天津市科学技术进步奖提名书
(2024年度)
一、项目基本情况
提名等级:二等奖 类别:公益类 成果登记号:津20230383
项目 名称 |
中文 |
京津冀典型地区深部地热资源探测监测科技创新与找矿突破 |
英文 |
Scientific and technological innovation and prospecting breakthrough of deep geothermal resources exploration and monitoring in typical areas of Beijing-Tianjin-Hebei |
主要完成人 (按贡献排序) |
李胜涛、贾小丰、郝文杰、宋志彬、龙慧、冯波、吴海东、姚亚辉 |
主要完成单位 (按贡献排序) (盖章) |
中国地质调查水文地质环境地质调查中心、中国地质科学院勘探技术研究所、吉林大学 |
提名者 |
天津市东丽区政府 |
主题词 |
深部地热、成藏理论、地球物理探测、钻完井、动态监测、资源评价、储层改造增产 |
学科分组 |
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学科名称 及代码 |
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相关学科 |
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学科名称 及代码 |
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所涉重点领域 |
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所属科学 技术领域 |
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所属国民 经济行业 |
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任务来源: |
1. 自然资源部,国家地质调查项目“天津东丽区—河北牛驼镇地热资源调查与试验”(DD20190127)、“雄安新区地热清洁能源调查评价”(DD20189113)、“天津潘庄凸起构造区地热资源调查”(DD20179621,DD20179622)、“京津石地热资源调查”(DD20179033); 2. 科技技术部,国家重点研发计划“深部地热资源动态评价方法与储层改造增产关键技术”,(2018YFC0604305) |
项目起止时间 |
2017年至2021年 |
外籍完成人 |
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天津市科学技术局制
二、项目简介
1.研究背景和目的意义
本项目是中国地质调查局京津冀地热资源调查科技攻坚战部署实施的重点项目,主要任务是贯彻落实习近平总书记关于推进北方地区冬季清洁取暖和向地球深部进军等重要指示,支撑天津、雄安为代表的京津冀典型地区地热资源有规模有效益开发和京津冀绿色协同发展。项目实施周期为2017-2021年,依托国家地质调查和国家重点研发计划开展,累计投入经费约1亿元。
2.技术价值
项目在深部地热成藏理论、探测监测关键技术、资源-环境动态评价技术、深部地热找矿突破等方面取得显著进展,经专家认定达到国际领先水平。
一是建立深部地热成藏理论并在天津、雄安探获高产能新储层,实现找热突破;
二是构建大深度、高精度、抗干扰的深部地球物理探测技术,实现5千米以浅热储结构精细探测,实钻验证误差率小于5%;
三是形成深部破碎、漏失地层安全高效钻完井工艺,地热科学钻探刷新多项天津记录;
四是研发形成浅、中、深、多参数地热资源动态监测技术、装备、标准体系;
五是突破深部岩溶热储改造增产关键技术,并在4千米深井成功应用;
六是探索建立靶区优选、资源潜力、经济效益和环境影响评价方法体系。
3.经济价值
