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从地热资源勘查先行者到科技创新深耕者

发布时间:2022/3/14 10:54:48     来源:中国地热网

张晓燕 于溪
本报记者 | 尹明波
山东省地矿局水文二队在碳达峰碳中和地质技术保障体系中找准定位,围绕地热资源可持续勘查开发利用、碳储存、碳利用等领域地质技术研究及工程应用,推进科技创新,开展技术攻关,市场覆盖20余个省市,形成省内外市场共同发力的良性空间布局。
积极探索,开创清洁能源勘探先河
自20世纪90年代以来,山东省地矿局水文二队先后在全国17省市完成地热、干热岩、页岩气、钾盐等勘探孔600余眼,累计完成进尺近100万米,积累和掌握了大口径填砾、穿越高压油气层及高层注水层、大口径花岗岩取心和定向、钾盐勘探和高温钻井液六项大口径钻探核心技术,研发出大口径空气潜孔锤钻进、大口径气举反循环钻进和“转盘+井底动力钻具”高效复合钻进三项先进钻探工艺,搭建起裂隙型和构造型热储类型地热勘探、页岩气和干热岩勘探、钾盐勘探、盐岩勘探及开发等共同发展的新格局。在山东全省范围内开展了“山东省地热资源调查评价”“山东省鲁西北平原地热资源调查评价”“山东半岛蓝色经济区110万地热地质调查”等不同精度的一系列地热地质勘查工作,是山东省内第一个具备5000米深孔施工能力的地勘单位,拥有50LDB、ZJ-40、RPS-3200等各类大口径钻机16台及相关配套设备,先后完成了山东第一井、河北第一井、全国干热岩第一井等勘探工作,形成了地热资源、锂资源、岩盐及深层卤水等国内领先、省内第一的大口径深部资源勘探“王牌军”。
水文二队的光辉历程,更加让人刮目相看:
1999年,实施完成第一眼地热井,拉开向地热勘探行业进军序幕。
2002年,在胜利油田孤岛社区完成地热井,打响“山东地矿”地热施工品牌。
2007年,在河北霸州完成霸热5井,被誉为“华北第一井”,为开拓全国市场奠定了坚实基础。
2008年,开辟青海钾盐勘探施工市场,至今在青海完成钾盐勘探项目26个,累计钻探进尺4.2万余米。
2011年,承担国内首个干热岩勘查试验项目“山东利津干热岩调查”。
2013年,开展干热岩勘探工作,在青海共完成DR4干热岩钻孔。
2014年,开展页岩气勘探工作,在东营完成济页参1井勘探。
2016年,完成我国东南沿海深部地热科学钻探HDR-ZK01井,是国内首个超4000米干热岩科学勘探孔。
2017年,仅用8个月在青海冷湖镇马海地区完成深层卤水钾矿预查项目,创山东省地矿局青海钾盐全孔取心深度纪录。同年,完成的青海省共和县恰卜恰镇干热岩资源勘查GR1孔,是我国首次钻获埋藏最浅、温度最高的干热岩体,实现了我国干热岩勘查的重大突破。
2018~2021年期间,先后实施了雄安四眼井深超4000米的地热勘探孔。
2021年,实施青岛市即墨区环秀湖人才综合体清洁供暖项目地热井工程,为“中深层同轴换热技术”区域推广应用奠定了技术基础。
2022年,实施大同盆地重点地区深部高温地热资源详查钻探工程。
打一眼井、树一面旗帜,一眼眼钻井、一个个业绩、一项项成果,艰苦奋斗和顽强拼搏的精神在这支“王牌军”身上得以体现。新时代,他们将向更高的目标发起冲击。
发挥优势,服务地方经济社会发展
1996~1998年,水文二队实施的“山东省德州市城区地热资源详查”项目开创了地热资源勘查的先河,在德州市范围内首次勘查发现地热资源。随后,他们又在禹城、平原、乐陵等县市开展地热地质勘查工作,发现多处优质地热资源。
