黃河三角洲地下4000多米的溫度有多高？162攝氏度！山東省地礦局在這里鉆成的“東高熱1”地?zé)峋o出了答案。這口深4002.17米的地?zé)峋逼屏巳A東地?zé)帷疤旎ò濉薄侨A東地區(qū)溫度最高的“水熱型”地?zé)峋蝗Χ恕耙黄铩薄?0平方千米的高溫地?zé)崽锕浪銉?chǔ)存總熱量達(dá)1.4×1013（10的13次方）兆焦，折合約4.78億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，為地?zé)豳Y源高效開發(fā)利用提供了一個(gè)實(shí)實(shí)在在的“地下熱能寶庫(kù)”。

這口井，不僅喚醒了黃河三角洲地下4000米的地?zé)崮?，更找到了打開更多“地下熱能寶庫(kù)”的“地質(zhì)導(dǎo)航圖”，還將撬動(dòng)更多地?zé)崂脠?chǎng)景，為東營(yíng)乃至黃河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展“供熱”，為服務(wù)黃河重大國(guó)家戰(zhàn)略注入綠色動(dòng)能。

“東高熱1”井的鉆成打破固有認(rèn)識(shí)

繪制出尋找高溫地?zé)帷皩?dǎo)航圖”

從東營(yíng)城區(qū)出發(fā)，沿高速走上90多公里，從東營(yíng)港收費(fèi)站下高速后，過港城路工業(yè)園區(qū)的閘門，只需再走四公里左右，就到了“東高熱1”地?zé)峋诘奈恢谩?/p>

來自地下四千多米的高溫?zé)崴畤娪慷?，發(fā)出“突突突”的聲音，數(shù)米高的白色蒸汽蒸騰向上，讓這口井與周邊的曠野明顯區(qū)別開，也給數(shù)九寒天的冬日郊野添了不少暖意。這口井，被中國(guó)工程院院士武強(qiáng)評(píng)價(jià)為“中國(guó)東部溫度最高的水熱型高溫地?zé)峋?，這一成果“在華東地區(qū)尚屬首例，是高溫地?zé)豳Y源勘探的重大突破”！

但它的誕生之路并不從容。地質(zhì)學(xué)界普遍認(rèn)為，像魯北這樣的沉積盆地，通常以中低溫砂巖熱儲(chǔ)層為主，難以形成高溫地?zé)豳Y源，碳酸鹽巖儲(chǔ)層巖溶裂隙在2000米以下普遍發(fā)育較差，隨著循環(huán)深度變化，溫度升高，水中鈣鎂離子逐漸由飽和到析出，巖溶裂隙容易被充填，難以形成優(yōu)良的儲(chǔ)水空間和暢通的導(dǎo)熱通道，深部成熱條件差。

同時(shí)，山東自2011年以來，先后組織開展了一系列深部地?zé)豳Y源重點(diǎn)調(diào)查項(xiàng)目，但未取得實(shí)質(zhì)性突破。華東地區(qū)此前也尚未在4000米以淺取得150攝氏度以上高溫水熱型地?zé)豳Y源勘查突破。

絕無可能嗎？

山東省地礦局團(tuán)隊(duì)通過實(shí)地考察以及對(duì)以往資料深入研究后，發(fā)現(xiàn)東營(yíng)地區(qū)巖溶熱儲(chǔ)埋藏深、厚度大，裂隙發(fā)育、儲(chǔ)水空間優(yōu)良，地?zé)峥辈樽鴵怼暗乩保阂环矫?，區(qū)域受構(gòu)造應(yīng)力影響，巖石圈及地殼減薄，深部地幔熱物質(zhì)上涌，地下20公里內(nèi)存在高溫傳導(dǎo)層，深部“熱源”易向上傳遞；另一方面，歷史上，這一區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造非?；钴S，形成多條大型斷裂帶，構(gòu)成熱量傳導(dǎo)“管道網(wǎng)”，古潛山斷塊頂部的致密巖石蓋層更起到良好“保溫”作用，具備形成高溫地?zé)豳Y源的先天優(yōu)勢(shì)。

