

（1）提出我国水热型与干热岩型地热资源“同源共生-壳幔生热-构造控热”的成因机制，完善了我国地热资源成因理论。针对地热资源形成理论认识不统一问题，系统研究了我国地热资源形成的地质背景和赋存特征，揭示了赋存规律，编制了中国地热资源分布图、大陆控热新构造图等图件。通过对不同类型区地热资源的分析，提出水热型和干热岩型地热资源的热均来源于地幔和地壳，构造控制热液聚敛，热液活动又反作用构造活动，西南、东南、东北不同构造区水热与岩热相伴相生。阐明了古潜山复合型、深坳陷层控型、近代火山活动型、热控构造型、断陷盆地地压型、陆陆碰撞板缘型、隆起山地深循环型共7种水热型地热成因机制，提出了包括近代火山型、强烈构造活动带型、高放射性花岗岩型以及沉积盆地型共4种干热岩成因模式，丰富完善了我国地热资源成因理论。

（2）基本查明我国典型地区干热岩型地热资源潜力，编制了《干热岩地质勘查技术要求》。完成共和盆地及其外围地区和东南沿海地区干热岩型资源潜力评价。采用体积法、比拟法等方法进行干热岩型资源评价。结果表明，共和盆地3~5km干热岩型资源总量为1.85×1018J，折合标准煤6.31×108t。东南沿海地区是我国高热流花岗岩型和近代火山型干热岩型资源的主要分布区（图1）。东南沿海3~10km干热岩型资源量为2.06×1024J，折合标准煤6.99×1013t。其中东南沿海福建（南靖、雷峰）、广东（从化、惠州、雷州半岛）和海南（琼北）重点工作区3~10km资源量分别折合标准煤1.40×1011t 、2.14×1011t和1.80×1011t。系统总结整理了干热岩地质调查评价及开发利用的相关资料，参考我国现行的《地热资源地质勘查规范》（GB/T 11615），重点调研藏南地区、云南西部（腾冲）、华北（渤海湾盆地）、鄂尔多斯盆地东南缘的汾渭地堑等地区干热岩资源赋存特征及勘查技术方法，通过对不同类型干热岩地质条件的解析，编制了《干热岩地质勘查技术要求》，为我国干热岩地质勘查工作提供指导。

图1 东南沿海厦门-琼北地区酸性岩浆岩体分布

（3）提出了“采灌均衡、深浅联用、经济高效、永续开发”的水热型地热资源评价理念，编制《地热资源评价方法及估算规程》，并在京津石地热资源评价中得到应用。突破以静态储量为基础的地热资源评价方法限制，提出考虑热流补给的采灌均衡条件下地热资源动态评价技术。编制《地热资源评价方法及估算规程》，参考我国现行的《地热资源地质勘查规范》（GB/T 11615），更新了地热资源储量计算方法、地热资源储量可靠性评价、地热流体质量评价和地热资源开发利用评价及地热资源勘查评价报告编写的有关要求。在此指导下，完成了京、津、冀水热型地热资源各项参数的“三区统一”工作，京津冀地区水热型地热资源考虑回灌条件下地热流体年可开采热量为2.3×1018J，折合标准煤7.8×107t。查明华北油田采油尾水年可开采热量为1.4×1016J，折合标准煤4.8×105t。

（4）多处探获高产能地热井，提高了地热资源储量，指导了我国东部地热资源勘查工作。首次在天津东丽湖钻入雾迷山组二段新储层。位于天津潘庄凸起区的CGSD-01井勘探结果显示潘庄凸起构造区雾迷山组二段热储发育稳定，裂隙发育，赋水性好，具有较大开发利用前景。完钻井底温度105℃，井口出水温度100℃，单井日涌水量达到3120m3，对蓟县系雾迷山组二段热储层的富水性和水温取得全新认识，证实了天津地区主力开采层下存在高产能新储层。广东惠州钻获中国东部温度最高，压力和流量最大的高产能地热井。在广东省惠州市黄沙洞村实施完成的惠热1井，井口稳定温度118℃，流量每小时137m3，发电能力可达3MW，是我国东部温度最高，压力和流量最大的高产能地热井。此外，水质分析显示含有丰富的微量元素和矿物质，其中偏硅酸含量为211.8mg/L，达到理疗天然矿泉水浓度标准。惠热1井的突破性成果表明广东沿海具备较高深部热能潜力，前景十分广阔（图2）。

图2 施工现场及野外照片

a—惠热1井钻获自喷地热孔；b—地质剖面调查；c—地热地质调查

（5）突出地质调查与科技创新的结合，获批国家重点研发计划项目2项，课题1个，提高了科技创新能力。其中“雄安新区深层地热资源探测评价技术示范” 项目和“深部碳酸盐岩热储层强化增产与利用综合评价技术”项目，围绕京津冀地区规模化清洁供暖的国家需求和指南方向，力争形成可推广应用的深部地热资源探测技术与评价方法，构建可复制推广的强化增产与评价技术体系，实现深部碳酸盐岩热储的强化增产、持续稳产与高效利用，大幅度提高区域地热资源的保障能力，为缓解京津冀雾霾，实现清洁供暖提供技术支撑。

（6）加强技术与装备研发，获批自然资源部地热与干热岩勘查开发技术创新中心，为地热资源开发提供了有效的室内模拟、试验平台（图3）。该中心围绕解决地热、干热岩探、采、用等方面的共性关键技术问题，开展地热、干热岩技术与装备研发、人才培养、产业孵化，打造成具有核心技术和综合竞争力的国际一流技术创新平台。中心建设有地热科学与探测实验室、京津冀地热资源梯级综合开发利用科研基地（献县）等实验室和基地，具有较强的科研承载能力。