人民網北京11月17日電（記者杜燕飛） 今日，第240場中國工程科技論壇——2016·中國地熱國際論壇在北京開幕。國家地熱能中心委員會名譽主任王秉忱作題為《對我國開展干熱岩勘察與增強型地熱系統研究的基本認識》的報告。王秉忱表示，干熱岩與增強型地熱系統研究及工程應用應該成為我國今后地熱資源研究和開發的主要方向之一，干熱岩地熱資源的開發將極有可能為我國節能減排和新一輪能源結構調整做出重大貢獻。

干熱岩地熱資源是潛在的巨大的新能源資源

王秉忱認為，干熱岩是一種沒有水，或者蒸汽，或者是含有少量的水或不能流動的，普遍埋藏於距地表3-10公裡的底層深處，很少存在孔隙或裂隙，滲透性激低，溫度范圍介於150到650度之間，主要是變質岩或結晶岩類的高溫掩體。

目前我國在前層地熱能的開發利用方面已居世界前列而巨量的熱層則是儲存在干熱岩裡，科學希望才能水利壓裂等工程手段在地下伸出的低滲透性干熱岩體中形成人工地熱儲層，從中長期經濟採取出相當熱量的人工系統，即從干熱岩中開發出地熱能的工程，也稱為增強型地熱系統EGS。

據保守估算，地殼中干熱岩心中所蘊含的能量相當於全球所有石油、天然氣和煤炭總能量的30倍，中國地調局最新評價數據顯示，中國大陸3-10公裡深處干熱岩資源總量為2.5×10的25次方焦耳，合856萬億噸標煤，若能開採出2%，就相當於我國2010年全國一次性能耗總量32.5億噸標煤的5300倍。中國科學院進行了同樣的評價，結論是2.09×10的25次方焦耳，相當於715萬億噸標煤。如果能採出2%，則相當於中國2010年能源消耗總量的4400倍。這兩方面的數字相近，已充分表明了我國干熱岩開發利用的前景。

王秉忱指出，利用增強型地熱系統開發干熱岩地熱資源具有光明的前景。干熱岩地熱資源是一種潛在的巨大的新能源資源，應該盡快加以利用。

國外干熱岩勘察與增強型地熱系統研究的進展和前景展望

王秉忱表示，增強型地熱系統（EGS）的研究和開發在世界上已有40年的歷史，美國、英國、法國、日本、澳大利亞等發達國家是早期的研究主體，目前干熱岩的開發面臨諸多挑戰，如大體積、人工裂隙、熱儲的建造等等。因此，EGS實現商業化還需要大量的研究和技術開發工作。美國最早在1973年開始資助芬頓山的項目，隨后美國在加利福尼亞州開展了實驗，英國、日本、法國、澳大利亞相繼開展了預研究和技術裝備研制，並建立了一批EGS開發的示范展地。

總的來說，過去的研究成果不盡如人意，阻滯了EGS商業化開發的進程，面臨最大挑戰是未能建立起經濟的人工熱儲建造。當前常用的熱儲建造技術有水利壓裂、化學激發和熱激發以及這集中技術聯合應用。美國能源部最新EGS示范工程取得的成果表明，在現有水熱型地熱田的邊緣建立人造熱儲並與天然熱儲取得聯通，可以增加其生產能力，這一技術路線可在短期內相對取得低成本的經濟效益。

作為奧巴馬政府全方位能源政策的一部分，美國能源部於2014年7月宣布為地熱能研究的前沿觀測計劃FORGE的初始階段投入3100萬美元，以建立用於EGS前沿研究的現場實驗室。DOE還在同年8月宣布，為推動美國地熱能開發的32個項目投入1800萬美元。所選擇的項目集中在3個技術領域：發展EGS的地下分析和工程技術﹔應用一個被稱為有利於成藏組合分析的成像方法來發現新的地熱資源﹔加快研究可從中低溫地熱資源中提取高附加值材料如鋰的技術。這些項目將降低地熱開發利用的成本和風險，加速地熱能的技術發展和經濟部署。

國內干熱岩勘察與增強型地熱系統研究現狀及存在的主要技術問題

隨著我國經濟的迅速發展和技術創新，齊國目前已具備了干熱岩勘察和EGS開發研究的條件和能力。近年來，中國地質調查局和中國科學院已經把注意力轉向干熱岩資源的開發，中科院地質與地球物理研究所的研究表明，我國干熱岩資源的有利靶區包括藏南地區、雲南西部、東南沿海、浙、閩、粵、東北鬆遼盆地和長白山地區、華北渤海灣盆地和鄂爾多斯盆地東南緣等地區。

2012年，國家高新技術研究發展計劃863計劃啟動了干熱岩熱能開發與綜合利用關鍵技術研究項目，此項目取得了以下各方面的進展和創新。

一是提出了干熱岩靶區定位系統，並檢驗了地球物理探測基技術，提出了中國首部干熱岩靶區定位行業規程。該成果將對我國干熱岩資源的勘察和靶區選擇提供指導。

二是構建了大尺寸高溫高壓干熱岩水力壓裂實驗室模擬系統，模擬研究和實時監控變溫過程的岩石力學參數、水力壓裂、裂隙倒流換熱的動態演化過可為將來我國EGS示范場地建設壓裂方案時間提供理論和技術支撐。