壓力與堅(jiān)信之下，山東省黃河流域深部高溫地?zé)豳Y源探測(cè)項(xiàng)目實(shí)施，成功鉆成深4002.17米的“東高熱1”地?zé)峋诇囟?62攝氏度，井口出水溫度138攝氏度，每小時(shí)出水量101.3立方米，打破了“沉積盆地?zé)o高溫”的傳統(tǒng)認(rèn)識(shí)。

通過總結(jié)此次經(jīng)驗(yàn)，山東省地礦局還建立了“沉積盆地潛山水熱型”高溫成熱理論，徹底打破了“沉積盆地?zé)o高溫”的傳統(tǒng)認(rèn)識(shí)，揭示了我國(guó)東部沉積盆地高溫地?zé)嵝纬蓹C(jī)理，為我國(guó)類似地質(zhì)條件尋找高溫地?zé)豳Y源提供了可復(fù)制、可推廣的理論依據(jù)。就像在廣袤的平原地下，為尋找高溫地?zé)崂L制了新的“地質(zhì)導(dǎo)航圖”，實(shí)現(xiàn)了從“碰運(yùn)氣”到“按圖索驥”的新跨越。

向地下4000米取熱如“攀登”

“總是山重水復(fù)，卻又柳暗花明”

將深藏地下的潛力，變成實(shí)實(shí)在在可用的熱力，關(guān)鍵還要落在實(shí)地鉆探上。從約4000平方千米的調(diào)查面積中，找出最合適的區(qū)域，從而鉆一眼地面口徑僅0.6米的地?zé)峋?，這并非易事。

首先是選定區(qū)域，進(jìn)行精準(zhǔn)定位?！白罱K選定的這一區(qū)域，地下是凹陷中的一個(gè)凸起，地質(zhì)學(xué)稱之為‘古潛山’，是熱源、深度最合適的。”作為山東省黃河流域深部高溫地?zé)崽綔y(cè)項(xiàng)目負(fù)責(zé)人，山東省地礦工程勘察院生態(tài)地質(zhì)中心主任魏善明每年有一半的時(shí)間盯在現(xiàn)場(chǎng)，“最初周邊是一片荒草，好不容易才定位成功?！?/p>

地下鉆探施工面臨更多“意想不到”。“地層復(fù)雜，高溫、高壓而且要穿油層，井壁坍塌、鉆井液漏失問題……各種各樣的困難?！蔽荷泼髡f，鉆探過程中所有可能的意外、問題，“在此次施工中幾乎都發(fā)生了一遍。”

鉆探初期一切順利，但當(dāng)深度達(dá)到3500米左右時(shí)，進(jìn)入一個(gè)大型的地下構(gòu)造斷裂帶，“就像進(jìn)入了一個(gè)‘地下迷宮’?！鄙綎|省地礦局八〇一隊(duì)總工程師趙志強(qiáng)說，這種情況很棘手，首要任務(wù)是“護(hù)壁”，即保持孔壁穩(wěn)定，防止坍塌。由于漏失嚴(yán)重，隊(duì)伍嘗試了多種方法堵漏，均無效，只能采用水泥漿封堵，這雖然能防止孔壁坍塌、鉆屑也能隨泥漿順利排出，但也意味著含水裂隙將被徹底封死，前功盡棄；同樣，如果堵不住，鉆探也面臨止步。

項(xiàng)目部現(xiàn)場(chǎng)辦公的板房，距離鉆井位置不過百余米，“感到絕望”的時(shí)候，魏善明他們就到井邊坐一會(huì)兒，望著不遠(yuǎn)處的大水塘，“不是沒有過疑慮，但想想之前的工作、各方的支持，冷靜一會(huì)兒，就再回來，查資料，想辦法，分析解題”。

花費(fèi)數(shù)月，團(tuán)隊(duì)一次又一次實(shí)驗(yàn)、調(diào)配泥漿性能，終于找到一個(gè)平衡點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)護(hù)壁與暢通。鉆頭朝大地深層繼續(xù)奔進(jìn)。

