海口福深熱1井：地下5200米取熱

今年上半年，位于?？谑械奈覈卓诔?000米深層地?zé)峥茖W(xué)探井福深熱1井的鉆探進(jìn)度，引發(fā)廣泛關(guān)注。最終，該井成功鉆探至5200米，刷新我國地?zé)峥茖W(xué)探井最深紀(jì)錄，標(biāo)志著我國在干熱巖勘探領(lǐng)域取得新突破。

地?zé)幔?ldquo;地”代表能源來自地下，“熱”代表溫度和熱量，是指蘊(yùn)藏于地球內(nèi)部巖土體、流體和巖漿體中能夠被人類開發(fā)利用的可再生能源。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步，這種深藏地下的清潔能源，正在釋放出巨大的開發(fā)潛力。

地處南海之濱的海南島，地?zé)豳Y源豐富，3000米以下的地層中儲藏著干熱巖型地?zé)帷４舜胃Ｉ顭?井鉆探的，正是干熱巖資源。

45億年前，宇宙中一個(gè)火熱的“新生兒”——地球誕生了。那時(shí)的地球，是一個(gè)散發(fā)旺盛熱量的球體，內(nèi)核里的高溫巖漿沸騰翻滾，時(shí)不時(shí)噴發(fā)出滾燙的巖漿，灼熱的熱流遍布地球表面。

在地球表面高溫和強(qiáng)酸強(qiáng)堿的環(huán)境中，孕育了最初的生命。歷經(jīng)45億年漫長時(shí)光，地球逐漸冷卻，表層巖石固化，但實(shí)際上，在地殼深處，滾燙的巖漿仍在流動(dòng)，源源不斷提供能量，這就是地?zé)崮艿膩碓础?/p>

地?zé)崮苁且环N儲量豐富、分布較廣、穩(wěn)定可靠的可再生能源。人類對地?zé)崮艿睦煤茉缇烷_始了，比如在公元前1500年前后，意大利一帶就出現(xiàn)了溫泉浴療。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前全球約有80個(gè)國家正在開發(fā)和使用地?zé)崮茉?。其中，北歐地區(qū)是這一能源的最大受益者，在冰島等國，幾乎每個(gè)家庭都可以享受到地?zé)峁┡?、地?zé)岚l(fā)電帶來的便利。

在全球許多國家推動(dòng)實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)的背景下，能源結(jié)構(gòu)正在加快調(diào)整。作為七大新型能源之一的地?zé)崮埽瑒荼貢诮档褪葌鹘y(tǒng)能源市場占比、減少溫室氣體排放等方面發(fā)揮作用。

中國幅員遼闊，地?zé)崮軆α糠浅？捎^，其中又以西部地區(qū)最為富集，地?zé)崮軆α靠蛇_(dá)1000億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。有專家認(rèn)為，如果充分開發(fā)利用，地?zé)嵊锌赡艹蔀槲覈乱粋€(gè)能源支柱。

或許你會問，打一口幾千米深的井找到地?zé)豳Y源，用處究竟有多大?其實(shí)，人類的實(shí)踐早已給出答案。廣西社會科學(xué)院研究員龍?jiān)ピ谄渌摹妒澜缒茉词贰芬粫薪榻B，人類利用地?zé)岬闹饕绞接型ㄟ^地源熱泵供熱、直接供熱、工業(yè)利用、溫室種養(yǎng)、洗浴療養(yǎng)、污水處理等。其中，地源熱泵供熱，需要通過地源熱泵設(shè)備將地?zé)徂D(zhuǎn)化為熱風(fēng)，然后輸送到需要供熱采暖的空間;直接供熱，則是直接對來自地下的熱水或流體加以利用。比如1928年，冰島人在首都雷克雅未克郊區(qū)鉆出一口地?zé)峋?，他們鋪設(shè)3公里長的地?zé)崴艿?，?7℃的地?zé)崴氤鞘猩鐓^(qū)，給居民供暖。

地?zé)嵩诠I(yè)、農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用也不是新鮮事。20世紀(jì)70年代末，美國內(nèi)華達(dá)州成立了一家名為“Gilroy”的食品加工廠。該廠引入地?zé)崴糜谘笫[脫水加工環(huán)節(jié)，生產(chǎn)出不同類型的干洋蔥。

我國第一大地?zé)岚l(fā)電站西藏羊八井地?zé)犭娬?，?977年建成投產(chǎn)。目前，該地?zé)犭娬疽牙塾?jì)發(fā)電數(shù)十億千瓦時(shí)。不僅如此，電站外還建有一個(gè)室內(nèi)面積近1萬平方米的地?zé)釡厥?，這里常年種植西紅柿、黃瓜、青椒、茄子、韭菜、四季豆等蔬菜，以及部分水果、花卉。這些綠色產(chǎn)品被銷往拉薩等地。

