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        福建省非常規(guī)能源(干熱巖、頁(yè)巖氣)學(xué)科發(fā)展報(bào)告

        2016-07-02 06:21:24福建省地質(zhì)學(xué)會(huì)
        海峽科學(xué) 2016年1期
        關(guān)鍵詞:學(xué)科發(fā)展干熱巖頁(yè)巖氣

        福建省地質(zhì)學(xué)會(huì)

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        福建省非常規(guī)能源(干熱巖、頁(yè)巖氣)學(xué)科發(fā)展報(bào)告

        福建省地質(zhì)學(xué)會(huì)

        [摘要]該文闡述了我國(guó)非常規(guī)能源(干熱巖、頁(yè)巖氣)的研究現(xiàn)狀和工作進(jìn)展、發(fā)展規(guī)劃及工作部署,介紹了國(guó)內(nèi)外對(duì)干熱巖、頁(yè)巖氣勘查開發(fā)的關(guān)鍵技術(shù),存在的問題等;總結(jié)福建省干熱巖、頁(yè)巖氣勘查進(jìn)展、資源賦存條件及潛力分析,提出了福建省發(fā)展清潔能源和能源結(jié)構(gòu)調(diào)整的戰(zhàn)略任務(wù)及對(duì)策。

        [關(guān)鍵詞]非常規(guī)能源 干熱巖 頁(yè)巖氣 學(xué)科發(fā)展

        1 概述

        能源是現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展的動(dòng)脈,煤炭、石油的大規(guī)模利用已經(jīng)成為現(xiàn)實(shí),隨著石油資源的大量消耗及可采資源量的減少,能源供給已進(jìn)入后石油時(shí)代。隨著低碳能源時(shí)代的到來,天然氣的利用是實(shí)現(xiàn)低碳能源的最佳選擇,全球能源供給將由以煤炭和石油為主轉(zhuǎn)變?yōu)楦鍧?、更環(huán)保的天然氣。頁(yè)巖氣是從黑色泥頁(yè)巖或碳質(zhì)泥巖地層中開采出來的天然氣,與致密氣、煤層氣、天然氣水合物等一道屬非常規(guī)天然氣范疇,其資源潛力巨大。美國(guó)已率先實(shí)現(xiàn)頁(yè)巖氣的工業(yè)開采,在世界范圍內(nèi)興起一場(chǎng)頁(yè)巖氣革命。中國(guó)頁(yè)巖氣資源潛力巨大,頁(yè)巖氣開發(fā)成為國(guó)內(nèi)非常規(guī)天然氣的研究熱點(diǎn),頁(yè)巖氣勘探開發(fā)方興未艾。

        在人類對(duì)能源需求的不斷增長(zhǎng)同時(shí),傳統(tǒng)礦物能源大量使用帶來的資源枯竭問題和對(duì)環(huán)境的污染問題,引發(fā)人們開始關(guān)注可再生且無污染的能源,如太陽(yáng)能、風(fēng)能、水能等。但這些可再生能源的開發(fā)利用受諸如氣候等外界環(huán)境的制約,不能穩(wěn)定生產(chǎn)。核能雖然潔凈,但日本大地震造成的核泄漏令人心有余悸;科學(xué)家們都在積極尋找其他清潔的、可再生的能源,地?zé)崮芫褪亲罴堰x擇。地?zé)崮茉词怯捎诘睾藥r漿中的放射性物質(zhì)發(fā)生熱核反應(yīng)釋放出的巨大熱量,通過斷層,以蒸汽、水或干熱巖為載體傳導(dǎo)至地表形成的一種綠色可再生能源,干熱巖是地?zé)岬囊环N。依據(jù)地?zé)豳Y源的存在方式,分為水熱型地?zé)豳Y源和干熱型地?zé)豳Y源,前者以蒸汽和液態(tài)水為主的地?zé)豳Y源,后者是以熱巖(干熱巖及巖漿)為主的地?zé)豳Y源。國(guó)內(nèi)廣為開發(fā)利用的地?zé)豳Y源主要為水熱型地?zé)豳Y源。雖然目前地?zé)嵩谖覈?guó)能源結(jié)構(gòu)中所占比例不足0.5%,說明國(guó)內(nèi)地?zé)豳Y源發(fā)展有很大提升空間。由于我國(guó)霧霾危害的緊迫性促使空氣污染的全局治理被提上日程,利用干熱巖發(fā)電幾乎不受外界環(huán)境影響,幾乎不對(duì)人類環(huán)境產(chǎn)生污染和破壞,且能源豐富,屬于潔凈新能源。據(jù)中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局初步估算,我國(guó)干熱巖在3000~10000m范圍內(nèi)的儲(chǔ)熱量相當(dāng)于860萬億t標(biāo)準(zhǔn)煤的能量[1]。在低碳發(fā)展的經(jīng)濟(jì)模式下,開發(fā)利用深層清潔地?zé)豳Y源,尤其是干熱巖地?zé)豳Y源的開發(fā)利用成為許多發(fā)達(dá)國(guó)家正在積極研究的課題,對(duì)于我國(guó)而言,干熱巖地?zé)豳Y源的開發(fā)應(yīng)用處于理論研究階段。

        福建是能源小省,也是我國(guó)南方貧煤少油省份。目前,福建省主要利用煤炭、核能、低溫地?zé)崮芤约帮L(fēng)能、水能等。經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展對(duì)能源的需求不斷增大,加上建設(shè)生態(tài)省的要求,迫切需要開發(fā)清潔的新能源。依據(jù)福建省良好的地質(zhì)地理位置,干熱巖賦存潛力大,必定在未來是可利用開發(fā)的主要能源之一。

        1.1干熱巖概念[2]

        干熱巖是指埋深超過2000m、溫度超過150℃的地下高溫巖體,其特點(diǎn)是巖體中很少有地下流體存在。巖體絕大部分為中生代以來的中酸性侵入巖,或中新生代的變質(zhì)巖、甚至是厚度巨大的塊狀沉積巖。一般干熱巖上覆蓋有沉積巖或土等隔熱層。干熱巖主要被用來提取其內(nèi)部的熱量,其主要工業(yè)指標(biāo)是巖體內(nèi)部溫度。從現(xiàn)階段來說,干熱巖地?zé)豳Y源是專指埋深較淺、溫度較高、有開發(fā)經(jīng)濟(jì)價(jià)值的熱巖體。

        干熱巖主要是用于發(fā)電,其基本原理是通過深井將高壓水注入地下2000~6000m的巖層,使其滲透進(jìn)入巖層的縫隙并吸收地?zé)崮芰?;再通過另一個(gè)專用深井(相距200~600m)將巖石裂隙中的高溫水、汽提取到地面;取出的水、汽溫度可達(dá)150℃~200℃,通過熱交換及地面循環(huán)裝置用于發(fā)電;冷卻后的水再次通過高壓泵注入地下熱交換系統(tǒng)循環(huán)使用。整個(gè)過程在一個(gè)封閉的系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行。

        干熱巖是一種清潔的新能源,全球干熱巖蘊(yùn)藏的熱能十分豐富,比蒸汽型、熱水型和地壓型地?zé)豳Y源大得多,比煤炭、石油、天然氣的熱能總和還要大。

        與核能(裂變和聚變)、太陽(yáng)能或者其他可再生的能源相比,干熱巖地?zé)豳Y源具有如下優(yōu)勢(shì):

        ①干熱巖是巨大的,廣泛分布。

        ②使用干熱巖地?zé)豳Y源沒有廢氣排放,也沒有其他流體或固體廢棄物,干熱巖地?zé)豳Y源系統(tǒng)可以維持對(duì)環(huán)境最低水平的影響。

        ③干熱巖地?zé)衢_發(fā)系統(tǒng)是安全的,沒有爆炸危險(xiǎn),更不會(huì)引起災(zāi)難性的事故或傷害性污染。

        ④干熱巖地?zé)衢_發(fā)可以提供不間斷的電力供應(yīng),不受季節(jié)、晝夜等自然條件的影響。

        ⑤美國(guó)、日本等國(guó)的高溫巖體地?zé)崆捌陂_發(fā)試驗(yàn)已充分說明,高級(jí)地溫梯度(80℃ /km)的高溫巖體地?zé)岚l(fā)電電價(jià)具有商業(yè)競(jìng)爭(zhēng)能力。對(duì)中等和低級(jí)地溫梯度的高溫巖體地?zé)豳Y源,通過進(jìn)一步改進(jìn)開發(fā)技術(shù),也可以與化石能源為基礎(chǔ)的電價(jià)有商業(yè)競(jìng)爭(zhēng)能力。

