原標題：青海共和盆地乾熱岩勘查與試採取得重要進展
來源於《中國地質調查成果快訊》
摘要：研究提出青海共和盆地乾熱岩地質成因模式。創新鑽探技術，高效完成國內首眼乾熱岩試驗開發井鑽探。克服高溫測井難題，獲得多項測井參數，成功探索開展微震、電磁法壓裂監測，為持續推進乾熱岩試采打下堅定基礎。
1.項目概況
為加快推進我國深部熱能（乾熱岩）開發利用，乾熱岩勘查開發，支撐服務國家清潔能源開發，自然資源部中國地質調查局實施了青海共和盆地乾熱岩勘查與試采科技攻堅戰。中國地質調查局水文地質環境地質調查中心和中國地質科學院牽頭實施，中國地質調查局發展研究中心、中國地質科學院地球物理地球化學勘查研究所、中國地質科學院地質研究所、中國地質科學院地質力學研究所、中國地質科學院水文地質環境地質研究所、中國地質調查局地學文獻中心、中國地質科學院勘探技術研究所、北京探礦工程研究所、中國地質科學院探礦工藝研究所等單位參加。
2.成果簡介
（1）初步查明乾熱岩熱源來自放射性生熱和深部熱量持續供給，首次探明恰卜恰-達連海乾熱岩體連片分布，體積大，資源量豐富，為共和盆地乾熱岩開發提供資源基礎（圖1）。
圖1 青海共和盆地乾熱岩注采井鑽探現場
多種技術方法揭示共和盆地存在深部熱源供給。共和盆地及周緣氣樣同位素測試表明具有深部熱源供給。大地電磁測深反演揭示，共和盆地恰卜恰—達連海地區深部存在低電阻率高溫異常顯示。對已有鑽孔熱液蝕變礦物分析發現，乾熱岩目標儲層主體為沸石相環境，局部達到低綠片岩相環境，揭示了鑽井揭露目標儲層的溫度演變過程。
恰卜恰乾熱岩體放射性生熱率高。岩心和岩屑放射性測試獲得共和恰卜恰乾熱岩體平均放射性生熱率高於世界花崗岩平均值。自然伽馬能譜測井發現存在厚層高鈾花崗岩層段。
乾熱岩體量大、資源豐富。通過二維地震、密集台陣、大地電磁測深、重磁及地熱地質調查等技術手段，首次揭示了恰卜—達連海地區深部侵入岩體連片分布，延伸較深，圈定達連海、扎倉寺等乾熱岩勘查目標靶區，為擴大規模持續開發乾熱岩提供後備場地。
場地地質結構相對穩定、適宜開發。綜合分析三維地震勘探、高精度測井、鑽孔岩心分析、地應力測量等資料，評價了場地範圍內斷層、裂隙系統及其影響，構建了三維地質結構和屬性模型，為乾熱岩示範工程建設提供支撐。
（2）創新探索高溫硬岩高效鑽完井技術方法，完成國內首眼乾熱岩試采井鑽探。
創新應用非常規快速鑽進技術，實施了高溫硬岩鑽進，平均鑽進時效高於普通機械鑽速，創國內高溫硬岩最深、最長空氣鑽井施工記錄，有效探索了乾熱岩高效鑽進新途徑。
探索出一套精準的硬岩敏感地層鑽進參數組合與控制技術。針對不同地層岩性探索出不同鑽壓、轉速，泵量的鑽進組合技術，強化降溫措施，保證井底潔凈，安全鑽進。確保了首眼乾熱岩試采井零事故、高效完鑽，創下我國同類鑽井工程鑽探用時最短記錄。
研製了一種新型抗高溫經濟環保鑽井液體系。形成的高溫鑽井液配方適用溫度範圍廣、流變性能穩定時間長，護壁、攜屑性能好，實現了全部耐高溫材料的國產化，清潔環保、維護方便，成本較低。
創新了高溫復合完井工藝，為工程開發奠定了基礎。壓裂目標層使用自主設計的特殊規格管材，有效防護井壁掉塊的同時確保壓裂改造、開發生產；應用耐超高溫水泥漿體系，實現乾熱岩井高質量固井。
（3）自主研發溫度測量儀實現深井測溫，首次採用多種先進測井技術，獲得乾熱岩開發關鍵參數，準確掌握了深部熱儲特徵及屬性。採用自主研發的存儲式超高溫溫度測量儀、分布式光纖測溫系統和鑽孔測溫儀等對乾熱岩注采開展測溫工作，準確測得全井段溫度。探索建立了乾熱岩綜合測井及解釋方法。識別鑽孔誘導裂隙，確定最大水平主應力方向，精細刻畫了試驗場地天然裂隙特徵。
（4）成功開展了國內首例乾熱岩試驗開發井試壓裂，初步試驗形成了乾熱岩安全造儲工藝。通過物模實驗等手段從微觀和宏觀兩個尺度分析了乾熱岩裂縫起裂擴展的影響因素，試驗結果表明岩石礦物、天然裂縫等對裂縫擴展起到控制作用。開展了多種液體試壓裂實驗，實驗結果表明新的壓裂液材料成功起裂並擴張岩體裂縫，有效形成複雜裂縫，達到預期目的。壓裂注入工藝有效控制誘發地震。統計不同壓裂工藝微震事件數量及能量，得出了減緩地震的有效壓裂工藝。通過壓後監測，準確掌握了壓開部位，剖面顯示儲層改造達到了預期目標。
（5）創新建成國內首個集實時採集、傳輸、分析於一體的微震監測系統，探索構建了微震、電磁聯合裂縫監測體系。微震監測裂縫擴展多縫特徵明顯、延展效果好。自主研發高精度微震監測採集儀和傳輸設備進行監測與處理。測試壓裂結果顯示改造效果良好。
（6）建設了國內首套水力壓裂誘發地震實時監測台網，構建了誘發地震響應控制機制。研究了區域地震、地應力時空分布特徵，定量評價了場地周邊主要斷裂構造的穩定性，評價了誘發地震潛在的最大震級；編制了敏感區預測評價圖，提出了管控措施。構建了乾熱岩壓裂作業與誘發地震風險響應管控機制，給出了誘發地震震級和地面峰值速度級別閾值，為壓裂參數調整和響應機制決策及時提供支撐數據。
（7）研發了高溫硬岩鑽井、地應力測量、高溫測井、微震監測等材料工具和儀器設備。完成了耐高溫鑽井提速工具、長壽命鑽頭、高精度測溫等材料工具和儀器設備。建立了岩心徑向變形分析法地應力實驗室。
3.成果意義
開展青海共和盆地乾熱岩勘查與試采工作，突破了乾熱岩勘查開發多項關鍵技術，為下一步工作奠定了堅實基礎，取得了重要階段性成果。
（中國地質調查局水文地質環境地質調查中心 張二勇 葉成明 李旭峰等供稿）