一是估算天津、雄安探获的高产能新储层每年可开采热量折合经济价值约25亿元/年;
二是基于采灌均衡方法评价天津、雄安典型地热田每年可开采热能折合经济价值150亿元/年,较前人传统方法提升5倍;
三是支撑东丽湖新储层地热采矿权设立,矿权价值1400万元以上;
四是完成6个地热开采区块储量评价,支撑雄安管理部门实现矿权出让收入超过1亿元;
五是实现成果转化收入约1500万元,获批国家五大科技平台项目总额超过1200万元,新增公益性项目经费约2500万元。
4.社会价值
一是在向地球深部进军和能源革命背景下,打响京津冀地热资源调查科技攻坚战第一枪并实现找矿突破,引起强烈社会反响,推动京津冀地热开发实质性迈向新的深部空间。
二是有效支持天津地热精细化管理和产业发展,多次受到包括市委书记在内的各级领导肯定与批示指示。
三是有效支持雄安规划建设,地热优势明确写入雄安新区基本法。建成覆盖雄安全域、具有示范意义的智能化监测网。
四是有效扩大天津地热国际影响,研究成果受到国际同行高度肯定,认为在全球中低温地热勘查领域处于领先水平。
五是开展地热开发与地面沉降关系研究,证实岩溶热储开发在采灌均衡条件下不易诱发地面沉降,科学回应管理和社会关切。
六是科普工作成效显著,东丽湖地热资源调查成果多次受到天津电视台采访报道。
三、项目详细内容
1.研究背景
党的十九大报告中明确提出,要推进能源生产和消费革命,构建清洁低碳、安全高效的能源体系。在此背景下,地热资源作为重要绿色可再生能源被寄予厚望,特别是京津冀地区,地热资源开发利用被视为支撑清洁取暖、缓解大气污染的重要措施,已成为推进能源结构转型、实现碳达峰、碳中和的重要途径。
欧美发达国家高度重视深部地热科技创新,美国地热能前沿瞭望台(FORGE)计划和欧洲地平线(Horizon Europe)计划深部地热能探测开发列入重点领域并投入巨资支持。2016年,习近平总书记在全国科技创新大会上指出,向地球深部进军是我们必须解决的战略科技问题,把地质科技创新提升到了关系国家科技发展大局的战略高度。探测深部地热资源,是落实“向地球深部进军”的重要举措。
深部地热探测开发作为全球地学前沿领域,理论潜力巨大,但具有较大勘查开发风险,存在地质基础薄弱,成藏机制不清、探测定位不准、钻探风险大、成井难度大、监测技术不完备、储层渗透率不确定性大、资源评价不准、地质环境影响机制不明等共性关键科学与技术难题。
我国在该领域尚未真正涉足。相对而言,京津冀特别是天津地区,地热资源勘查开发深度已超过3千米,具有较好研究和突破基础。而雄安新区作为千年之城,未来之城,有必要在规划建设初期提早布局。深部地热一旦获得突破,将深刻改善能源结构,对绿色低碳发展具有重要意义。
针对以上问题和需求,自然资源部中国地质调查局组织开展了京津冀地热调查科技攻坚战。主要任务是贯彻落实习近平总书记关于推进北方地区冬季清洁取暖和向地球深部进军等重要指示,支撑天津、雄安为代表的京津冀典型地区地热资源有规模有效益开发和京津冀绿色协同发展。本项目是攻坚战部署实施的重点项目,实施周期为2017-2021年,主要依托国家地质调查和国家重点研发计划开展,累计投入经费约1亿元。
项目紧密围绕深部地热成藏理论与探测监测关键技术,在天津、雄安典型地区部署地热资源调查评价、探测监测与科学研究工作,在地热资源调查评价与区划、深部热储第二空间找矿突破、动态监测技术研发与标准制定、深部地热探测技术攻关、地热钻完井与储层改造增产、成果应用与转化服务、团队建设和人才培养等方面取得了显著进展和重要成果,对推动京津冀地区深部地热资源勘查开发起到积极作用,服务天津、雄安低碳绿色发展取得显著成效。
2.技术路线及主要创新点
京津冀地区深部地热资源勘查开发中的重大关键共性科学技术难题包括:深部地热成藏机制、地热地质条件及资源规律分布不明,深部地热地球物理高精度探测技术、复杂地层安全高效钻完井工艺、热储改造增产技术有待突破,地热动态监测技术装备标准体系尚不完善,地热资源靶区优选与综合评价方法亟待创新。本次以自然资源部中国地质调查局组织的京津冀地热调查科技攻坚战为主要依托,重点针对天津和雄安新区典型地区深部地热地质条件及勘查开发中存在的难题,开展研究攻关,实现找热突破,技术路线与具体方法如下:
