記者8日從中國石化獲悉，我國首口超5000米深層地熱科學探井——福深熱1井成功鉆探至5200米，再次刷新了我國地熱科學探井的最深紀錄，并在多個地層獲得地熱資源，標志著華南地區深層地熱勘探取得新突破。
福深熱1井成功鉆探至地下5200米
福深熱1井位于海南省海口市，這口井采用“雙驅鉆井+高壓噴射”等多項自主創新技術，在3900米附近鉆獲溫度達150℃的地熱資源儲層，在5123米深度鉆獲溫度達188.71℃的地熱儲層。
中國石化福深熱1井項目負責人 鄭和榮：福深熱1井主要實現了探測海口地區深層地熱資源潛力的目標，進一步深化了深層高溫地熱形成與分布的理論認識。發現了兩類三套地熱儲層，井底溫度超過188℃，實現了華南地區尋找深層高溫地熱資源的突破。
福深熱1井自去年8月開鉆以來，完成11個回次的取心。目前正在進行井下下套管固井作業。下一步計劃通過高壓水力壓裂技術，對地熱儲層進行改造，以期形成具有高效儲水能力的人工儲層，為后期的地熱開發利用創造有利條件。
中國工程院院士 郭旭升：未來，依托福深熱1井可建成我國華南首個深層地熱產學研一體化現場試驗研究平臺和開發利用示范平臺。在此基礎上，探索形成適用于我國華南火成巖地區深層地熱資源勘探開發的理論方法和關鍵技術體系，對于我國東南沿海高熱流區地熱資源勘探開發都具有重要意義。
此前我們所了解到的深井鉆探大都是用于開發石油和天然氣這一類化石能源，福深熱1井則是一口深層地熱科學探井，它是用于科學研究及開發利用深層地熱資源的。
什么是深層地熱資源？如何開發利用？
地熱能是一種穩定可靠、綠色低碳的可再生能源，具有儲量大、分布廣、清潔環保等特點，正逐漸成為全球能源轉型的重要方向。福深熱1井位于海南省海口市，就從這里開始了解一下我國在此領域的開發情況。
海南位于全球四大高溫地熱帶之一的環太平洋高溫地熱帶上，現代火山活動強烈，距離最近的一個火山口只有不到十公里，是深層地熱資源富集區。
中國石化石勘院 馮建赟：要打這樣一口深層地熱井，需要考慮熱源、熱儲和蓋層三個因素，這就好比用燃氣灶煮一鍋開水，這個地方的“燃氣灶”就是地下的火山巖，勘探發現地下廣泛的花崗巖就是很好的熱儲，在花崗巖之上又發育了一套很厚的泥巖，能起到保溫作用，就是“鍋蓋”，這樣的條件非常適合開發地熱資源。
淺層中深層地熱資源已成為人類“熱能寶庫”
從地面鉆井，到地下200米以內，一般就是淺層地熱資源，溫度低于25℃，它們的特點是溫度全年保持穩定，可以利用地表與室外空氣溫差，在冬季為室內供暖、夏季供冷。從200米繼續往下，到3千米之間，是中深層地熱資源，埋藏的地下熱水也就是我們熟知的溫泉，就是其中一種。
深層地熱能有廣闊開發應用前景
地下3000米以下，存在高溫巖體，溫度可超180℃甚至200℃以上，但是它里面沒有流體，或僅含少量的水，這種高溫巖體叫干熱巖。福深熱1井的鉆探目標為2.5億年前的花崗巖，屬于深層干熱巖地熱井。當前，我國地熱資源開發利用多以淺層和中深層的水熱型地熱為主，而埋深3000米以下的深層地熱，尤其是干熱巖資源的開發尚處于探索階段。隨著技術不斷進步和對清潔能源需求的增加，深層地熱能的開發將成為未來能源領域的重要研究方向。
為何此次突破5200米仍然廣受關注？
深層地熱能如此豐富，我們如何更高效利用它呢？目前通過物探、鉆井等手段找到它只是第一步，接下來還需要用水力壓裂等人工改造，把高溫巖石變得像海綿一樣多孔，然后再通過地熱井往這個“人造海綿”里注水，用巖石的高溫把水加熱。最后，通過另一口地熱井抽出熱水或蒸汽，就可以用來發電等利用了。
我國之前已經實現了過萬米的深井鉆探，那么為何此次鉆探剛突破5200米仍然廣受關注？