“越是到了3500米以下，心理壓力就越大，不知道后面會(huì)發(fā)生什么情況?！弊鳛殚L(zhǎng)期駐守項(xiàng)目一線的工作人員，山東省地礦局八〇一隊(duì)生態(tài)地質(zhì)中心的張宸愷，就睡在項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)的板房里，“夜里一聽到對(duì)講機(jī)突然響起，就會(huì)瞬間驚醒，披上衣服就往現(xiàn)場(chǎng)跑?！?/p>

歷經(jīng)苦難，從靶區(qū)優(yōu)選，到高效鉆探，再到耐高溫抽采與監(jiān)測(cè)，在攻克了一系列“卡脖子”難題后，“東高熱1”井終鉆成。項(xiàng)目的實(shí)施，也形成了一套適用于深部高溫地?zé)峥碧介_發(fā)的“技術(shù)包”。其中，“有機(jī)酸+緩速壓裂”耦合技術(shù)，就是給地下3800～4000米深部的高溫?zé)醿?chǔ)層“疏通經(jīng)脈”——用高壓將酸性流體注入巖石，先壓出更多連通裂隙，再溶解裂隙中的堵塞物，讓高溫地?zé)崃黧w能順暢流到鉆井中，解決了“通道不暢”的難題，使導(dǎo)流能力提高12倍，井口溫度提升18攝氏度，水量增加到101.3立方米/小時(shí)。又比如，配套研發(fā)的耐高溫大揚(yáng)程潛水泵、永磁同步電機(jī)及井下傳感器，實(shí)現(xiàn)了在146攝氏度環(huán)境下長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定抽水，解決了國(guó)產(chǎn)大揚(yáng)程耐高溫抽水設(shè)備的“卡脖子”難題。

看著噴涌而出的高溫?zé)崴?，魏善明長(zhǎng)舒一口氣，“不容易，終于成了！”鉆探過程的艱辛，沖淡了成功那一刻的興奮與喜悅，“這一路走來就像在爬山，登頂總是在下一處，又總是柳暗花明?！?/p>

東營(yíng)地?zé)崂脠?chǎng)景將更豐富

梯度利用，“吃干榨凈”每一度熱

“這次全省黃河流域深部高溫地?zé)豳Y源探測(cè)取得重大突破現(xiàn)場(chǎng)新聞發(fā)布會(huì)在我市成功舉辦，是對(duì)東營(yíng)地?zé)衢_發(fā)利用工作的充分肯定?！碧峒?月9日召開的這場(chǎng)發(fā)布會(huì)，東營(yíng)市自然資源和規(guī)劃局和規(guī)劃局黨組成員、副局長(zhǎng)王峰說，黃河三角洲的地下埋藏著豐富的地?zé)豳Y源，且地?zé)崮茉跂|營(yíng)的應(yīng)用已有數(shù)年。

可供開發(fā)利用的中深層地?zé)崦娣e5655平方千米，占總面積的68.6%；地下熱水資源量3447億立方米，出水溫度在80℃以下，熱儲(chǔ)量折合標(biāo)準(zhǔn)煤128.47億噸，約占全省30%，規(guī)模居全省第1位……在“東高熱1”井鉆成之前，東營(yíng)已憑借這些數(shù)據(jù)，成為省政府明確的“魯西北地?zé)崮芫C合開發(fā)利用示范基地”重要組成部分。

立足豐富的地?zé)豳Y源，東營(yíng)市多個(gè)大型公共建筑、大型單體建筑或建筑群通過“地?zé)崮埽睂?shí)現(xiàn)零碳供暖（制冷），2025年新增地?zé)峁┡娣e1000萬(wàn)平方米；利津縣的凱盛浩豐（利津）智慧農(nóng)業(yè)示范園溫室大棚通過地源熱泵調(diào)控溫度，一年四季恒溫，保障番茄植株生長(zhǎng)；東營(yíng)區(qū)“清潔供暖無煙小鎮(zhèn)”牛莊鎮(zhèn)的雙福福盛花卉基地，利用居民地?zé)峁┡蟮奈矡釣?0萬(wàn)平方米現(xiàn)代花卉基地繼續(xù)供暖，產(chǎn)出的蝴蝶蘭銷往韓國(guó)、馬來西亞等多個(gè)國(guó)家……