(1)以当代地热学理论为基础,借鉴国内外典型地热田成藏机制研究成果,深入剖析京津冀地区岩石圈结构、区域地质、构造演化、热背景、热源类型、热汇聚机制等,构建京津冀深部地热成藏理论。以此理论指导,在天津和雄安新区的典型构造单元中-浅地热资源勘查开发基础上,预测深部地热资源分布规律,部署地热探测工作,包括地热地质调查、地球物理勘查、地热钻探及产能试验等,为深部找热突破及验证成藏理论提供支撑。
(2)针对沉积盆地深部热储特征,重点选择大功率时频电磁与二维地震两种地球物理探测技术,开展深部热储高精度探测技术研究攻关,在天津潘庄凸起、双窑凸起以及雄安新区牛驼镇地热田部署深部地热探测工作,查明地层结构、断裂、热储空间分布规律等,通过工程实践探索总结强干扰条件下,大深度、高精度地球物理探测方法,并通过实钻验证。
(3)通过分析地热地质调查及地球物理探测的成果,论证部署实施地热参数井。深入分析天津、雄安新区碳酸盐岩地层钻探施工难题和经验,针对岩溶裂隙发育地层地热钻探效率低、漏失严重、易斜易卡钻、取心率低等难题,开展复杂地层安全高效钻完井工艺攻关,在地热钻探工程中不断改进完善。
(4)针对天津与雄安新区深部碳酸盐岩热储岩溶发育程度较差、产能受限的因素,通过室内实验装置与软件研发、储层增产改造工艺设计,以及改造增产现场实验,突破深部岩溶热储改造增产关键技术。
(5)研发适应于深部高温高压复杂环境的地热深井动态监测技术,构建浅—中—深层多参数地热监测技术装备体系,应用于地热资源自动化监测网建设示范,总结经验编制地热资源监测标准规范。
(6)综合地热地质调查、地球物理勘查、地热参数井及产能试验、动态监测数据,探索构建研究区三维地热地质模型,系统分析典型地热田深部热储空间分布、物理特征及温度场形成机制,对深部地热地质特征形成突破性认识。
(7)引进采灌均衡、动态、非均质、井筒—热储耦合、流固耦合等地热资源评价的新理念与新技术,探索地热规模化采灌对地质环境的影响机制,创新形成地热资源勘查开发靶区优选、资源潜力、经济效益和环境影响评价方法体系,系统评价天津和雄安新区深部地热资源勘查开发潜力,制定保护与开发利用规划,为地热资源高效可持开发利用提供技术支撑。
主要创新点:
(1)建立京津冀地区深部地热成藏理论,实施天津、雄安深部找热勘探,在主力开采层位以下探获高产能新储层,有力证实深部热储巨大资源和经济价值,推动京津冀地热开发实质性迈向新的深部空间。
①建立京津冀地区深部地热成藏理论。总结形成了京津冀深部一元聚热、二元热结构和三元汇热的地热成藏规律(图1)。一元聚热是指京津冀地区属上地幔隆起区,地壳相对较薄,深部地慢热源相对较浅,深层热量易向上部热储传导。二元热结构是指京津冀地区热源主要由两部分组成,一个是地幔热流,其热量来自深部地幔;另一个是地壳热流,其热量来自中-下地壳U、Th、K等放射性元素的衰变。三元汇热包括构造汇热、深大断裂导热和盖层保热。
图1 牛驼镇凸起-沧县隆起地热成因模式图
②在天津东丽湖和雄安新区探获高产能新储层,开辟深部热储第二空间。完成天津东丽湖2眼地热参数井施工,其中CGSD-02井完井深度4103.48米,探获雾迷山组二段新储层,新储层热储温度105℃,井口出水温度达到100℃,涌水量100.40立方米/小时,对蓟县系雾迷山组二段热储层的富水性和水温取得全新认识。完成雄安新区5眼地热参数井施工,4眼井揭露蓟县系高于庄组热储,填补深部热储参数空白。其中D06井位于牛北斜坡地热勘探空白区。单井涌水量可达到180立方米/时,出水温度68℃,可满足29万平方米建筑物供暖需求,是雄安新区单井出水能力最大的地热井,显示了勘查开发空白区岩溶热储仍有巨大潜力和勘查开发价值。