        1.2頁(yè)巖氣概念[3]

        頁(yè)巖氣是指主體位于暗色泥頁(yè)巖或高碳泥頁(yè)巖中、以吸附或游離狀態(tài)聚集的天然氣,是一種重要的非常規(guī)天然氣資源。在頁(yè)巖氣藏中,天然氣不僅存在于泥頁(yè)巖,也存在于夾層狀的粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)粉砂巖和砂巖地層中。

        頁(yè)巖氣的形成和富集有著自身獨(dú)特的特點(diǎn),往往分布在盆地內(nèi)厚度較大、分布廣的頁(yè)巖烴源巖地層中。與常規(guī)天然氣相比,頁(yè)巖氣開發(fā)具有開采壽命長(zhǎng)和生產(chǎn)周期長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn),大部分產(chǎn)氣頁(yè)巖分布范圍廣、厚度大,且普遍含氣,這使得頁(yè)巖氣井能夠長(zhǎng)期地以穩(wěn)定的速率產(chǎn)氣。

        根據(jù) Curtis等人的分析,頁(yè)巖氣具有如下基本特征:

        ①巖性多為瀝青質(zhì)或富含有機(jī)質(zhì)的暗色、黑色泥頁(yè)巖(高碳泥頁(yè)巖類),巖石組成一般為30%~50%的粘土礦物、15%~25%的粉砂質(zhì)(石英顆粒)和1%~20%的有機(jī)質(zhì),多為暗色泥巖與淺色粉砂巖的薄互層。

        ②頁(yè)巖氣主要來源于生物作用或熱成熟作用,有機(jī)質(zhì)(TOC)介于0~25%,鏡質(zhì)體反射率介于0.4%~2%。

        ③頁(yè)巖本身既是氣源巖又是儲(chǔ)集層,目前可采的工業(yè)性頁(yè)巖氣藏埋深最淺為182m。頁(yè)巖總孔隙度一般小于10%,而含氣的有效孔隙度一般只有1%~5%,滲透率則隨裂縫發(fā)育程度的不同而有較大的變化。

        ④頁(yè)巖具有廣泛的飽含氣性,天然氣的賦存狀態(tài)多變,吸附態(tài)天然氣的含量變化介于20%~85%。

        ⑤頁(yè)巖氣成藏具有隱蔽性特點(diǎn),不以常規(guī)圈閉的形式存在,但當(dāng)頁(yè)巖中裂縫發(fā)育時(shí),有助于游離相天然氣的富集和自然產(chǎn)能的提高。當(dāng)頁(yè)巖中發(fā)育的裂縫達(dá)到一定數(shù)量和規(guī)模時(shí),就成為天然氣勘探的有利目標(biāo)。頁(yè)巖氣的資源量較大,但單井產(chǎn)量小,美國(guó)頁(yè)巖氣井的單井采氣量為2800~ 28000m3/d。

        ⑥在成藏機(jī)理上具有遞變過渡的特點(diǎn),盆地內(nèi)構(gòu)造較深部位是頁(yè)巖氣成藏的有利區(qū),頁(yè)巖氣成藏和分布的最大范圍與有效氣源巖的面積相當(dāng)。

        ⑦原生頁(yè)巖氣藏以高異常壓力為特征,當(dāng)發(fā)生構(gòu)造升降運(yùn)動(dòng)時(shí),其異常壓力相應(yīng)升高或降低,因此頁(yè)巖氣藏的地層壓力多變。

        理想含氣頁(yè)巖的特征有:①總有機(jī)碳含量(TOC) > 4%、熱成熟度(VR) > 1.3%、黑色頁(yè)巖厚度 > 30米、脆性 < 30%、粘土與相對(duì)高的硅質(zhì)或碳酸鹽;②深度/壓力 > 1500米/異常高壓;③沉積環(huán)境:海相頁(yè)巖,遠(yuǎn)岸(遠(yuǎn)離三角洲);④復(fù)雜性: 區(qū)域性沉積,構(gòu)造復(fù)雜性低。

        2 我國(guó)非常規(guī)能源(干熱巖、頁(yè)巖氣)研究現(xiàn)狀及工作進(jìn)展

        2.1我國(guó)非常規(guī)能源(干熱巖、頁(yè)巖氣)研究現(xiàn)狀

        2.1.1干熱巖勘查研究歷史及開發(fā)現(xiàn)狀

        1993—1995年,國(guó)家地震局地殼應(yīng)力研究所與日本中央電力研究所開展合作,在北京房山區(qū)進(jìn)行了干熱巖發(fā)電的研究實(shí)驗(yàn)工作。中國(guó)能源研究會(huì)地?zé)釋I(yè)委員會(huì)等組團(tuán)對(duì)澳大利亞“地球動(dòng)力”公司在南澳大利亞Cooper盆地的干熱巖開發(fā)利用現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)地考察,并與澳大利亞彼特里特姆公司就“中國(guó)干熱巖資源潛力研究”項(xiàng)目進(jìn)行洽談,希望合作開發(fā)中國(guó)干熱巖資源。

        2002年,趙陽(yáng)升等在《高溫巖體地?zé)衢_發(fā)導(dǎo)論》對(duì)干熱巖開發(fā)利用進(jìn)行了綜述和評(píng)價(jià),萬志軍等(2004)在《高溫巖體地?zé)衢_發(fā)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)》一文中,應(yīng)用MIT經(jīng)濟(jì)模式進(jìn)行了高溫巖體地?zé)岚l(fā)電開發(fā)成本預(yù)測(cè),認(rèn)為目前的高溫巖體地?zé)岚l(fā)電已具有商業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力,采用先進(jìn)的線性鉆井技術(shù)后,將使所有等級(jí)的地?zé)崽荻鹊母邷貛r體地?zé)岚l(fā)電電價(jià)具有商業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力,屆時(shí)高溫巖體地?zé)崮軐⒊蔀槿蛑鲗?dǎo)的能源之一。國(guó)土資源部“十一五”規(guī)劃綱要明確指出,要“開展地?zé)?、干熱巖資源潛力評(píng)價(jià),圈定遠(yuǎn)景開發(fā)區(qū)”,為干熱巖勘查研究提供鋪墊。2007年,曾香梅等研究發(fā)現(xiàn),天津地區(qū)處于高熱流構(gòu)造帶附近,在地表以下3000~4000m的深處埋藏范圍較大的基性火成巖體,巖體溫度可達(dá)110℃~150℃,資源潛力巨大。據(jù)初步研究,江蘇在蘇北盆地4000~5000m深度,地溫達(dá)到150℃,局部達(dá)到170℃。

        李福等(2010)在海南陵水地區(qū)進(jìn)行了深層干熱巖地?zé)岚l(fā)電項(xiàng)目勘查選址,并提出建議。冉恒謙等針對(duì)中國(guó)三個(gè)重點(diǎn)干熱巖發(fā)育區(qū)-沉積盆地(東北、華北、蘇中)、近代火山地區(qū)(吉林長(zhǎng)白山、云南騰沖、黑龍江五大蓮池)、高熱流花崗巖地區(qū)(福建、廣東、江西),開展干熱巖熱能資源潛力評(píng)價(jià)。

