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行業資訊

冬奧之城的地熱開發-實地探訪第一口地熱井

8月22日,河北省張家口市崇禮區一片繁忙的建設景象,載滿砂石水泥等建筑材料的大型貨車穿梭往來。位于太子城小鎮附近的鉆探工地上晝夜轟鳴,高高的鉆塔下,銳利的鉆頭正在穿透厚密的巖層,探尋一種深埋地下的清潔能源——地熱


崇禮地熱“第一井”

“這是我們在崇禮區部署的第一眼地熱井。”張家口地區地熱資源調查評價項目負責人袁文真告訴記者,該井定名ZK01-2,設計井深1500米,7月15日正式開鉆,“目前已完成一開固井工作”。


作為可再生能源開發地熱對于減少北方煤炭供暖、優化大氣質量、建設綠色低碳宜居城市有著重要意義。張家口是“一帶一路”中蒙俄經濟走廊重要節點城市,是京津冀地區重要的生態涵養區和國家規劃新能源基地之一,而崇禮又是2022年冬奧會場館所在地,更需要大力發展地熱等可再生清潔能源


2015年發布的《河北省張家口市可再生能源示范區發展規劃》中指出,在地熱資源豐富的赤城、陽原、懷來等縣,積極謀劃一批、建設一批、儲備一批地熱供暖項目,重點推進典型示范項目建設。


然而,由于以往的地熱勘查及研究工作程度較低,這里的熱儲結構、熱成因機制、資源潛力等仍存在盲點。“原有工作精度難以滿足區域能源發展需求,更難以滿足城市清潔資源利用需求。我們希望,按照中國地質調查局的部署,通過開展地熱資源調查與綜合評價工作,能夠精準服務張家口市可再生能源示范區建設、冬奧會場館周邊能源保障工程,為張家口地區綠色發展提供地質科技支撐和有效服務。”在一排繪制著項目科研目標、技術應用等內容的展板前,袁文真介紹說。


探采結合”承擔科研使命


從去年開始,深部中心地熱探測與利用研究室袁文真、張代磊等項目組成員就長期駐守張家口地區,來往于崇禮—赤城、宣化—懷來、陽原—蔚縣3個研究區。


據張代磊介紹,這里的地熱田主要分布在壩下低中山盆地中,點多面廣。經調查,研究區內主要控熱構造為兩組大中型新構造斷裂,其中規模較大的斷裂為赤城—大河南斷裂。“在區域地下水排泄區,兩組斷裂交匯處往往為熱水上涌部位,會形成溫泉或隱伏地熱田。”

地熱鉆探是精確驗證調查成果最為有效的手段。


經過前期野外踏勘地熱地質調查地球物理勘查、地球化學勘查等工作,項目組圈定了地下熱水開發有利靶區,部署了多個地熱擬鉆井位。“2020年,我們在張家口地區圈定了3處擬鉆井位,一處就是太子城村云頂滑雪場的這眼ZK01-2井,另一處在懷來東花園鎮附近,目前正在準備鉆探設備進場安裝;還有一處計劃部署在崇禮太舞小鎮。”張代磊說。


據介紹,這些地熱井均屬于探采結合井,且以“探”為主,也就是說,不僅僅要為當地尋找可以應用的地熱資源,為冬奧會場館及周邊地熱資源開發利用提供決策支撐,還有著重要的科研任務——為科研人員提供一系列重要的地質參數。


“我們將借助原位試驗、測試分析、數值模擬等手段,獲取與地熱相關的地層結構、地質構造、巖性、地溫變化、熱儲特征、地熱流體化學等特征,進行地熱資源量計算與潛力評價,進一步研究山間盆地地熱資源成藏規律與熱成因機制,形成適用的探測技術方法,評價區域地熱資源潛力,并在此基礎上提出地熱資源可持續開發利用區劃,供當地政府決策。”袁文真說。



ZK01-2井取出的巖心
 


“崇禮地熱井的施工難度集中在地層上。這里上覆大段的花崗巖,堅硬致密,要鉆穿深達千米的花崗巖,尋找片麻巖目的層,才能找到高溫熱儲。”指著巖心盒中排列整齊的花崗巖巖心,張德龍講解道。


未來的兩個月中,ZK01-2井還將繼續它探索地下深部地熱資源的使命,而袁文真、張代磊、張德龍這些年輕人,也將在更加悠長的歲月里、在青山綠水間,書寫屬于他們的精彩人生。