③取得深部热储地热地质条件认识新突破。研究了天津潘庄凸起、双窑凸起和河北牛驼镇地热田的蓟县系碳酸盐热储空间分布、岩溶发育及产能特征(图2),分析不同沉积时期和构造演化阶段对热储的控制作用。通过研究雄安新区D01地热参数井热流数据(图3),提出岩溶热储对流作用对地温场的影响机理(图3),提升了深部沉积盆地传热机制的理论认识。基于水化学及同位素特征,建立地热水循环模型,基本查明天津和雄安新区地热水物质来源、演化过程和补径排规律,更新了深部地热水年龄认识。
图2 牛驼镇地热田D01-D02-D03井热储剖面图
图3 牛驼镇地热田地热系统概念模型图
(2)探索构建大深度、高精度、抗干扰的深部地球物理探测技术,实现5千米以浅热储结构精细探测,实钻验证误差率小于5%。
首次将大功率时频电磁法引入京津冀地区深部地热资源勘查领域,探索强干扰条件下,大深度、高精度地球物理探测方法(图4)。开展深部隆起区二维地震探测关键技术研究,优化激发参数和接收参数,改进数据采集方法,有效提高探测精度(图5)。形成震电结合的深部热储地球物理探测技术,经与钻探资料和测井数据的对比分析,实现6km以浅深部储层精细探测,初步实现储层预测,为京津冀深部地热探测提供技术支撑和经验借鉴。
图4 时频电磁法探测剖面与传统大地电磁深勘查剖面对比
图5 改进后的人工地震参数与常规采集参数形成的探测剖面对比
(3)形成了深部破碎、漏失地层安全高效钻完井工艺,在大深度大口径完井、深部高效钻井、破碎地层取心等方面刷新多项天津记录。
①形成深部钻探技术体系,创造多项天津之最。2000m以浅,螺杆马达加转盘复合钻进;2000~3000m中硬地层,采用PDC钻头配合螺杆钻具; 2000~4000m破碎漏失的硬岩层,采用特殊保径的高速牙轮钻头,配合塔式钻具组合+低密度泥浆+与泵量匹配的优化钻进参数。CGSD-01和CGSD-02井获得多项地热钻探技术突破,实现多项天津地热钻探之最。天津地区钻探深度最大( 4103.48m ),取心最深(4103.28m)、取心量最大(140.78m),岩心采取率最高(85.4%)。其中,CGSD-01井实现了雾迷山组泥浆易漏失地层中大口径(Ф216mm)大深度(从2262.75m至4051.68m)穿越雾迷山组四段至二段长度达1786m的高效钻进。
②创新深部岩溶裂隙型热储地热钻探的关键技术工艺。针对雾迷山组地层破碎、坚硬、漏失的复杂情况,创新采用“井底动力取心钻具+可以快速稳定切削和带岩心保护结构的取心器+PDC或聚晶金刚石取心钻头”的深孔复杂地层取心技术,可有效提高破碎地层的岩心采取率。使三开前8回次的岩心采取率70%提高至后12回次的采取率91%,取心质量显著提高。攻克了大深度地热井复杂地层岩心采取率低的难题和技术瓶颈。
(4)研发形成浅、中、深、多参数地热资源动态监测技术、装备、标准、平台体系,可满足150℃多参数长期监测和300℃瞬态测量,牵头编制4项国家、行业和地方标准,获批10余项发明专利,建成覆盖雄安新区全域的地热资源智能化监测网
①突破深部地热动态监测技术。研发适应150℃、60Mpa温压条件的深井温度、压力、密度三参数传感器;集成研发开发井/站房流量、温度监测设备,初步小规模生产并在雄安新区实现应用;推动分布式光纤深井监测装备向工程化、小型化、高集成化发展,完成工程化样机。
②构建浅-中-深层多参数地热监测技术装备体系。形成地热资源勘查技术、浅层地热能监测技术、地热资源开发利用动态监测技术和地热监测信息化技术等四类十余种监测装备,建成软硬件齐全、多参数传感、自动化采集与工程化小批量试产的地热监测技术装备体系,满足浅-中-深地热监测技术需求,推动地热监测技术自动化、智能化发展。
③编制地热资源监测标准规范。在充分总结京津冀地区及国内外地热资源保护与开发利用实践经验的基础上,牵头编制4项地热监测标准。能源行业标准《地热资源动态监测规程》(NB/T 10715-2021)于2021年11月16日由国家能源局正式发布。地方标准《雄安新区地热开采井和回灌井监测技术规程》、《雄安新区地热动态监测系统和专用监测井技术规程》于2021年3月22日由雄安新区管理委员会发布实施。国家标准《地热资源监测规范》编制中。