中國工程院院士 郭旭升：對于油氣井來說，埋深大于5000米的井是非常多的，但對于地熱井而言，埋深大于3000米已經屬于深井。在全球范圍內，超過5000米的地熱井屈指可數，在我們國家，福深熱1井是唯一的一口，也因此廣受關注。
中國工程院院士 郭旭升：福深熱 1井的成功鉆探，首次在華南地區發現隱伏型高溫花崗巖熱儲，這一地區，對地熱等清潔能源需求還是非常迫切的，但深層地熱勘探多年來，未實現突破。其次，海南前期深層地熱研究比較薄弱，可供借鑒的資料也比較少，選區選址難度大。我們研究團隊多年來持續攻關，形成了有效的探測評價關鍵技術，選定了井位，發現了資源。再者， 福深熱1井目標儲層是花崗巖，硬度高、鉆探難度大，疊加180多℃的高溫，給安全高效鉆探、成井和儲層改造帶來較大的挑戰。
近年來我國多次突破陸海深井鉆探深度
無論是深地還是深海，我國向下“鉆研”的腳步從未停歇，一項項紀錄不斷突破，越來越多的極具“深度”的奧秘被揭開，也讓我們對腳下的地球有了更深入的了解。
不只是我國首口超5000米深層地熱科學探井——福深熱1井將鉆探至地下5200米，刷新我國地熱科學探井的最深紀錄；此前，位于新疆塔克拉瑪干沙漠腹地的中國石油塔里木油田深地塔科1井，鉆探深度突破一萬米，目前正在繼續向目標深度11100米挺進。這也是迄今為止，我國第一口垂直深度超過一萬米的井。不僅再次刷新了亞洲最深井紀錄，也創造了當今世界上，鉆探一萬米深井用時最短紀錄。
2023年，中國石化“深地一號”部署的躍進3-3XC井點火測試，完鉆井深9432米，刷新了亞洲最深井斜深和超深層鉆井水平位移兩項紀錄。近年來，在塔克拉瑪干沙漠腹地及其周緣，我國已鉆成200多口深度超8000米的超深井，超深油氣勘探接連突破。推動我國在超深領域找到了一個又一個重要的油氣戰略接替區。
深海方面，2021年6月投產的“深海一號”超深水大氣田天然氣探明地質儲量超千億立方米，是我國目前自主開發的水深最深、勘探開發難度最大的海上超深水大氣田。目前，“深海一號”二期項目鉆井總進尺已超過50000米，相當于6座珠穆朗瑪峰的高度，鉆井作業整體進度完成90%。“深海一號”二期工程全面投產后，可使“深海一號”超深水大氣田儲量從1000億立方米提升至1500億立方米，年產量從30億立方米提升至45億立方米。
未來我們如何持續向深地深海進軍？
梳理一下近兩年我國的科研團隊在海上和陸地不斷創下的深井鉆探新紀錄：
“深海一號”2021年4月15日完鉆，其最大水深超過1500米，最大井深達4000米以上；
“深地一號”躍進3-3XC井于2023年10月26日完鉆達到9432米；
萬米科探井在2024年3月4日鉆探到10000米，但是目前還沒有完鉆，還在繼續進行；
福深熱1井2024年4月8日，突破了5200米。
未來我國將如何持續向深地深海進軍？
中國工程院院士 郭旭升：深地是人類難以達到的、淺地表之下的固體地球深部。隨著中淺層資源開發程度不斷提高，資源發現難度日益加大，深層越來越被廣泛關注，向地球深部進軍意義重大。
主要面臨三大難題。堅硬：堅硬巖石層進入難。不均勻：探測信號弱、分辨率低。高溫高壓：儀器設備穩定性差。
向深地深海進軍，一是具有較大科學探索意義；二是保障國家資源和經濟安全需要；三是推動國內相關行業理論技術裝備發展。
下一步攻關方向，一是要重構深地科學理論體系，占領科學新高地。借助人工智能大數據等手段，整合深部油氣、地熱、固體礦產及地震、火山等理論認識；二是要突破瓶頸新技術，建設深地透明地球；三是要攻關生物資源的綠色開發及深地空間綜合利用。
責任編輯：王振華