        2012年,國(guó)家“863”計(jì)劃支持了《干熱巖熱能開發(fā)與綜合利用技術(shù)》項(xiàng)目啟動(dòng),中國(guó)開始了干熱巖開發(fā)利用的關(guān)鍵技術(shù)研究。近幾年,中國(guó)科學(xué)院、中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院、中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局、吉林大學(xué)等陸續(xù)進(jìn)行干熱巖資源勘查開發(fā)戰(zhàn)略研討。中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局編制了《全國(guó)干熱巖勘查與開發(fā)示范實(shí)施方案》。2014年,干熱巖資源勘查取得突破,“青海省共和縣恰卜恰鎮(zhèn)中深層地?zé)崮芸辈椤表?xiàng)目研究團(tuán)隊(duì),在盆地中北部地下2230m處勘查到埋藏淺、溫度高的干熱巖,這是我國(guó)首次發(fā)現(xiàn)的可大規(guī)模利用的干熱巖資源。

        2.1.2頁(yè)巖氣勘查開發(fā)研究歷史及現(xiàn)狀

        2.1.2.1頁(yè)巖氣勘查開發(fā)研究歷史

        中國(guó)頁(yè)巖氣資源類型多、分布廣、潛力大。中國(guó)海相沉積分布面積多達(dá)300×104km2,海陸交互相沉積面積超過200×104km2,陸上海相沉積面積約280×104km2。這些沉積區(qū)內(nèi)均具有富含有機(jī)質(zhì)頁(yè)巖的地質(zhì)條件,頁(yè)巖地層在各地質(zhì)歷史時(shí)期十分發(fā)育,形成了海相、海陸交互相及陸相多種類型富有機(jī)質(zhì)頁(yè)巖層系[4]。海相厚層富有機(jī)質(zhì)頁(yè)巖主要分布在中國(guó)南方,以揚(yáng)子地塊為主;海陸交互相中薄層富有機(jī)質(zhì)泥頁(yè)巖主要分布在中國(guó)北方,以華北、西北和東北地區(qū)為主;湖相中厚層富有機(jī)質(zhì)泥頁(yè)巖主要分布在大中型含油氣盆地,以松遼、鄂爾多斯等盆地為主[5]。據(jù)國(guó)土資源部2015年《中國(guó)礦產(chǎn)資源》,截至2014年,我國(guó)探明頁(yè)巖氣資源量達(dá)1068 億m3。

        2005—2010年,國(guó)土資源部油氣資源戰(zhàn)略研究中心在川渝鄂蘇浙皖及中國(guó)部分北方地區(qū)共40×104 km2范圍內(nèi)開展調(diào)查、勘查示范研究。我國(guó)正式開始頁(yè)巖氣這一新型能源的資源勘探開發(fā),項(xiàng)目實(shí)施的第一口地質(zhì)資料井已于2009年11月初在重慶市彭水縣開鉆。

        中國(guó)石油、中國(guó)石化、中國(guó)海洋石油已經(jīng)施工7口頁(yè)巖氣探井并壓裂,利用老井復(fù)查若干口,淺井20余口,正在施工的水平井2口。頁(yè)巖氣勘查工作在四川威遠(yuǎn)、湖北等地取得了良好的勘查效果,已有4口探井獲得了工業(yè)氣流。

        2007年10月,中國(guó)石油與美國(guó)新田石油公司簽署了威遠(yuǎn)地區(qū)頁(yè)巖氣聯(lián)合研究協(xié)議,對(duì)該區(qū)頁(yè)巖氣資源勘探開發(fā)前景綜合評(píng)價(jià),這是中國(guó)頁(yè)巖氣開發(fā)對(duì)外合作簽署的第一個(gè)協(xié)議,還與美國(guó)沃思堡盆地頁(yè)巖氣生產(chǎn)中最有實(shí)力的Devon公司簽約聯(lián)合研究;另一方面,中國(guó)石油正著手研究從中國(guó)已進(jìn)行和正進(jìn)行的油氣勘探中取得的頁(yè)巖氣第一手資料。在吐哈盆地侏羅系實(shí)施了油氣兼探以新的手段專門獲得頁(yè)巖吸附氣游離氣含量的資料,認(rèn)識(shí)含油氣盆地的測(cè)井和地震響應(yīng);在四川宜賓實(shí)施了1口頁(yè)巖氣專探井,設(shè)計(jì)200m的井深取芯154m,進(jìn)行多項(xiàng)目大量的測(cè)試分析,已于2008年11月完鉆。2009年12月,中國(guó)石油西南油氣田公司成功開鉆我國(guó)第一口頁(yè)巖氣井——威201井,2010年9月,威201井獲氣。2011年1月,西南油氣田公司又開鉆了國(guó)內(nèi)第一口頁(yè)巖氣水平井——威201—H1井,目前該井已完鉆。此外西南油氣田公司還同殼牌公司開展了頁(yè)巖氣合作,對(duì)富順井—永川區(qū)塊頁(yè)巖氣進(jìn)行聯(lián)合評(píng)價(jià)。

        中國(guó)石化中原油田于2010年5月成功實(shí)施大型壓裂改造的頁(yè)巖氣井——方深1井,順利進(jìn)入排液施工階段,標(biāo)志著中國(guó)石化頁(yè)巖氣勘探開發(fā)工作邁出了實(shí)質(zhì)性的重要一步。

        2015年10月,國(guó)土資源部油氣儲(chǔ)量評(píng)審辦公室宣布,經(jīng)對(duì)中石化重慶涪陵頁(yè)巖氣田焦石壩區(qū)塊焦頁(yè)4和焦頁(yè)5井區(qū)探明儲(chǔ)量予以評(píng)定,認(rèn)定焦石壩頁(yè)巖氣區(qū)塊新增探明含氣面積277km2,新增探明儲(chǔ)量2739億m3。至此,涪陵頁(yè)巖氣田探明含氣面積從107km2擴(kuò)大到384km2,探明儲(chǔ)量從1068m3增加至3806m3,成為僅次于北美的全球第二大頁(yè)巖氣田。截至9月28日,重慶涪陵頁(yè)巖氣田共完鉆227口井,投產(chǎn)146口井,建成年產(chǎn)42.35億m3,累計(jì)產(chǎn)氣30.15億m3,成為我國(guó)首個(gè)實(shí)現(xiàn)商業(yè)化開發(fā)的頁(yè)巖氣田。預(yù)計(jì)至2015年底,將建成50億m3,累計(jì)產(chǎn)氣突破40億m3。隨著涪陵頁(yè)巖氣田儲(chǔ)量擴(kuò)大,2017年底將建成產(chǎn)能100億m3[6]。

        2.1.2.2頁(yè)巖氣開發(fā)現(xiàn)狀及存在問題

        當(dāng)前,我國(guó)頁(yè)巖氣資源的勘探開發(fā)尚處于初級(jí)階段,面臨著諸多經(jīng)濟(jì)上和技術(shù)上的困難與問題,主要體現(xiàn)在:

        (1)開發(fā)經(jīng)驗(yàn)匱乏,需要技術(shù)積累,頁(yè)巖氣開發(fā)技術(shù)還不成熟,處于剛剛起步階段,加之我國(guó)的常規(guī)天然氣開發(fā)正處在蓬勃發(fā)展時(shí)期,目前也無法動(dòng)用大量人力物力去勘探開發(fā)頁(yè)巖氣資源。

        (2)頁(yè)巖氣資源的開采難度大,頁(yè)巖氣儲(chǔ)集層由巖化的黏土、有機(jī)物質(zhì)和礦物質(zhì)混合而成,盡管有機(jī)質(zhì)能夠產(chǎn)生豐富的頁(yè)巖氣,但這些紋理清楚的巖石間空隙太小,滲透率低,氣流阻力比常規(guī)天然氣大,開采難度很大。所有的井都需要實(shí)施多級(jí)壓裂改造,且頁(yè)巖氣采收率比常規(guī)天然氣低,常規(guī)天然氣采收率在60%以上,而頁(yè)巖氣僅為5%~60%。

        (3)需要比美國(guó)更先進(jìn)的技術(shù)。我國(guó)頁(yè)巖氣藏的儲(chǔ)層與美國(guó)相比有所差異,美國(guó)的頁(yè)巖氣層深度在800m~2600m,而四川盆地的頁(yè)巖氣層埋深在2000m~3500m,頁(yè)巖氣層深度的增加增添了開采難度。只要解決好技術(shù)難題,我國(guó)頁(yè)巖氣大發(fā)展指日可待。