④建成雄安新区覆盖全域的地热资源自动化监测网。应用自主研发的地热资源专用监测设备,在雄安新区建成包括152个地热资源监测点,包括25个专用监测井水位水温节点和1个全孔分布式温度监测节点,覆盖全域的区域地热资源智能化动态监测网(图6),全面监测雄安新区地热资源动态变化特征及开发利用实时信息,形成监测数据约200万条,有力支撑雄安新区地热资源监测监管与可持续开发利用。
图6 雄安新区地热资源监测平台
(5)突破深部岩溶热储改造增产关键技术,实现4千米深井有效增产,入选中国地质调查局十三五“百项技术”和天津市科技发展蓝皮书
①研发岩热储改造增产室内实验装置。实现300℃、70MPa条件下水岩、酸岩、碱岩等作用过程的室内模拟实验,基于室内试验、理论研究、数值模拟、工程设计等方法,自主研发酸化改造缓释酸液体系,解决高温环境下酸岩反应剧烈、作用半径小等难题,具有低滤失、低反应速度、远作用距离和强非均匀刻蚀能力,清洁残留少对环境影响小,适用于中低温(小于150℃)碳酸盐岩溶热储改造增产。
②设计物理—化学联合强化增产改造工艺。通过酸液的化学溶蚀作用和压裂作用共同作用,酸液可同时发挥化学溶蚀和水力激发两项作用,达到扩大、压开、延伸、沟通孔隙和缝洞的目的,实现岩溶热储强化改造增产。
③开发岩溶热储改造效果评价软件。初步实现基于Windows界面的数据管理、图件绘制、参数计算、效果评价等功能。
④改造增产技术在4km深井成功验证。单井产能增加54%,单井涌水量从每天3120立方米提高到每天4800立方米,增产效果明显,可为30万平方米建筑面积提供冬季供暖。
(6)探索形成地热资源采灌均衡评价、动态评价、非均质评价、井筒—热储耦合评价、流固耦合评价等新技术,建立地热资源建立靶区优选、资源潜力、经济效益和环境影响评价方法体系
①创新建立井储非均质流动耦合换热模拟方法。结合东丽湖深部热储参数研究和试验数据,基于Tough2和T2Well程序,实现了井筒内非达西流动及储层内三维达西流动的耦合,预测了水热产出和热突破时间,为未来地热的可持续开发提供理论支撑,考虑了水文地质和传热参数非均质分布的模拟,更符合实际地质条件,形成的深部地热资源动态评价技术方法,实现深部热储非均质条件下动态评价(图6),有效提升评价精度。
图6 不同开采流量条件下储层温度分布模拟
②完善采灌均衡条件下地热资源评价技术。结合对雄安新区采灌均衡条件下的温度信息的分析,细化出一套适合大比例尺预可行性勘查精度的评价技术方法和操作流程,写入《雄安新区地热预可行性勘查技术规程》,指导并应用于雄安新区地热探/采矿权储量评价。
③创新基于三维地热地质模型的地热资源精细化评价方法。利用三维地质建模技术,构建热储三维地质结构模型,通过热储空间透明化以及参数空间离散,实现主要地热井、地层、热储、断裂等要素空间分布的详细刻画和直观表达,为资源评价与区划、开发利用优化设计以及智能化管理搭建立体空间分析平台。
③建立地热开发有利区综合评价指标体系和评价方法。充分考虑地热资源条件、开采条件、环境影响和经济技术等方面对地热能开发利用影响,多层级分析筛选地热开发利用适宜性分区的关键控制性因素,构建评价指标与权重体系,建立地热能适宜性综合评价与有利区优选方法,在华北地区67个构造单元靶区优选中成功应用。
④建立地热资源规模化采灌对地质环境的影响机制和评价技术。研究地热资源规模化开发对地面变形的响应机制,定性与定量相结合,分析地热规模化开发与地面沉降的关系,建立地热地质模型和数值模型,开展热储的流体-温度-力学耦合数值模拟(THM耦合模拟),预测在不同水位降深和温度条件引起的地表变形,建立了地热井动态监测—InSAR监测—储层特征分析—岩石力学测试—THM耦合模拟为主线的地热规模化开发对地面变形影响评价技术方法,为地热安全开发提供技术支撑。
3.客观评价
(1)成果验收情况:2019年8月10日,国家地质调查“天津潘庄凸起构造区地热资源评价(勘探技术研究所)”通过成果验收,专家认为“项目克服了雾迷山组严重漏失等困难,创造了天津地区地热井钻探的最深记录”。2020年6月,雄安新区D06地热参数井雾迷山组抽水试验报告,经专家论证表明“该井单位涌水量达到15立方米/(小时·米),是目前雄安新区出水能力最大的地热井”(附件)。2021年8月,国家重点研发计划“深部地热资源动态评价方法与储层改造增产关键技术”通过成果验收,获评优秀(附件)。2022年9月,国家地质调查“天津东丽区—河北牛驼镇地热资源调查与试验”通过成果验收,获评优秀,评定成果达到国际领先水平(附件)。