为有效解决地热供暖砂岩热储尾水回灌这一世界难题,水文二队自2006年起开展了多项地热回灌试验研究工作,成效显著。2016年,采用地热资源“一采一灌、换热间供”模式在德州市德城区建立了山东首个“砂岩热储地热回灌示范工程”,保证地热尾水回灌入井,达到用热不耗水的高效可持续利用目的。根据连续5个供暖季的数据分析,示范工程供暖面积5.7万平方米,室内温度平均达到22摄氏度,替代标煤近5600吨,减少二氧化碳排放量超过13万吨。2019年4月,国家能源行业地热能专业标准化技术委员会一届三次会议授予该示范工程“地热能开发利用标准化示范项目”认证铜牌。
为推进融合发展,山东省地矿局同德州市人民政府签订了战略合作协议,水文二队进一步融入地方发展,协助制定完成了《德州市地热资源保护与开发利用专项规划(2018-2023年)》《德州市地热资源管理办法》等地方规划与政策。此外,他们与中石化绿源公司合作开展地热资源开发利用技术研发与推广应用探索,开展聊城市莘县新城深层地热及浅层地温能资源调查评价项目,在地热清洁能源供暖关键技术研究、成果转化和推广等方面建立了“以回灌为前提、以持证开采为根本、采灌结合、以灌定采、总量控制、科技管矿”的地热开发利用“德州模式”,贡献出满满的地质智慧。
服务乡村清洁供暖,保障能源供应。水文二队先后为滨州市惠民县淄角镇用于社区集中供暖和农业科技园温室种植的地热供热配套系统工程和济南市泉城花海田园综合体建设提供技术服务,分别用于社区居民供暖和花卉农业种植供暖,供暖面积近40万平方米,每年将节约标准煤约1万吨,减排二氧化碳2万余吨。
立足服务乡村振兴战略,水文二队与德州市武城县鲁权屯镇乡村振兴服务队对接,通过整合在水文地质、农业地质、地热资源勘查利用开发等方面的资料,为当地16家地热利用企业编制了地热尾水回灌操作方法及注意事项“一本通”;积极对接滨州市惠民县乡村振兴服务队,与惠民县淄角镇人民政府签订战略合作协议,编制完成淄角社区地热开发利用方案,解决社区和农业园供暖问题。
科技创新,为高质量发展赋新能
水文二队坚持以科技创新引领高质量发展,先后获批山东省科技厅“地热清洁能源探测开发与回灌工程技术研究中心”“地热勘查开发院士工作站”和“山东省地矿局地热资源勘查与利用工程技术研究中心”“清洁能源勘查开发创新团队”等科研平台,建立了国内首个大型野外“地热回灌模拟试验场”和山东省首个研究地热开发与地面沉降关系的分层沉降监测示范工程。
多年来,该队开展了深层盐卤资源综合技术研究863项目、页岩气钻探仿生钻头与泥浆配方优化和地热回灌关键技术、堵塞机理、地热回灌经济可行性等方面的科技攻关;主编部颁行业标准《大口径干热岩钻探技术规程》《砂岩热储地热尾水回灌技术规程》和地热领域7个省标准。“山东省地热田成矿模式、采灌均衡资源评价与找矿突破”获2018年自然资源部级科学技术一等奖,“地热资源探测理论技术突破与清洁供暖产业化应用”获2019年山东省科学技术进步一等奖。其研制的仿生耦合PDC钻头等成果获得国家发明专利,《地质钻探复杂地层冲洗液关键技术研究与应用》获中国地调局科技进步一等奖、国土资源部二等奖,多项成果获得国家实用新型专利。
此外,他们还承担实施了“鲁西北砂岩热储开采区重大地质环境问题调查评价”、山东省地方标准《地热井监测评价规范》编制任务,开展了咸水层二氧化碳地质储存关键技术研究,参与了中石化牵头组织的国家重大研发计划之“回灌流体高效处理技术”专题研究,与首都师范大学等高校联合实施“德州市地面沉降监测研究”等科研项目。通过重大技术攻关课题研究,多年来培养了一批高端专业人才。
奋进新征程,建功新时代。水文二队将认真践行“地质报国、事业立局、科技引领、有为有位、争创一流”山东地矿工作理念,以服务地方经济社会发展,推动清洁能源可持续开发利用为己任,为能源保障、双碳目标和生态环境保护作出更大的贡献。
【来源:中国经济导报-中国发展网】


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