        2.2我國(guó)非常規(guī)能源(干熱巖、頁(yè)巖氣)工作進(jìn)展及部署

        2.2.1干熱巖工作進(jìn)展

        干熱巖在熱儲(chǔ)上具有無可匹敵的優(yōu)勢(shì)。目前,世界上主要開采和利用的水熱型地?zé)幔瑑H占已探明地?zé)豳Y源的10%左右。而保守估計(jì),在3~10km深處的全球地殼中,干熱巖所蘊(yùn)藏的能量相當(dāng)于所有石油、天然氣和煤炭所蘊(yùn)藏能量的30倍。2012年,中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局初步評(píng)價(jià)了中國(guó)大陸3~10km深處干熱巖資源,總量為2.5×1025EJ,相當(dāng)于860萬億t標(biāo)煤。同年中國(guó)科學(xué)院也對(duì)3~10km深處的干熱巖資源進(jìn)行了評(píng)價(jià),得出的結(jié)論是2.09×1025EJ,兩者印證了中國(guó)干熱巖開發(fā)利用的光明前景。

        目前,山東、青海、廣東、福建等省在這個(gè)領(lǐng)域都已經(jīng)有了投入,但距離試驗(yàn)性的開發(fā)利用仍有很長(zhǎng)的路要走。近期,汪集旸、胡圣標(biāo)、龐忠和等人基于大量熱流數(shù)據(jù),編制了新版中國(guó)大陸地區(qū)熱流圖,進(jìn)而依據(jù)巖石熱物性數(shù)據(jù)庫(kù),采用體積法計(jì)算評(píng)價(jià)了中國(guó)大陸地區(qū)干熱巖地?zé)豳Y源。

        按照《全國(guó)干熱巖勘查與開發(fā)示范實(shí)施方案》,我國(guó)將評(píng)價(jià)全國(guó)干熱巖資源與潛力,找出優(yōu)先開發(fā)靶區(qū),建立干熱巖勘查示范基地,形成干熱巖勘查開發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)體系,推進(jìn)我國(guó)干熱巖技術(shù)商業(yè)化。上述目標(biāo)分三個(gè)階段完成。第一階段,2013—2015年,評(píng)價(jià)重點(diǎn)地區(qū)干熱巖資源數(shù)量與品級(jí),圈定干熱巖靶區(qū),初步建立干熱巖勘查開發(fā)試驗(yàn)研究基地?!笆濉睘榈诙A段,主要評(píng)價(jià)全國(guó)干熱巖資源的潛力,圈定第一批勘查開發(fā)利用靶區(qū),實(shí)現(xiàn)干熱巖示范工程發(fā)電,并形成我國(guó)干熱巖勘查開發(fā)指導(dǎo)方案?!笆濉焙鬄榈谌A段,希望能夠?qū)崿F(xiàn)干熱巖發(fā)電的商業(yè)性運(yùn)營(yíng),除了成本降低外,還要建立一套自有的干熱巖開發(fā)方法體系。

        2.2.2頁(yè)巖氣工作規(guī)劃部署及進(jìn)展

        國(guó)家“十二五”規(guī)劃明確要求“推進(jìn)頁(yè)巖氣等非常規(guī)油氣資源開發(fā)利用”,發(fā)展規(guī)劃目標(biāo)是:

        ①基本完成全國(guó)頁(yè)巖氣資源潛力調(diào)查與評(píng)價(jià),優(yōu)選30~50個(gè)頁(yè)巖氣遠(yuǎn)景目標(biāo)區(qū)和50~80個(gè)有利目標(biāo)區(qū)。

        ②探明頁(yè)巖氣地質(zhì)儲(chǔ)量1萬億m3,可采儲(chǔ)量2000億m3。2015年頁(yè)巖氣產(chǎn)量65億m3。

        國(guó)家頁(yè)巖氣資源“十二五”發(fā)展規(guī)劃部署:完成二維地震4.3萬km,三維地震4300km2,調(diào)查井50口,各類探井150口,水平井990口,形成適合我國(guó)地質(zhì)條件的頁(yè)巖氣地質(zhì)調(diào)查與資源評(píng)價(jià)技術(shù)方法和頁(yè)巖氣勘探開發(fā)關(guān)鍵技術(shù)。形成我國(guó)頁(yè)巖氣調(diào)查與評(píng)價(jià)、試驗(yàn)分析與測(cè)試、勘探開發(fā)、環(huán)境保護(hù)等多個(gè)領(lǐng)域的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。

        2012年4月,國(guó)土資源部制定了《全國(guó)頁(yè)巖氣資源調(diào)查評(píng)價(jià)與勘查示范》實(shí)施方案(2012-2020年)。

        3 國(guó)內(nèi)外干熱巖、頁(yè)巖氣勘查開發(fā)關(guān)鍵技術(shù)

        3.1干熱巖勘查開發(fā)關(guān)鍵技術(shù)

        3.1.1勘查技術(shù)

        目前,中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局在福建漳州龍海市開鉆第一口干熱巖科學(xué)鉆探工程,是福建干熱巖勘查鉆探示范工程孔。首先對(duì)干熱巖的分布及潛力進(jìn)行評(píng)估,尤其在福建高熱流的花崗巖地區(qū),系統(tǒng)收集區(qū)域地質(zhì)、物探、石油、地震等基礎(chǔ)研究資料,分析典型高溫巖體地?zé)豳Y源富集區(qū)的地質(zhì)、環(huán)境、地?zé)崮艿忍卣鳎醪讲槊魇?nèi)干熱巖的分布,圈定有利開發(fā)區(qū)。利用已有鉆孔,開展地溫測(cè)量、熱物理參數(shù)測(cè)定結(jié)合區(qū)域構(gòu)造分析,研究區(qū)內(nèi)的地溫場(chǎng)與大地?zé)崃鲌?chǎng)特征,通過模擬計(jì)算進(jìn)行資源潛力評(píng)估。其次,開展綜合地球物理勘查方法技術(shù)及多種地球物理數(shù)據(jù)處理、解釋、反演技術(shù)研究,結(jié)合地質(zhì)研究成果,建立地質(zhì)—地球物理勘查模型,圈定干熱巖有利部位,確定鉆孔位置。最后,進(jìn)行鉆探工藝、器具及設(shè)備配套研究;如若實(shí)施干熱巖鉆探示范工程,根據(jù)對(duì)鉆孔中采取的巖心分析測(cè)試盒測(cè)井結(jié)果驗(yàn)證,建立干熱巖勘查技術(shù)方法體系。

        3.1.2開發(fā)利用關(guān)鍵技術(shù)

        3.1.2.1地下熱水交換系統(tǒng)

        通過深井將水注入地下干熱巖體,滲透進(jìn)入巖層的縫隙并吸收地?zé)崮?,即在干熱巖體內(nèi)形成熱交換。形成熱交換主要有3種形式:人工高壓裂隙模式(最早由美國(guó)洛斯阿拉莫斯國(guó)家實(shí)驗(yàn)室提出),通過人工高壓注水到井底,干熱的巖石遇冷水,收縮形成很多裂隙,水在裂隙層間通過,完成進(jìn)水井與出水井所組成的熱循環(huán)系統(tǒng)熱交換過程;天然裂隙模式(英國(guó)卡門波礦產(chǎn)學(xué)校提出),利用地下已有的裂隙網(wǎng)絡(luò),通過注水使原先的裂隙變寬或錯(cuò)位變大,增強(qiáng)裂隙透水性能,大量的水可進(jìn)行熱交換;天然裂隙—斷層模式(由歐洲Sou1tz干熱巖工程的研究人員提出),利用天然的裂隙及斷層,不需通過人工高壓的裂隙方式,通過已有存在的斷層來連接位于進(jìn)水井和出水井之間的裂隙系統(tǒng)。最常用或研究最多的是人工高壓裂隙模式,即靠人工建造具有充分尺度和相當(dāng)壽命的、可獲得各級(jí)溫度梯度的熱儲(chǔ)層,形成多層次熱交換系統(tǒng)。

        3.1.2.2地面發(fā)電供熱系統(tǒng)

