寻岩之路

  【奋进新时代·展品背后的故事】

  “这是块什么石头？能做什么用？”一块柱状浅肉红色的岩石，在“奋进新时代”主题成就展中央综合展区生态文明建设单元亮相，吸引了不少参观者。原来，这是来自自然资源部中国地质调查局青海共和盆地干热岩勘查试采现场GH-02井的干热岩岩心。

  干热岩是什么？它是一种埋藏于地球深部、内部不存在或仅存在少量水、温度高于180℃的高温岩体。据中国地质调查局估算，我国陆区3千米至10千米深度干热岩资源潜力折合856万亿吨标准煤，按2%可采计算，相当于我国2021年能源消费总量的3200倍。

  “2013年，中国地质调查局在开展全国干热岩资源调查时发现，青海共和盆地地表有大量温泉，温度最高的超过了90℃，鸡蛋放进去几分钟就煮熟了。”中国地质调查局干热岩勘查与试采指挥部首席科学家王贵玲解释，“就像做体检一样，我们采用多种地球物理技术给地球‘做CT’，在共和盆地恰卜恰地区圈定了深埋地下的干热岩体。”

  在此背景下，中国地质调查局与原青海省国土资源厅联合在共和盆地开展干热岩勘查评价工作。

  “寻岩之路”并非一帆风顺。“随着钻探深度不断加大，温度越来越高，地层压力越来越大，难题也越来越多，钻杆断了、钻头坏了、卡钻等情况时有发生，但又没有可借鉴的经验，团队只能在不断摸索中探寻正确的解决办法。”青海省地矿局水工环调查院正高级工程师郭守鋆回忆起当时测温读数的场景，语气中满满的兴奋，“经过4年的共同努力，我们终于在共和盆地恰卜恰地区3705米深处，钻获温度超过200℃的高温干热岩体，实现了我国干热岩勘查重大突破。”

  这只是“寻岩之路”的第一步。2018年，中国地质调查局联合青海省人民政府在共和盆地，展开了一场干热岩勘查与试采的科技攻坚战。“我们在共和盆地先后钻了5眼干热岩试验性开采井，合计钻探进尺超过20千米，获取了8000多件岩心、岩屑样品，建成了我国首个干热岩勘查试采试验基地。”王贵玲说。

  那么，如何将干热岩的“热”换出来以供使用呢？

  “目前，主要采用人工压裂造储的方法开发干热岩。”干热岩勘查与试采指挥部施工总工叶成明介绍，首先通过深井向地下深处注入大量冷水，使岩体开裂形成主裂缝；在此基础上，用人工干预的方式在主裂缝周边预设的方向形成相互交错、连通的密集裂缝网络，构建地下换热空间，以便于水与高温岩石充分接触加热，“就像在地下数千米深处，做一台精密的微创手术。”

  2020年8月，干热岩勘查与试采指挥部带领团队连续“手术”12天，在地下3500米到4000米深度，建成我国首个体积超过千万立方米的规模化人工热储。

  “换热空间有了，新的难题又出现了——如何克服地层复杂条件，让水顺利注入、连续抽出，进行稳定的地热能发电？”叶成明回忆，“我们反复试验，变换注采方式，摸索最优注水流量，经过3个月上百次的测试，终于在2021年中秋节那天，采出高温热水，推动发电机组稳定运转，实现了我国首次干热岩试验性发电并网！”

  一路上，团队攻克了高温钻进、规模造储、循环连通、换热发电等关键技术难题，基本形成了干热岩勘查试采全流程技术体系，迈出了干热岩试采的关键一步。

  “目前，我们正在开展干热岩试采发电增效技术攻关和技术路径的优化。我相信，‘寻岩之路’的前景一定是光明的！”站在高耸的钻塔和整齐的发电设备下，王贵玲细细凝望，畅想未来……

  （本报记者 万玛加 王雯静）