(原标题:我国最深地热科学探索井完工 华南地区深层地热资源勘探获突破)
央视网消息:记者11月6日从中国石化获悉,我国首口超5000米深层地热科学探井——福深热1井正式完工,在多个地层发现高温地热资源,标志着我国在华南地区深层地热资源的勘探获得突破。
地热能是一种稳定可靠、绿色低碳的可再生能源,具有储量大、分布广、清洁环保等特点。福深热1井位于海南省海口市,井深达5200米,刷新了我国地热科学探井的最深纪录。在地下4600多米和5100多米、2.5亿年前的花岗岩中,科研人员发现超过188℃高温地热资源,并通过压裂作业,实现了岩石压得开、水注得进、热量采得出,形成了全套的深层地热资源勘探开发和利用技术。
中国工程院院士郭旭升表示,通过对这口井的研究,专家认为在海口周边50平方公里范围之内,大概有14亿吨标煤的资源量,资源非常丰富。通过对它先发电再制冷,再制生活热水,实现资源梯级利用。对海南岛绿色低碳转型非常有意义。
福深热1井作为国家重点研发计划项目《深层地热资源探测评价关键技术研究》配套工程,2019年项目正式启动,去年8月正式开钻。这口井不仅突破了“双驱钻井+高压喷射”等多项自主创新技术,还探索形成了适用于我国南方地区的高温地热发电、制冷及综合利用的技术路线。
中国科学家“入地”多少米获历史性突破?
继“神舟”上天、“蛟龙”下海之后,中国科学家在地球深部的探索又迎来历史性突破。
6月2日,吉林大学主要承担研发的“地壳一号”万米钻机正式宣布完成“首秀”:完钻井深7018米,创造了亚洲国家大陆科学钻井新纪录,标志着我国成为继俄罗斯和德国之后,世界上第三个拥有实施万米大陆钻探计划专用装备和相关技术的国家。
“向地球深部进军”
7018米深的松科二井,属于我国实施的松辽盆地白垩系国际大陆科学钻探工程,是国际大陆科学钻探计划(ICDP)实施22年以来最深钻井,也是全球首个钻穿白垩纪陆相地层的科学钻探井。
这是中国入地工程的一项标志性成就,将为我国地球深部探测提供关键技术和装备,拓展松辽盆地深部页岩气、地热能等清洁能源勘查开发的新空间,引领全球白垩纪陆相古气候研究,显著提升我国在地质历史古气候研究领域的国际影响力。
科学钻探是获取地球深部物质和了解地球内部信息最直接、有效、可靠的方法,是地球科学发展不可缺少的重要支撑,也是解决人类社会发展面临的资源、能源、环境等重大问题不可缺少的重要技术手段。
20世纪70年代以来,很多发达国家陆续实施了多项科学钻探计划。 具有代表性的有苏联科拉半岛米超深钻,是目前世界上最深井;德雹基国KTB超深钻,9101米,排名第二。
1996年2月,德国、美国和中国作为第一批成员,发起了国际大陆科学钻探计划。 目前,我国已成功申请到“大别—苏鲁”大陆超深钻、中国环境科学钻探青海湖工程、科钻一井和二井工程等多项ICDP项目,在大陆科学钻探领域取得令人瞩目的成绩。
工欲善其罩弊事,必先利其器。 此前,我国地球物理的仪器主要依赖进口,但国外高精度的物肆族仪器对我国是封锁的。 经过四年多的技术攻关,2013年吉林大学成功研发了我国首台万米大陆科学钻探专用装备“地壳一号”万米钻机,填补了我国在深部大陆科学钻探装备领域空白,大大提高了我国超深井科学钻探装备的技术水平。
施尚明主要成绩
施尚明先生在过去的十年间,始终致力于石油科技的进步与地方经济的推动,凭借深厚的学术功底,不断拓展研究领域,在地热资源和油气勘探领域取得了显著的成就。 他成功地揭示了林甸县的特大型地热田,这一发现使林甸荣获“中国温泉之乡”的美誉。 自1998年起,他在《测井技术》、《国外油田工程》等知名期刊上发表了15篇论文,并出版了《测井地质学》、《高含水油田开发综合调整方法》等3部专著,以及一部教材。 作为主要负责人,他主持完成了多项地热项目,如12项地热项目和17项石油项目,这些项目中,他荣获了石油天然气总公司二等奖、省科派行蠢技进步三等奖等重要奖项,同时还获得了教育厅和地方政府的多项科技进步奖。 施尚明的学术贡献丰富多样,如《大庆市林甸地区地热资源特征及评价带皮研究》、《大庆市北国之春温泉生态城地热资源研究》等,展示了他在地热资源勘查领域的深度探索。 其中,他的《多波AVO和有偏VSP-AVO广义线性反演方法研究》和《储层成岩作用模拟与次生孔隙发育带预测方法研究》尤为引人注目,分别在1994年和1999年获得了公司和省级的奖项。 在油气勘尘陪探开发领域,施尚明的研究成果为沉积盆地型中低温地热资源的开发提供了坚实的科学理论基础。 他的长期努力和实践,不仅提升了石油科技水平,也推动了地方经济的发展。
开采地热水资源,创造良好的生活条件
张喜安
(河南省电力公司漯河供电公司生活服务公司)
平原地区的地下热水资源丰富,合理开采和科学利用地下热水,不仅可以节约能源和资金,还可以适应市场经济的发展,满足城乡人民生活用水的需求。