        利用從生產(chǎn)井提取到的高溫水、蒸汽等進(jìn)行發(fā)電,一般采用擴(kuò)容法及中間介質(zhì)法。擴(kuò)容法是將生產(chǎn)井中的熱水先輸送至擴(kuò)容器,通過減壓擴(kuò)容產(chǎn)生的蒸汽推動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電。西藏羊八井地?zé)犭娬揪褪菙U(kuò)容法地?zé)岚l(fā)電。目前研究比較多的是中間介質(zhì)法地?zé)岚l(fā)電:地?zé)崴ㄟ^蒸發(fā)器把低沸點(diǎn)物質(zhì)加熱,使其產(chǎn)生高壓蒸汽通過汽輪機(jī)發(fā)電,蒸發(fā)器是中間介質(zhì)法干熱巖發(fā)電的關(guān)鍵設(shè)備。

        3.1.2.3鉆井技術(shù)

        注水井和生產(chǎn)井?dāng)?shù)量根據(jù)不同情況而定。井的配置有:一口注水井和一口生產(chǎn)井(兩井模式);一口注水井和兩口生產(chǎn)井(三井模式);一口注水井和四口生產(chǎn)井(五井模式)。根據(jù)各國(guó)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn),一般采用三井模式,沿?zé)醿?chǔ)構(gòu)造長(zhǎng)軸方向布置注水井,在注水井兩側(cè)各鉆一個(gè)生產(chǎn)井,以保證獲取足夠的熱量。干熱巖地?zé)崮茉垂?yīng)的價(jià)格主要由鉆井和人工儲(chǔ)留建造的費(fèi)用決定。

        3.2頁(yè)巖氣勘查開發(fā)關(guān)鍵技術(shù)

        頁(yè)巖氣開采的關(guān)鍵技術(shù)包括水平鉆井、水力壓裂、隨鉆測(cè)井、地質(zhì)導(dǎo)向鉆井、微地震檢測(cè)等,其中大部分技術(shù)的突破與率先應(yīng)用都來自美國(guó)。美國(guó)目前已掌握了從氣藏分析、數(shù)據(jù)收集和地層評(píng)價(jià)、鉆井、壓裂到完井和生產(chǎn)的系統(tǒng)集成技術(shù),也產(chǎn)生了一批國(guó)際領(lǐng)先的專業(yè)服務(wù)公司,如哈里伯頓、斯倫貝謝、貝克休斯等。

        3.2.1頁(yè)巖氣開采特點(diǎn)

        頁(yè)巖氣產(chǎn)于滲透率極低的沉積巖中,產(chǎn)氣頁(yè)巖分布范圍廣,厚度大,普遍含氣,頁(yè)巖氣井能夠長(zhǎng)期穩(wěn)定供氣。其特點(diǎn)有:一是頁(yè)巖氣儲(chǔ)集層為低孔、低滲透特征,氣流阻力比常規(guī)天然氣大,生產(chǎn)能力低,難開采,所有生產(chǎn)井都需要壓裂改造才能生產(chǎn);二是生產(chǎn)井壽命與和生產(chǎn)周期長(zhǎng),可達(dá)30年以上;三是采收率低于常規(guī)天然氣,且變化大,因埋藏深度、地層壓力、有機(jī)質(zhì)含量和吸附氣量等的不同,采收率不同。

        3.2.2鉆完井工藝技術(shù)

        (1)鉆井技術(shù)。為了使頁(yè)巖裂隙中的天然氣盡可能多流入井筒,必須合理利用儲(chǔ)層中的裂隙,使井筒穿過盡可能多的儲(chǔ)層?,F(xiàn)在多采用水平鉆井技術(shù)來進(jìn)行頁(yè)巖氣開采,其成本是垂直井的1~1.5倍,但產(chǎn)量是垂直井的3倍,水平鉆井技術(shù)是頁(yè)巖氣藏開發(fā)成功的關(guān)鍵。國(guó)外有旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向技術(shù)、隨鉆測(cè)井技術(shù)和隨鉆測(cè)量技術(shù),使井眼軌跡在所設(shè)定的層段內(nèi)鉆進(jìn),提高頁(yè)巖氣的流動(dòng)效率和產(chǎn)能。

        (2)完井技術(shù)。頁(yè)巖氣井的完井方式主要有組合式橋塞完井、水力噴射射孔完井和機(jī)械式組合完井。組合式橋塞完井是水平井最常用的完井方法,水力噴射射孔完井主要用于直井或水平套管井。

        3.2.3壓裂技術(shù)

        目前最常用的壓裂技術(shù)有清水壓裂技術(shù)、重復(fù)壓裂技術(shù)、水平井分段壓裂技術(shù)以及同步壓裂技術(shù)。其中,水平井分段壓裂技術(shù)廣泛應(yīng)用于頁(yè)巖氣開采中;清水壓裂技術(shù)是指在清水中添加少量減阻劑、粘土穩(wěn)定劑和表面活性劑為壓裂液來進(jìn)行的壓裂。

        據(jù)悉,我國(guó)用于地下水平井進(jìn)行分段的分割器——橋塞等技術(shù)商用成功,這使得中國(guó)成為繼美國(guó)和加拿大后,第三個(gè)使用自主技術(shù)裝備進(jìn)行頁(yè)巖氣商業(yè)開采的國(guó)家。經(jīng)過近三年的攻關(guān),中石化石油工程公司初步形成了適用于中國(guó)部分地區(qū)頁(yè)巖氣開采的自有鉆井技術(shù)體系,基本滿足了安全、快速的鉆井工程需要[7]。

        4 福建省非常規(guī)能源(干熱巖、頁(yè)巖氣)研究現(xiàn)狀及進(jìn)展

        4.1福建省干熱巖、頁(yè)巖氣研究現(xiàn)狀

        4.1.1干熱巖研究現(xiàn)狀

        我省對(duì)于干熱巖的研究尚屬于起步階段,主要開展學(xué)術(shù)交流、探索研究,并未建立干熱巖技術(shù)研發(fā)基地和裝備條件,以往的地?zé)衢_采一般在1000m以內(nèi),以淺層地?zé)衢_發(fā)為主。淺層地?zé)岬拇罅块_采在一些地區(qū)造成了地下水位大幅度下降、地面沉降等后果,同時(shí)淺層地?zé)岬臏囟?、水量等難以滿足高附加值的相關(guān)領(lǐng)域,諸如發(fā)電、工業(yè)加工、農(nóng)副業(yè)加工等的需要。這使得對(duì)干熱巖的研究及工程應(yīng)用成為今后我省地?zé)豳Y源開發(fā)的主導(dǎo)方向。

        汪集旸等人基于大量熱流數(shù)據(jù),編制了新版中國(guó)大陸地區(qū)熱流圖,進(jìn)而依據(jù)巖石熱物性數(shù)據(jù)庫(kù),采用體積法計(jì)算評(píng)價(jià)了中國(guó)大陸地區(qū)干熱巖地?zé)豳Y源[8]。

        為了弄清中國(guó)東部(含福建地區(qū))巖石圈內(nèi)不同深度的溫度狀態(tài),萬天豐等綜合了許多學(xué)者的研究方法,在對(duì)全國(guó)干熱巖進(jìn)行評(píng)估的同時(shí),對(duì)福建省干熱巖資源賦存進(jìn)行了估算[9]。

        王貴玲等先后開展了全國(guó)干熱巖資源潛力評(píng)估,編制了1∶500萬全國(guó)大地?zé)崃鲌D、全國(guó)居里面埋深圖、全國(guó)酸性巖體分布圖以及全國(guó)控?zé)針?gòu)造圖,圈定了潛力區(qū)的范圍,確定了我國(guó)干熱巖資源勘查開發(fā)有利地區(qū)。其中,通過對(duì)北?!V荩?370km)剖面居里面深度—大地?zé)崃髦档膶?duì)比分析,初步確定了位于九龍江斷裂的漳州中更新世花崗巖區(qū)為干熱巖東南沿海重點(diǎn)靶區(qū)[10]。