1986年，天津里自沽農(nóng)場建成一個(gè)用于養(yǎng)種雞、孵化、育雛、水產(chǎn)養(yǎng)殖及加熱生活用水的地?zé)嵯到y(tǒng)，明顯降低了生產(chǎn)成本。同年，福建省福州市能源利用研究所在連江縣建成中國第一座規(guī)模較大的地?zé)岣稍飳Ｓ醚b置——地?zé)岷娴朗较愎礁稍镅b置。

位于?？谑行阌^(qū)長流鎮(zhèn)的福深熱1井，是妥妥的“實(shí)力派”。它采用“雙驅(qū)鉆井+高壓噴射”等多項(xiàng)自主創(chuàng)新技術(shù)，在3900米附近鉆獲溫度達(dá)150℃的地?zé)豳Y源儲層，在5123米深度鉆獲溫度達(dá)188.71℃的地?zé)豳Y源儲層。

近年來，世界各國對開發(fā)利用地?zé)崮茉絹碓礁信d趣，但要在地球深處“挖寶”，可不是一件容易的事。因?yàn)樽钬S富的地?zé)豳Y源位于深約2萬米的地下，人類不僅要研發(fā)出先進(jìn)的超深鉆探技術(shù)，還要對地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)有充分準(zhǔn)確的認(rèn)識。

我國此前已完成超過萬米的油氣深井鉆探，但此次福深熱1井鉆探深度突破5200米依然廣受關(guān)注。原因是，目前在全球范圍內(nèi)，深度超過5000米的地?zé)峋缚蓴?shù)，在中國，福深熱1井是迄今唯一深度超過5000米的地?zé)峥茖W(xué)探井。

地?zé)峋墓ぷ髟?，是使用鉆探設(shè)備鉆出一個(gè)能深入地下的井眼，再借助特殊的管道和設(shè)備，采用水力壓裂等技術(shù)，對地球內(nèi)部的地?zé)醿舆M(jìn)行改造，把高溫的巖石變得如海綿一樣，然后往這層“人造海綿”中注水，再從中提取出熱水或蒸汽，輸送至地面上的發(fā)電站或熱能供應(yīng)系統(tǒng)，為人類所用。中國工程院院士、中國石化總地質(zhì)師郭旭升在接受新華社采訪時(shí)說，福深熱1井鉆探的目標(biāo)為2.5億年前的花崗巖，屬于深層干熱巖地?zé)峋?/p>

海南位于全球四大高溫地?zé)釒е坏沫h(huán)太平洋高溫地?zé)釒?，現(xiàn)代火山活動(dòng)強(qiáng)烈，是深層地?zé)豳Y源富集區(qū)，這也是福深熱1井出現(xiàn)在海南的一個(gè)重要原因。在海南島上，瓊北盆地是一處大型地?zé)崽铩?/p>

“根據(jù)初步探測評價(jià)，目前瓊北地區(qū)干熱巖資源量折合標(biāo)準(zhǔn)煤約386億噸，按資源利用率5%～8%計(jì)算，可利用量約達(dá)20億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，總發(fā)電量預(yù)計(jì)可達(dá)6萬億度至7萬億度。”曾任海南省自然資源和規(guī)劃廳總工程師的陳勝紅表示，加快推動(dòng)地?zé)豳Y源的開發(fā)利用，對于海南調(diào)整優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，建設(shè)國家生態(tài)文明試驗(yàn)區(qū)和清潔能源島具有重要意義。

陳勝紅認(rèn)為，海南地?zé)豳Y源具有廣闊的開發(fā)前景，尤其是干熱巖地?zé)豳Y源，如能充分利用好，可用于高溫發(fā)電、供暖制冷、發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)等方面，有利于節(jié)能減排、進(jìn)一步改善生態(tài)環(huán)境，也有利于培育新興產(chǎn)業(yè)、帶動(dòng)相關(guān)裝備制造和工程技術(shù)業(yè)務(wù)發(fā)展。

當(dāng)前，我國地?zé)豳Y源開發(fā)利用多以淺層和中深層的水熱型地?zé)釣橹?，而埋?000米以下的深層地?zé)幔绕涫歉蔁釒r地?zé)豳Y源的開發(fā)尚處于探索階段。隨著技術(shù)進(jìn)步和對清潔能源需求的增加，深層地?zé)崮艿拈_發(fā)利用，將成為未來能源領(lǐng)域的重要研究方向。

在實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的進(jìn)程中，地?zé)崮苜Y源規(guī)?；?、產(chǎn)業(yè)化開發(fā)利用，是一片新藍(lán)海。