曾历尽艰辛,先后到漯河、临颍、舞阳、许昌、郑州、开封、新乡、周口等地进行考察调研,并对地下热水的形成、地理资料数据、地热的勘探、地下水文地质图表、地热井施工招投标、地热井水质的检验、地下热水的应用及管道铺设进行了研究和技术探索,使地热水资源的开采利用取得了突破性的进展。现简要阐述如下:
(1)开采地下热水,要先对地下水资源进行调研和探讨,然后再根据人们的需求来选定合适的水温层和打井的深度。 平原地区的地面以下含很多粘土层和粗细砂层,其中粗细砂层中饱含有水资源,由于地球中心热能的传递,使地面以下粗细砂层中水的温度逐步提升,井打得越深,水温也越高。 但由于各地区平原的形成有所不同,地下含水层中的水温也有所差异;郑州地区地下1000m深处的水温只有42℃左右,除去供水管网的温降,达不到人们经常洗浴时所需的水温;周口地区地下1000m深处的水温可以达到50℃,所抽出的热水完全可以满足洗浴的需求,但由于个别单位不了解行情,打井深1200~1700m,不但投资多,也由于管网布局不合理,不能使地热水随时供人所用;新乡地区个别地方有水压自升的地下热水,开采后只要做好管网布局,地热水可以直通各家各户,不需水泵抽取,节能又节资;漯河地区地下800~1000m深处,水温一般在50℃左右;井打得越深,水温也越高,投资也越多,但由于漯河地区的地下热水中富含钠元素,井打深了,井水颜色太黄,口感太咸。
(2)地下热水资源的开采利用要遵循人民的生活规律和用水量的多少,然后再全程规划,统筹安排,合理布局,减少损耗,开源节流。 从水文地质图表中可以看出:漯河地区的地下800m以上的含水层水温较低,800m以下的水温渐高,开采利用地热水,施工时必须把800m以上的含水层封闭不用,只能用800m以下的热水层;首次使用热水时也必须将井内800m长竖管道和通往用户几百米长横管道内的凉水排除,才能提供热水供人洗浴。 要想达到节水节能,随时可用地下热水,管网的布局要根据人们的生活规律和耗水量的多少进行规划设计;地下热水的抽取也要利用控制设备来控制抽水机的转速,从而达到节水、节能的目的。
(3)能源是不可再生的资源。 河南郑州、新乡、开封、鹤壁、周口等平原地区不少单位在开采利用地热水时,由于不遵循人民的生活规律,再加上对供水管网的布局和管道的铺设不合理,不但不能使地热水随时被人所用,还造成地热水资源的浪费。 生活中人民的洗浴生活习惯一般在每日的12时至24时,首次用地下热水时,必须将井内800多米长的竖管道内和通往家属院住户几百米长横管道内的凉水排除,才能有地热水供人洗浴;从0时至12时用热水的较少,由于地球表面的温降,致使主管道内氏败的地热水水温逐步降低,再次洗浴用水时,必须将主管道内的凉水排除,才能有热水供出,不但造成地热水资源的浪费,还不能使地热水随时被人所用。 因此,必须加强供水管网和管道的设计。
(4)漯河供电公司于1999年做沙北、双龙家属院两眼地热井的施工和地热水的开采利用时,广开门路,多方调研,公平议价,全程规划,合理布局,科学铺设,综合利用,不仅使每眼地热井的投资减少了20多万元,还使地热井水泵几年来一直在正常运行,所抽取的地下热水既可给大众浴池洗浴所用(水温47℃,不用锅炉加热),还可以使地热水几年来时刻不停地直接供往两个家属院中的所有住户,使人们歼尺颤“年月天时分,洗浴不出门,地热矿泉水,健体又洁身”。 科学开采利用地下热水,既节约了能源,又给职工创造了良好的生活条件。
(5)地下热水中含有很多种对人体有着特殊功效的矿物质。 合理开采利用地下热水不仅可以困缓节约能源,也可以使经常洗浴的人强身健体,延年益寿。 平原地区有很丰富的矿泉水资源,根据国家食品质量监督检验中心对漯河市电业局提供的地热水质化验鉴定:水中含有锂、锶、锌、硒、碘、镉、钠、钾、钙、镁等对人体十分有利的矿物质,经常洗浴具有很好的医疗保健作用;稍微不足的是含钠元素较多,只提倡洗浴,不提倡过多饮用。
(6)地下热水中含有大量的热能,如果能有效加以利用,可以替代燃煤、燃油和燃气,不仅不会污染环境,还可以直接供给家庭居民或浴池洗浴。 可以说,地热水的开发利用,不但给人民创造了良好的生活条件,也使投资运营成本低、占地少,还有利于资源的节约和环境的保护。 正因为地热水有如此广泛的用途,近年来才受到了众多城乡居民的热切青睐期待。 科学开采、合理利用地热水资源,也可以为社会的发展进步提供一个新的经济增长点。
(7)地热水中的矿物质对人体有利,但对供水的管道锈蚀较重,常用的金属管道防锈效果不好,也不利于保温。 塑胶管道具有优良的机械强度和冲击韧性,流动阻力小,保温效果好,使用寿命长。 生产新型的保温塑胶供水管道可以有效保护、合理开发利用地热矿泉水资源。