        陳泉霖等人從熱流值分布、放射性元素豐度較高的花崗巖體特征、構(gòu)造背景等方面分析了干熱巖資源前景,并從勘探原則、技術(shù)手段、鉆探關(guān)鍵技術(shù)與裝備等方面對(duì)福建省干熱巖資源調(diào)查工作提出了建議[11]。

        莊慶祥提出了5條干熱巖增強(qiáng)型地?zé)嵯到y(tǒng)備選靶區(qū)的選址標(biāo)準(zhǔn),供相關(guān)單位開發(fā)綜合利用干熱巖地?zé)豳Y源勘查、評(píng)估、選址、開采鉆探、項(xiàng)目利用規(guī)劃與設(shè)計(jì)等參考[12]。

        4.1.2頁(yè)巖氣研究現(xiàn)狀

        福建省頁(yè)巖氣的研究工作基本空白,2008年,國(guó)土資源部設(shè)立了“中國(guó)重點(diǎn)地區(qū)頁(yè)巖氣資源潛力及有利區(qū)域優(yōu)選”項(xiàng)目,重點(diǎn)研究四川、松遼等盆地和中下?lián)P子中、古生界海相頁(yè)巖區(qū)。國(guó)土資源部2012年4月《全國(guó)頁(yè)巖氣資源調(diào)查評(píng)價(jià)與勘查示范》實(shí)施方案(2012-2020年)(送審稿)確定了“閩西南遠(yuǎn)景區(qū)頁(yè)巖氣調(diào)查評(píng)價(jià)”和“福建永安有利目標(biāo)區(qū)頁(yè)巖氣調(diào)查評(píng)價(jià)”,將于2016年完成評(píng)價(jià)工作,預(yù)期劃出有利區(qū)塊1處。

        福建省煤田地質(zhì)局于2012—2013年先后對(duì)臨近的江西、湖南兩省頁(yè)巖氣的地質(zhì)工作開展了調(diào)研。通過調(diào)研,結(jié)合福建省的地層情況,提出了對(duì)福建開展頁(yè)巖氣資源調(diào)查與評(píng)價(jià)的可能進(jìn)行了論證;重點(diǎn)收集了以往油氣地質(zhì)工作及煤田地質(zhì)工作資料,提出了可能賦存頁(yè)巖氣的地層及區(qū)域。

        4.2福建省干熱巖、頁(yè)巖氣工作進(jìn)展

        4.2.1干熱巖工作進(jìn)展

        2013年,中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局啟動(dòng)了我國(guó)干熱巖資源調(diào)查評(píng)價(jià)工作,在福建省開展了區(qū)域地質(zhì)調(diào)查及深部地球物理勘查。

        2014年6月,福建省地質(zhì)調(diào)查研究院提交了《福建干熱巖資源潛力評(píng)價(jià)與示范靶區(qū)研究》,通過對(duì)已有物探資料的分析,對(duì)深部溫度場(chǎng)建立模型,認(rèn)為德化及漳州兩個(gè)靶區(qū)進(jìn)行干熱巖進(jìn)一步研究的潛力巨大,兩個(gè)靶區(qū)地下深部可能含有可供開發(fā)利用的干熱巖資源。在區(qū)域構(gòu)造上,漳州位于歐亞大陸板塊東南緣與菲律賓海板塊的交接部位,中—新生代處于瀕太平洋陸緣活動(dòng)帶并以強(qiáng)烈的構(gòu)造-巖漿活動(dòng)著稱,屬環(huán)太平洋巖漿帶的組成部分。龍?!闹菀粠?,地質(zhì)構(gòu)造較復(fù)雜,第四紀(jì)活動(dòng)斷層發(fā)育(活動(dòng)斷裂是指15萬年以來活動(dòng)的斷裂),由于區(qū)內(nèi)廣泛出露花崗巖和火山巖等脆性巖石,褶皺構(gòu)造不發(fā)育,因此斷裂構(gòu)造和斷裂變質(zhì)帶最為突出,這些斷裂構(gòu)造大多形成于燕山期,部分在喜馬拉亞期仍有活動(dòng),北西、北東最為發(fā)育,其次是東西、南北向分布零星[13]。從漳州地招ZK8、漳州舊汽車站和漳州溫泉大廈ZK2等鉆孔分析計(jì)算所得的區(qū)域大地?zé)崃髦到Y(jié)果較為一致,都在209.3mW/m2左右[13]。東南沿海地區(qū)地溫梯度一般在2.0~3.0℃ /100m之間,而漳州地區(qū)一帶,溫泉分布較為集中,溫度亦較高,其地溫梯度一般都大于4.0℃ /100m[13]。

        為了進(jìn)一步了解深部熱狀態(tài),中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院在漳州地區(qū)設(shè)計(jì)布置了一系列區(qū)域重力測(cè)量及大地電磁測(cè)深測(cè)線。根據(jù)解譯結(jié)果,推斷剖面的東部及西部7公里以下存在較大范圍的低阻體,推斷為半融熔巖體。與之對(duì)應(yīng)地表位置為清泉林場(chǎng)地區(qū)及白水鎮(zhèn)、東園鎮(zhèn)地區(qū)[13]。

        2014年6月,福建省煤田地質(zhì)局啟動(dòng)“福建省干熱巖地?zé)豳Y源有利區(qū)評(píng)價(jià)”項(xiàng)目,通過向中國(guó)地質(zhì)大學(xué)咨詢,在系統(tǒng)收集和分析區(qū)域基礎(chǔ)地質(zhì)資料、區(qū)域地球物理特征、區(qū)域地?zé)豳Y料等基礎(chǔ)上,采用野外地質(zhì)調(diào)查、深部地球物理勘探和地球化學(xué)分析測(cè)試等技術(shù)手段,圈定了5個(gè)干熱巖資源開發(fā)的有利靶區(qū)。

        2014年12月,中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局根據(jù)大地?zé)崃鞣植?、居里面埋深、控?zé)針?gòu)造等調(diào)查結(jié)果,結(jié)合地球物理勘查MT反演成果圖、剩余重力異常圖得出的熱異常分析結(jié)果,提交了《東南沿海深部地?zé)峥茖W(xué)鉆探工程HDR-1孔選址報(bào)告》,結(jié)合地球物理解譯與野外巖性、構(gòu)造勘查,選擇了清泉林場(chǎng)目標(biāo)區(qū)高速公路北側(cè)為HDR-1孔的位置,設(shè)計(jì)孔深4000米,于2015年5月15日開鉆。目前該孔鉆探深度2100米,測(cè)溫60℃。

        4.2.2頁(yè)巖氣工作進(jìn)展

        2014年底,福建省煤田地質(zhì)非常規(guī)能源調(diào)查研究院提交了“福建省頁(yè)巖氣資源潛力調(diào)查與評(píng)價(jià)”項(xiàng)目的實(shí)施方案,對(duì)福建省頁(yè)巖氣資源潛力進(jìn)行調(diào)查與評(píng)價(jià),重點(diǎn)工作放在閩西南凹陷帶內(nèi)。計(jì)劃采取富有機(jī)質(zhì)頁(yè)(泥)巖樣品200件;以往煤田勘查施工鉆孔觀察30個(gè);線路調(diào)查60千米;深部鉆探550米(擴(kuò)深取樣測(cè)氣)。目前已完成樣品采集165件,以往鉆孔觀察23個(gè),現(xiàn)場(chǎng)測(cè)氣3次,擴(kuò)深近300米。調(diào)查礦區(qū)數(shù)25個(gè)。尚未提交科研成果。

        2014年,中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局下達(dá)“福建閩南地區(qū)頁(yè)巖氣選區(qū)評(píng)價(jià)”項(xiàng)目,由福建省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局承擔(dān),工作起止年限為2014—2016年;計(jì)劃投入資金100萬元,實(shí)物工作量:油氣地質(zhì)剖面測(cè)量(1∶1000)15km,老井復(fù)查5口,樣品分析化驗(yàn)200項(xiàng)次,目前工作正在進(jìn)行中,尚未評(píng)價(jià)。