(2)国际同行评价:2018年9月19日,美国地质调查局地质矿产能源与地球物理中心主任Colin Williams、地热首席科学家Glen Jonathan携美国地质调查局、犹他大学等多位国际专家访问天津东丽湖地热科学钻探现场,并给予高度肯定,认为该项目在“全世界中低温地热资源勘查领域达到领先水平”。随后邀请项目第一完成人赴美开展地热勘探开发合作研究并承担在美期间全部费用。2020年12月4日,原联合国大学冰岛地热学院校长、地球物理学家Lúdvík S. Georgsson访问本项目雄安深部地热钻探现场,在听取项目进展介绍后,感慨到“以往你们还是我们的学生,现在,我们不得不向你们学习了”。
(3)政府部门评价:
2021年10月21日,时任天津市市委书记李鸿忠和时任天津市副市长孙文魁听取了本项目进展汇报及《科学开发利用地热资源 助力天津碳达峰碳中和》等有关建议,在肯定项目成果基础上,提出明确指示“(天津)要打造全产业链的地热勘查示范区,勘查开发一直到利用,包括相关安全、运营、技术、装备还有成果转化,一定要见成效”。
2023年2月,东丽区区长贾堤拜会自然资源部党组成员,中国地质调查局局长李金发时提及本项目,指出“在深部地热勘查开发等方面成绩斐然……有力服务了天津自然资源精细化管理和清洁能源科学开发利用,对推动天津经济社会发展迈上新台阶、持续增进民生福祉具有重要意义”。
2023年5月19日,天津市规划和自然资源局专报自然资源部关于创建全国地热示范城市工作进展情况,提到本项目时,报告指出“在天津东丽湖实施两口4100米地热参数井,探获雾迷山组二段高产能新储层,热水温度超过100℃,单井每天出水量超过2400 立方米,可解决近30万平米建筑供热用能。这两眼勘探井的成功,预示着在天津同类构造区存在有较好的成储背景和高产能深部热储,为当前主力开采层之下的“第二空间”深部找热突破指明了方向”。
2023年6月2日,中国地质调查局在向天津市人民政府致函时,提到本项目成果,指出“我局聚焦天津市东丽湖地热资源禀赋,组织实施京津冀地热调查攻坚战,发现深部热储第二空间,证实了天津巨大的深部地热资源潜力”。
2023年10月25日,地质调查支撑天津地热高质量发展研讨会上,自然资源部党组成员、中国地质调查局局长李金发致辞提及本项目,指出“近年来,中国地质调查局……在地热勘查……等方面取得一系列重要成果,为区域经济社会发展和生态文明建设提供了有力支撑与服务”。
(4)重要媒体评价:
2020年3月26日,自然资源部官网头版要闻和中国自然资源报第529期头版报道了本项目储层改造增产技术成果,题名为《我国深部地热储层改造增产技术取得突破》(附件)。
2020年5月18日,学习强国平台报道了本项目东丽湖深部地热找矿突破成果,题名为《地热调查 打开天津东丽湖绿色能源库》。
2022年12月29日,中国自然资源报首席记者王少勇专题报道了本项目成果,题名为《开辟地热开发利用新天地——聚焦天津、雄安深部地热资源调查与科技创新》。
2023年1月9日,中国自然资源报报道本项目不仅实现了深部地热资源调查的突破,还在理论、技术、装备等方面取得进展,题名为《多项突破!天津、雄安深部地热资源科技创新成果斐然》。
4.应用情况
(1)北京、天津十四五矿产规划应用:实现深部地热资源找矿突破,引起强烈社会反响,有力证实深部热储巨大资源和经济价值,推动京津冀地热开发实质性迈向新的深部空间。已颁布的北京、天津十四五矿产规划均将加强深部地热勘查评价开发列为重点工作。
(2)天津地热战略研究应用:
2023年6月2日,中国地质调查局在向天津市人民政府致函时,提到本项目成果服务,指出“(我局)与相关单位联合编制《天津市地热资源勘查开发利用战略研究》和《天津市关于创建全国地热资源开发利用示范城市的工作方案》”