三是形成了一套地層降溫壓裂工藝，研發了高溫（200℃）壓裂液和新型化學壓裂激化劑，針對現場壓裂條件，提出了不同排量、滲透率下的優化壓裂方法。

四是構建了熱儲改造效果驗証評價技術體系。建立了基於示蹤技術確定裂隙連通性和導熱性的定量評價方法。

五是自主開了一系列EGS地熱傳熱傳質過程的三維全區域動態模擬傳播，提出了大規模EGS多井布局的優化設計方案，研究了運行參數，包括工質選擇熱的影響。

六是針對干熱岩地下流動換熱過程存在的問題，建立了干熱岩地下熱—水—化—力數字模擬軟件系統，可為干熱岩開發利用提供模擬研究手段。

與此同時，國內也開展了許多干熱岩資源勘察工作，2014天，過粗資源系統分別在青海、西藏四川、福建、廣東、湖南、鬆遼盆地、海南等高熱烈區域進行了干熱岩資源地質勘察。並在青海貴德和共和、山東利津，廣東惠州、四川康定等地相繼開展干熱岩初步鑽探，大部分進尺在1000米左右，溫度在100到200度之間。

北京市地質工程勘察院王卓卓等人指出，我國干熱岩主要發育在沉積盆地。我國干熱岩開發工作起步較晚，2014年，在青海共和盆地成功鑽獲溫度高達181度的干熱岩，這是我國首次發現大規模的可利用干熱岩資源。該井成井深度是3080米，具有埋藏淺、溫度高、分布范圍廣的特點，填補了我國一直沒有勘察發現干熱岩資源的空白。青海共和盆地鑽獲的干熱岩致密不透水，鑽孔控制的干熱岩面積達到150平方公裡以上，熱能潛力巨大。

青藏高原地熱資源豐富，水熱顯示點有600余處，從干熱岩地熱資源區域分布看，青藏高原南部約佔我國大陸地區干熱岩總資源量的1/5，資源量還是很大的。文章指出2015天5月，中國地調局水環中心在福建省漳州龍海市東泗鄉清泉林場實施的干熱岩科學鑽井的深度將達4公裡，設計溫度170度。2015年該中心還在五大連池火山地區進行干熱岩勘探。

王秉忱表示，干熱岩開發與增強型地熱系統研究的主要技術難點在於鑽井技術難點的深入研究與解決。干熱岩鑽井的核心技術是提高鑽井液和井下工具的抗高溫性能，實現高壓高溫環境下的高效破岩和順利攜岩。在抗高溫鑽井液技術和耐高溫鑽頭和高效破岩輔助工具等方面能夠基本滿足干熱岩鑽井需求。

與國外先進鑽井技術相比，我國干熱岩鑽井技術仍處於探索階段，目前應結合我國具體實際情況開展干熱岩鑽井設備及工具整體技術方案研究，優選地質靶區，加快干熱岩鑽探、開發示范工程建設，盡快形成適應我國干熱岩開發需求的鑽井配套技術方案。

此外，中國地質大學王焰新和李德威教授發表在《地熱能》雜志上的《干熱岩地熱能研究與開發的若干重大問題》論文中指出，隻要以大陸動力學和地球系統動力學機器取熱減災、減排創新思想為指導，高瞻遠矚，科學論証和戰略部署我國的地熱能開發規劃，充分發揮干熱岩地熱能發電的綜合優越性，以干熱岩開發為核心的地熱能就有望在國家能源結構中從目前的無足輕重上升到重要地位，我國就有望領先啟動地學革命、科技革命、能源革命、產業革命的鏈式反應。

因此，在王秉忱看來，干熱岩與增強型地熱系統研究及工程應用應該成為我國今后地熱資源研究和開發的主要方向之一，特別要關注下列各個領域。

一是資源評價和選址，地球物理勘探技術、高溫儲層測試、壓裂和儲層建造、微震、示蹤等監測技術、流體流動和儲層測試、儲層性能評價、室內試驗，確定水-岩-氣-熱作用機制等、模擬、示范項目。

二是需要制定國家層面的長期發展規劃，以指導我國對於干熱岩資源的評價、選區、開發和利用，針對EGS的研發工作和示范項目，可借鑒油氣行業的相關技術，如頁岩油氣開發中已廣泛應用的水平鑽井技術和水力壓裂技術等等。通過統一規劃，如法規、政策和路線圖，多方聯動，建立全國性的HDR/EGS研究、開發與示范項目，制定全國干熱岩資源勘察和開發的標准和規范，特別是政府的優惠鼓勵政策是十分必要的。

由中石化領頭在編制地熱產業發展規劃，在干熱岩開發方面，中石化集團通過鑽井、石油、天然氣有很多寶貴經驗，可以直接拿來應用，實力很強。我對中石化集團在這方面的工作寄予很大希望。

王秉忱表示，人類將面臨化石燃料用盡的危機時刻，人們正在尋找各種可替代化石燃料的能源，以維持人類的可持續發展。干熱岩地熱資源作為清潔新能源，是大自然的恩賜，我們應該充分重視其開發利用價值。可以預見干熱岩地熱資源的開發將極有可能為我國節能減排和新一輪能源結構調整做出重大貢獻。

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