        5 我省非常規(guī)能源(干熱巖、頁(yè)巖氣)成藏地質(zhì)條件

        5.1干熱巖、頁(yè)巖氣成藏機(jī)理

        5.1.1干熱巖成藏機(jī)理

        溫泉是地?zé)崮茉诘厍虮砻娴囊环N重要顯示,是地?zé)豳Y源中可以直接觀察到、并容易開發(fā)利用的那一部分。但是溫泉的分布僅限于局部地區(qū),我國(guó)更為廣闊的地區(qū)是無溫泉出露而又具有隱伏地?zé)豳Y源潛力的廣大平原地區(qū),即有較厚覆蓋層的大、中型中、新生代盆地,有大型熱源的存在。

        干熱巖的熱能賦存于巖石中,較常見的巖石有黑云母片麻巖、花崗巖、花崗閃長(zhǎng)巖以及花崗巖小丘等(Tenzer,2001)。一般干熱巖上覆蓋有沉積巖或土等隔熱層[2]。

        一般而言,形成地?zé)豳Y源的地?zé)嵩粗饕腥N,即地幔供熱、巖漿體供熱和放射性元素生熱。在漫長(zhǎng)的地史時(shí)期,后兩者的熱能通過在巨型巖體中的聚集和巨厚隔熱層的保護(hù),在構(gòu)造運(yùn)動(dòng)不強(qiáng)烈的地區(qū),因無強(qiáng)烈的運(yùn)動(dòng)使熱能得以釋放,聚集的熱能在巨型巖體中保存起來,形成了高溫的熱源[2]。

        從區(qū)域重力資料計(jì)算的福建省莫霍面深度圖(圖1)上看,福建省的莫霍面形態(tài)整體呈北東向的槽形坳陷,且北東端與南西端分別延入浙江省與廣東省,莫霍面深度在沿海最淺為 26.5km,在連城最深為 31.0 km,莫霍面最大深度差為4.5 km。從沿海向內(nèi)陸,莫霍面深度從淺→深→淺趨勢(shì)變化。按莫霍面的深度變化特征,以福安—南靖、武夷山—武平兩條線為界,可把我省劃分成三個(gè)帶,其是閩東莫霍面陡坡帶位于福安—南靖一線以東,為北東向向內(nèi)陸的斜坡,呈陡坡狀,莫霍面埋深變化 26.5km~30.0km,最大水平梯度變化為 36m/km。本帶對(duì)應(yīng)福建沿海重力異常梯級(jí)帶,布格重力異常具規(guī)模宏大、形態(tài)清晰、變化急劇的特點(diǎn),同時(shí)具有磁場(chǎng)強(qiáng)度大、變化劇烈的特征[13]。

        圖1 福建省莫霍面深度及深部構(gòu)造分區(qū)圖(重力計(jì)算)

        根據(jù)福建省熱流值資料編制全省大地?zé)崃髦捣植紙D(圖2),可以看出全省高熱流值區(qū)有3塊,即漳州—南靖、德化—福州和永安片區(qū),它們分別受九龍江斷裂、長(zhǎng)樂—詔安斷裂、閩江下游斷裂、永安—晉江斷裂控制。該特點(diǎn)反映了漳州地區(qū)屬于正異常的熱流區(qū),也說明了本地深部地殼結(jié)構(gòu)和區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造組合有利于干熱巖的形成,存在干熱巖形成條件[13]。

        漳州—南靖熱異常區(qū)位于九龍江流域斷口處。從漳州地招ZK8孔、漳州舊汽車站和漳州溫泉大廈ZK2孔分析計(jì)算熱流值(見表1),計(jì)算結(jié)果較為一致,都在209.3 mW/m2。它們分布在異常區(qū)的不同部位,相隔有一段距離,距離地下熱水中心的距離不同,受水熱活動(dòng)影響程度也不盡相同,所以對(duì)熱流值異常區(qū)熱流值具有一定的代表性。雖然一定程度上熱流值受地下熱水活動(dòng)影響,但還是反映了該地大地?zé)崃髦递^高,江口段構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)烈,可能是存在上地幔物質(zhì)上升對(duì)活動(dòng)影響[13]。

        圖2 福建省大地?zé)崃髦档戎稻€圖(單位:mW/m2)

        從福建東南地區(qū)熱流數(shù)據(jù)及地溫場(chǎng)分布特征來看(見表1):東南沿海地區(qū)地溫梯度一般在2~3℃ /100m之間,而漳州地區(qū)一帶溫泉較為集中,溫度也較高,其地溫梯度一般都大于4℃ /100m,與世界花崗巖中同類元素比較,漳州不同時(shí)期花崗巖體巖石中的U、Th平均含量約高1倍左右,表明漳州地區(qū)地下深部可能蘊(yùn)藏較高溫度的地?zé)豳Y源[13]。

        根據(jù)胡衛(wèi)劍等人的研究結(jié)果,漳州地區(qū)的莫霍面深度為25km。當(dāng)?shù)貧ぐl(fā)生減壓增溫作用時(shí),就比較容易越過巖石的固相線,以致形成局部的熔融巖漿[15]。莫霍面深度小,也就是地幔凸起,與地?zé)岙惓8呦嘁恢拢蒯M蛊鸩粌H影響到地表斷裂構(gòu)造,同時(shí)也控制著高溫溫泉的分布范圍,為地?zé)嵫芯刻峁┝松畈繕?gòu)造背景。從地球系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)角度來看,產(chǎn)于活動(dòng)固態(tài)—半固態(tài)流變熱構(gòu)造系統(tǒng)的干熱巖主要是外來熱,真正的熱源是放射性元素的裂變與聚變。熱能總是從高能區(qū)傳遞到低能區(qū),地核是最大的熱動(dòng)力源區(qū),主導(dǎo)了開放地球系統(tǒng)的物質(zhì)運(yùn)動(dòng)規(guī)律和能量傳遞系統(tǒng),多級(jí)垂平轉(zhuǎn)換相結(jié)合的熱流物質(zhì)循環(huán)運(yùn)動(dòng)形成了洋陸體系及其相關(guān)聯(lián)的盆山體系。對(duì)于大陸盆山構(gòu)造系統(tǒng)而言,形成盆地的能量主要是地幔軟流圈底辟作用攜帶的外來熱能,地幔熱隆伸展注入盆地的部分熱能通過下地殼熱流物質(zhì)順層流動(dòng)傳遞到相鄰的造山帶,同時(shí)造山帶地殼加厚,其核部顯著加厚區(qū)下地殼生成新的熱源區(qū),下地殼巖石部分熔融形成埃達(dá)克質(zhì)巖漿巖。盆山系統(tǒng)不同類型的低密度巖漿垂向流動(dòng),為其上的巖石固態(tài)流變、側(cè)向?qū)恿魈峁﹦?dòng)力來源,并構(gòu)成動(dòng)態(tài)的盆山地殼物質(zhì)循環(huán)系統(tǒng),大陸地殼半固態(tài)—固態(tài)流變物質(zhì)的側(cè)向?qū)恿髡歉蔁釒r形成的直接因素[15]。

        表1 福建東南地區(qū)熱流數(shù)據(jù)及溫度梯度(福建地?zé)岬厍蛭锢硌芯浚?/p>

        5.1.2頁(yè)巖氣成藏機(jī)理

        根據(jù)頁(yè)巖氣基本特征,在不同的成藏條件下,頁(yè)巖氣成藏可以表現(xiàn)為典型的吸附機(jī)理、活塞運(yùn)聚機(jī)理或置換運(yùn)聚機(jī)理,頁(yè)巖氣成藏經(jīng)歷了非常復(fù)雜的多機(jī)理過程。在成藏機(jī)理特征上,頁(yè)巖氣介于根狀氣(典型的吸附氣,如煤層氣藏)、根緣氣(典型活塞式成藏的游離氣,如狹義深盆氣藏)和根遠(yuǎn)氣(典型置換式運(yùn)聚的游離氣,如常規(guī)的背斜圈閉氣藏)三大類氣藏之間。由于頁(yè)巖氣在主體上表現(xiàn)為吸附或游離狀態(tài),成藏過程中沒有或僅有極短距離的運(yùn)移,頁(yè)巖氣藏具有典型煤層氣和典型根緣氣的雙重機(jī)理,表現(xiàn)為過渡特征。