在地?zé)崮荛_發(fā)利用的過程中，東營(yíng)市攻克砂巖熱儲(chǔ)回灌這一世界性難題，實(shí)現(xiàn)了“取熱不耗水”。東營(yíng)的地?zé)豳Y源主要存在于砂巖地層中，而砂巖熱儲(chǔ)層就像地下的多孔海綿，其孔隙度小、滲透率差，更容易出現(xiàn)“水堵”“砂堵”等情況。東營(yíng)龍?jiān)辞鍧嵞茉纯萍加邢薰径麻L(zhǎng)崔國(guó)華說，通過創(chuàng)新性的回灌井設(shè)計(jì)、施工、催化助劑及設(shè)備材料的選擇，實(shí)現(xiàn)地?zé)嵛菜?00%同層回灌，為地?zé)嵋?guī)?；_發(fā)創(chuàng)造了條件，“一代技術(shù)回灌能力為40立方米/小時(shí)，二代技術(shù)提升至80立方米/小時(shí)，三代技術(shù)可達(dá)150立方米/小時(shí)，且三代技術(shù)已經(jīng)在東營(yíng)市二中地?zé)峁┡?xiàng)目中應(yīng)用，能節(jié)省30%的成本?！?/p>

“東高熱1”井的鉆成及大型高溫地?zé)崽锏奶将@，填補(bǔ)了東營(yíng)市在高溫地?zé)犷I(lǐng)域的空白，也為所在區(qū)域構(gòu)建穩(wěn)定、清潔、可持續(xù)的清潔能源體系提供了現(xiàn)實(shí)可能。

“東高熱1”井所在的東營(yíng)港經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)，產(chǎn)業(yè)集聚度高，對(duì)綠色電能與高溫蒸汽存在持續(xù)且大量的需求。目前，全區(qū)內(nèi)年用電量為49.28億度，蒸汽消耗量超820噸/小時(shí)，隨著園區(qū)產(chǎn)業(yè)規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大，能源需求將進(jìn)一步攀升。

經(jīng)初步估算，“東高熱1”井熱功率高達(dá)21.57兆瓦，每年產(chǎn)生的熱量相當(dāng)于燃燒約2.7萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤。如果全部用于發(fā)電，年發(fā)電量可達(dá)920萬(wàn)度，能滿足近萬(wàn)人日常用電；如果用于供暖，可滿足約50萬(wàn)平方米建筑的清潔采暖；如果直接將高溫蒸汽用于工業(yè)生產(chǎn)，每年可提供蒸汽約9.4萬(wàn)噸，替代標(biāo)準(zhǔn)煤約1.88萬(wàn)噸，減少二氧化碳排放約4.89萬(wàn)噸。另外，這次探測(cè)初步圈定總面積近40平方千米的高溫地?zé)崽铮浪銉?chǔ)存總熱量達(dá)1.4×1013（10的13次方）兆焦，折合標(biāo)準(zhǔn)煤約4.78億噸，規(guī)?；_發(fā)后，每年可減少二氧化碳排放量約18.43萬(wàn)噸。

對(duì)于儲(chǔ)量如此豐富的高溫地?zé)豳Y源，東營(yíng)市規(guī)劃工業(yè)蒸汽制造、蒸汽前端供熱、高溫發(fā)電三種利用方式，同時(shí)，堅(jiān)持梯度利用，制汽或發(fā)電后的中低溫尾水，進(jìn)一步用于建筑供暖、溫室種植、水產(chǎn)養(yǎng)殖等。通過“溫度對(duì)口、梯級(jí)利用”的方式，按照“綠色發(fā)電—工業(yè)蒸汽—城區(qū)供暖—設(shè)施農(nóng)業(yè)—水產(chǎn)養(yǎng)殖”多場(chǎng)景梯級(jí)利用的路線測(cè)算，“東高熱1”井及其后續(xù)地?zé)崽镆?guī)?；_發(fā)后，每年可產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益約4.5億元。

這時(shí)節(jié)，去往“東高熱1”地?zé)峋牡缆穬蓚?cè)，蘆葦已經(jīng)枯黃，曠野的風(fēng)吹在臉上似是要?jiǎng)澇龊?。就在這片鹽堿地之下，來自大地深處的熱能正澎湃。（大眾新聞?dòng)浾?張園園）

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