2023年12月,项目成果支撑天津市规划和自然资源局编制完成国内首部地方性地热资源战略专著——《天津市地热资源勘查开发利用战略研究》,由地质出版社正式出版(附件)。
(3)国际矿业大会应用:2023年中国国际矿业大会,在“京津冀矿业协同创新发展”板块专题展出京津冀地热发展成就,受到广泛关注。其中,“京津冀地热科技攻坚推动深部找热突破”作为五大重要成果被采纳应用。
(4)标准发布实施:牵头编制3项地热监测标准分别于2021年3月22日和11月16日由雄安新区管委会和国家能源局采纳并发布实施。2022年,自然资源部发布的《中国矿产资源报告》白皮书将2项雄安标准列为2021年地热领域年度标准性成果。
(5)雄安新区基本法应用:调查成果纳入《雄安新区地热资源调查评价与区划报告》,成为《雄安新区地热资源保护与开发利用规划(2019~2025)》编制的主要依据,“雄安新区应当充分发挥并科学利用地热资源优势”明确写入2021年9月1日起正式实施的《河北雄安新区条例》。
(6)地热采矿权应用:
项目成果应用于东丽湖CGSD-01、CGSD-02两个雾迷山组二段新储层对井勘查评价,支撑地热采矿权设立,计算矿权经济价值1400万元以上。
项目成果应用于雄安新区大营、北沙口、朱各庄、雄县南、容城城区、容城城南等6个地热开采区块储量评价,支撑自然资源管理部门完成地热采矿权出让,出让收入超过1亿元(附件)。
(7)地热监测技术应用:
自主研发地热监测技术装备应用于雄安新区地热资源动态监测网建设,形成监测数据200余万条,有效支撑雄安新区地热资源精细化管理和可持续开发利用,整体达到国内领先水平。
地热监测技术用于天津地热勘查开发设计院、山东省地质矿产勘查开发局第二水文地质工程地质大队(山东省鲁北地质工程勘察院)、河北省地矿局第三水文工程地质大队、北京市地质工程勘察院有限责任公司等单位(附件),实现成果转化。
(8)热储改造增产技术应用:2020年,依托项目形成的适用于深层碳酸盐岩地热储层的改造增产技术方法,承担并完成浙江省第一地质大队“杭州市余杭区鸬鸟镇DR3地热井水力压裂”项目,增产效果明显(附件)。
(9)深部地球物理探测技术应用:2023年5月,受上海市地质调查研究院委托,大功率时频深部地热探测技术应用于崇明世界级生态岛西部地热勘查工作中(附件)。
(10)资源评价技术应用:优化完成形成采灌均衡条件下地热资源评价方法,写入《雄安新区地热预可行性勘查技术规程》,指导并应用于雄安新区地热探/采矿权储量评价(附件)。相关技术方法在天津潘庄凸起、双窑凸起和雄安新区牛驼镇地热田资源评价中应用,评价3个地区每年可开采热能折合标准煤约740万吨/年,可支撑供暖面积约6亿平方米,折合经济价值150亿元/年。
2020~2021年,靶区优选和资源评价技术应用于中国海洋石油集团有限公司“华北地区中深层水热型地热资源分布及其可利用性研究”项目,完成中深层地热资源资源潜力评价和可行性研究,为中海油绿色低碳发展战略提供技术支撑(附件)。
(11)科技立项应用情况:依托项目在深部地热资源评价、储层改造、地球物理探测和动态监测等方面研究基础,凝练关键科技问题,成功申报国家重点研发计划战略性国际科技创新合作重点专项项目“深部热储地球物理探测技术联合研究”、深地资源勘查开采专项课题“深部地热资源动态评价方法与储层改造增产关键技术”、可再生能源与氢能技术专项子课题“深部碳酸盐岩热储层人工裂隙网络演化监测技术与解译方法”等项目,落实研究经费1200余万元(附件)。
(12)公益性项目应用情况:深部地热成藏理论与探测技术成果支撑国家地质调查项目“东部地区干热岩资源调查评价”立项与实施,已落实经费2500余万元。
(13)成果移交应用:精准对接天津地热管理需求,编制十余份专项报告并移交天津市规划和自然资源局、东丽区政府等部门,技术支持市规划和自然资源局编制出版战略研究报告,为天津地热精细化管理和产业发展指明方向,多次受到包括市委书记在内的各级领导肯定与批示指示。