2021年05月13日 星期四
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从“黑色”走向“绿色”

——河北省煤田地质局第二地质队转型发展纪实

2021-4-29 8:43:13 来源:中国矿业报 本报记者:刘晓慧 通讯员 贾彦虎 游伟

1957年建队的河北省煤田地质局第二地质队(以下简称“二队”),立足燕赵大地,充分发挥地质技术优势,先后勘探大型煤田10余个,累计探明煤炭储量近百亿吨,为河北省煤炭工业发展作出了突出贡献;在河北宁晋探获石盐资源量300多亿吨,填补了省内石盐矿资源空白;累计施工地热井500余口,施工区域覆盖全国20多个省(自治区、直辖市),打响了“冀煤二队”地热施工特色品牌,持续培育深孔钻探技术优势,超深孔钻探能力行业领先。

近年来,二队聚焦服务国家重大战略、能源结构优化调整和生态文明建设,以实施地勘前沿课题项目为依托,以产学研深入融合为路径,将勘查重心由“黑色”煤炭转向“绿色”清洁能源,由勘查石盐资源转向开发利用盐穴地下空间,走上一条“转型升级、跨越提升”的发展新路。

向绿而生

争当清洁能源勘探主力军

经济发展新常态下,能源结构调整势在必行、刻不容缓,对京津冀地区来说尤为重要。如何结合本省资源实际,发挥自身优势,释放潜能,在做好传统地热勘查工作的基础上,聚焦干热岩等清洁能源勘查和开发利用研究,努力当好燕赵大地清洁能源勘探的主力军,一直是二队努力探索并践行转型的新方向。

数年里,二队积极推进中深层地热清洁能源勘查,立足河北作贡献,跳出河北求发展,实施地热清洁能源勘查项目500余个,服务区域遍布大江南北、长城内外。

干热岩是国际公认的清洁能源,具有资源量大、零排放、安全性好、利用率高等特点,可广泛用于发电、供暖等。

针对京津冀地区能源结构调整需求和资源分布情况,二队将目光放在了新型能源干热岩的开发利用研究上,对河北省4-10千米水平的干热岩资源赋存分布和开发潜力进行系统评价,提出了全省四种主要干热岩资源成因模式,建立了河北省干热岩区块评价指标体系,相关研究成果达到了国内领先水平,为全省干热岩资源勘查开发利用提供了重要的决策依据。

在此基础上,从2018年6月起,二队优选区块,在唐山海港经济开发区开展了环渤海(唐山海港)干热岩地热资源勘查工作,完成了深度达4002.74米的科学探测孔,首次探获京津冀地区钻获埋藏最浅的干热岩资源,并掌握了该区域深部地层、干热岩储层及地温资料。勘查结果显示,该区域4000米、5000米深度地温高于150℃干热岩所分布的面积分别达到80平方千米和500平方千米以上。初步评估4000米深度以浅干热岩远景资源量折合标准煤约28亿吨;初步预测5000米深度以浅干热岩远景资源量折合标准煤约228亿吨。实现了我国中东部地区干热岩勘查的重大突破。

2019年11月,二队与中科院广州能源研究所合作,自主设计研发了全新的“无泵式”干热岩资源开采技术——干热岩型地热超长重力热管采热技术,在唐山马头营干热岩地质调查孔中成功进行了干热岩热能开采试验,在全球首次实现了中深层地热资源“无泵式”开采。

相关专家表示,该技术实现了干热岩地热资源开采技术的重大突破,有效提升了干热岩这一清洁能源的商业化应用潜力,也为浅层地热资源开发利用提供了一种“只采热、不采水”的高效解决方案,从而为地热资源利用开辟了新模式、新路径。这对河北省乃至全国开发利用清洁能源、优化能源结构、打赢污染防治攻坚战,将发挥积极的支撑作用。

向地而生

争当源储备设施建设先行军

地质工作是经济社会发展的基础和先行。2017年末,京津冀地区实施了大规模的煤改气工程,随之而来的是如何解决能源储备难题。

国有所需,我有所为。

如何利用宁晋盐田建造储气库进行天然气储备调峰的课题,摆上了二队相关负责人的案头。

宁晋地处京津冀腹地,具有得天独厚的区位优势。石盐田开采后留下的地下溶腔,具有储藏量大、安全性高的特点。

作为河北宁晋石盐矿的发现者,没有人比二队更了解该地区的地层结构。2007年以来,二队先后开展了草厂区普查、宁晋-辛集石盐田普查、纪昌庄区详查、段家庄区详查,基本查明了该盐田的地层、构造、矿层分布范围、赋存深度、盐矿厚度、NaCl品位等,掌握了翔实的地质资料、测试数据和施工参数,积累了丰富的施工经验。

但是,盐穴地下空间开发利用是个新领域,要解决的新问题很多。

2017年,二队完成了京津冀盐穴地下储气库建设地质条件评价,结果显示,宁晋盐穴储气库具备建库的基本条件,但是也面临高温、高压、高蠕变性等复杂地质条件,利用该深度石盐矿层建设储气库,目前世界上尚无可借鉴的成功案例。

二队充分利用产学研深度融合的平台,联合高等院校、科研院所、投资企业组成创新联合体,积极争取政府政策支持,推动项目“破冰”前行。

2020年,二队在宁晋盐田打出了河北第一口盐穴地下储气库资料井,完成了取样送样、地应力测量、地球物理测井、VSP测井、盐层蠕变性监测等工作。其中,井中水压致裂法地应力测量深度2950米,刷新了国内公开报道中井中水压致裂法地应力测量的最深纪录。

目前,二队结合所获取的数据,与相关科研院所共同对在该区域建设盐穴地下储气库的地质条件进行评价,对建库的关键技术开展研究,提出适合于该区域盐穴储气库建设的钻井工艺、建腔工艺、注采工艺等技术建议方案,为下一步开展“宁晋盐穴地下储气库建设可行性研究”和“储气库建设先导性试验井”提供依据。

向新而生

争当高质量发展的生力军

作为传统的煤田勘探单位,二队在煤炭勘查方面具备专业的技术、人才和丰富的勘查经验,但是实施干热岩勘查和盐穴储气库等前沿课题项目,却面临理论、技术、人才、设备、资金等多方面制约。

面对一系列新问题,二队以创新求生存。

早在上世纪八九十年代,二队就以发展多经成绩突出被原煤炭部誉为“地勘行业改革发展的一面红旗”。在新时代转型谋求高质量发展过程中,二队清醒认识到,必须要将推进产学研协同创新作为发展新动力的主要途径。

在河北省煤田地质局的大力支持下,唐山马头营干热岩项目被省科技厅列为省重点研发计划项目;宁晋盐穴地下储气库项目被省发改委列为省2019-2022年天然气储运体系建设重点工程项目。

产学研协同创新,首先要搭建科技创新平台。二队与中国工程院院士多吉、俄罗斯自然科学院外籍院士王贵玲及其团队共建了院士工作站;成立了包括多位院士在内的专家团队,组织申报了河北省干热岩型地热资源开发技术创新中心,确定了三年建设期目标和五年发展总目标,开展项目技术合作与交流,在地热、干热岩机理与勘查评价等研究领域形成了具有特色和优势的技术体系。

有了创新平台,就要推进关键技术突破。二队依托唐山马头营干热岩和宁晋盐穴储气库两个前沿课题项目,联合中国科学院地质与地球物理研究所、广州能源研究所、武汉岩土力学研究所,中国地质调查局地质力学研究所、中国地质调查局水文地质环境地质研究所等科研单位和清华大学、吉林大学、天津大学、中国地质大学、河北地质大学等高等院校,共同开展关键技术攻关,解决了一系列技术难题,取得了关键技术突破。干热岩调查评价等部分科研成果达到国内领先水平。

突破关键技术,需要引入战略投资提供持续财力支撑和成果转化平台。二队与综合实力雄厚的河北省建投集团、开滦集团、国电投河北电力公司等大型企业集团建立战略合作关系,充分发挥“技术+资本”的协同效应,在干热岩取热发电和地下盐穴空间资源开发利用等方面深化务实合作。

鲲鹏展翅九万里,长空无崖任搏击。转型升级任重而道远,河北省煤田地质局第二地质队将乘势而上,以地质技术优势为服务国家重大战略、服务能源结构优化调整和服务生态文明建设,提供地质方案,贡献地质智慧。

网站编辑:宫莉

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