        頁(yè)巖氣的成藏至少分為兩個(gè)階段:第一階段是天然氣的生成與吸附,具有與煤層氣相同的富集成藏機(jī)理;第二階段則是天然氣的造隙及排出,由于天然氣的生成來自于化學(xué)能的轉(zhuǎn)化,可以形成高于地層壓力的排氣壓力,從而導(dǎo)致沿巖石的薄弱面產(chǎn)生小規(guī)模的裂縫,天然氣就近在裂縫中保存。在該階段中,天然氣主體上受生氣膨脹力的推動(dòng)而成藏,近源分布且不受浮力作用,反映了活塞式的運(yùn)聚特征,與根緣氣具有相同的形成機(jī)理;如果天然氣生成量繼續(xù)增加,則裂隙彼此連通構(gòu)成較大的裂縫網(wǎng)絡(luò)(運(yùn)移高速通道),浮力作用促使天然氣以置換方式從泥頁(yè)巖層向外運(yùn)移,為常規(guī)圈閉氣的成藏打開了通道,此時(shí)進(jìn)入第三成藏階段。

        影響頁(yè)巖氣成藏的主要因素是源巖的有機(jī)質(zhì)含量及其生氣作用,而控制天然氣自然產(chǎn)能的主要條件是頁(yè)巖中的裂縫發(fā)育程度。因此,頁(yè)巖氣成藏并具有工業(yè)價(jià)值的基本條件是氣藏埋藏較淺且泥頁(yè)巖厚度較大,母質(zhì)豐富且生氣強(qiáng)度較大以及裂縫發(fā)育等。在中國(guó),許多盆地具有頁(yè)巖氣成藏條件,如西部地區(qū)的吐哈、塔里木和準(zhǔn)噶爾盆地等,中部地區(qū)的四川和鄂爾多斯盆地等,東部地區(qū)的松遼和渤海灣盆地等[16]。

        5.2成藏條件

        5.2.1干熱巖成藏條件

        干熱巖勘探是深部地質(zhì)勘探,與水熱型地?zé)峥碧胶退牡刭|(zhì)勘探工作有差別,要著重尋找?guī)r體放射性元素豐度高、巖體完整、破壞性小的燕山期巨型花崗巖體。

        (1)巖體的放射性元素豐度。中國(guó)東南地區(qū)的巖石中,花崗巖的生熱率是最高的(見表2)。

        表2 中國(guó)東南地區(qū)巖石生熱率

        (2)燕山期晚期花崗巖。根據(jù)鄰近區(qū)域——南嶺各期花崗巖的生熱率來看,燕山期花崗巖的生熱率最高(見表3)。

        表3 南嶺各期次花崗巖放射性元素含量及生熱率

        (3)巨型巖體。因干熱巖熱源主要來自深部放射源元素衰變,須是分布達(dá)數(shù)十平方公里的巨型巖體才能夠聚集熱量且加以保存。若不具備這種條件,即使熱源滿足前兩項(xiàng)條件,發(fā)電利用價(jià)值也不夠大。故應(yīng)在滿足前兩項(xiàng)條件基礎(chǔ)上,選擇巨型巖體。

        (4)巖體的完整性好,破壞性小。對(duì)于傳統(tǒng)水熱型地?zé)豳Y源,熱能的載體孔隙水開采后的補(bǔ)給和加熱率很慢,因此資源量概算一般基于留存水層的最大允許沉降量( 陳墨香等,1994),故需要有斷裂通過裂隙水的循環(huán)將熱量帶上來。而干熱巖發(fā)電需要熱源穩(wěn)定持續(xù),故需要尋找完整性好且破壞性小的巖體,從而提供源源不斷的熱能。另外,由于干熱巖循環(huán)送熱的特點(diǎn),熱消耗速度直接取決于周圍巖體對(duì)壓裂部分的補(bǔ)給速度,因此在實(shí)際開采中通過多井輪采等手段進(jìn)一步提升可采資源量。

        5.2.2頁(yè)巖氣藏條件

        (1)沉積盆地環(huán)境

        ①晚古代盆地條件分析。頁(yè)巖氣成藏有利區(qū)域在陸相盆地中,湖沼相和三角洲相沉積產(chǎn)物一般是頁(yè)巖氣成藏的最好條件,但通常位于或接近于盆地的沉降—沉積中心處,導(dǎo)致頁(yè)巖氣的分布有利區(qū)主要集中于盆地中心處,從天然氣的生成角度分析,生物氣的產(chǎn)生需要厭氧環(huán)境,而熱成因氣的產(chǎn)生也需要較高的溫度條件,因此靠近盆地中心方向是頁(yè)巖氣成藏的有利區(qū)域。華南地區(qū)在加里東運(yùn)動(dòng)后,在海西期,楊子板塊和華夏陸塊之間發(fā)育了內(nèi)克拉通盆地及陸表海盆地。閩西南坳陷為晚古生代陸表海盆地的東南部分,方向以北東向?yàn)橹?,其東側(cè)為華夏陸塊,棲霞期以后總體為淺水碎屑巖沉積為主。

        閩西南晚古生代盆地充填序列沉積相類型較為豐富,主要為障壁島—瀉湖、潮坪、海灣、淺海陸架、碳酸鹽臺(tái)地和深海盆地、殘積平原、河流湖泊等。中二疊世早期,海侵達(dá)到高潮,棲霞期各地均為碳酸鹽沉積,巖相差異不大。中二疊世晚期(茅口期),茅口期早期—孤峰期,閩西南坳陷各地開始分異,沉積了淺海陸棚泥巖(文筆山組);之后地殼抬升,明顯海退,由淺海變?yōu)閺V闊的障壁島瀉湖沉積環(huán)境,氣候溫暖濕潤(rùn),植物極為繁茂,沉積了厚300m以上的童子巖組一段含煤地層;茅口期中期—冷塢早期,二段地層反映了一次海侵過程的加強(qiáng),二段底標(biāo)為富含腕足類的泥質(zhì)灰?guī)r,其上為泥、頁(yè)巖。茅口期晚期—冷塢晚期,表現(xiàn)為明顯的海退序列,沉積了厚400m以上的童子巖組三段含煤地層。晚二疊世早期—冷塢末期,由于東吳運(yùn)動(dòng)的影響,地殼抬升一度受剝蝕,造成翠屏山組與童子巖組假整合接觸。本期處于陸相沉積環(huán)境,僅有短期海陸交互相出現(xiàn),形成厚度較大的翠屏山組粗碎屑巖及其上的含煤、砂泥巖沉積。晚二疊世晚期直至早三疊世,本區(qū)又開始新的海侵,處于淺海沉積環(huán)境,腕足類、頭足類繁生,造成大隆組富含海相生物化石的粉砂巖夾透鏡狀灰?guī)r沉積;與此同時(shí),龍巖東北部的漳平一帶,水體較深,有孔蟲大量出現(xiàn),造成長(zhǎng)興灰?guī)r、硅質(zhì)巖和泥質(zhì)巖沉積。

        頁(yè)巖氣藏形成的主體是富有機(jī)質(zhì)頁(yè)巖,它主要形成于盆地相、大陸斜坡、臺(tái)地凹陷等水體相對(duì)穩(wěn)定的海洋環(huán)境和深湖相、較深湖相以及部分淺湖相帶的陸相湖盆沉積體系,具有低于風(fēng)暴浪基面和低氧帶的缺氧厭氧特征,沉積營(yíng)力基本上通過濁流、泥石流、密度流等懸浮機(jī)制完成,屬于靜水深斜坡盆地相。生物成因氣的富集環(huán)境不同于熱成因型頁(yè)巖氣。富含有機(jī)質(zhì)的淺海地帶,寒冷氣候下鹽度較低、水深較大的極地海域,以及大陸干旱-半干旱的咸水湖泊都是生物成因氣形成的有利沉積環(huán)境;而缺氧和少硫酸鹽是生物氣大量生成的生化環(huán)境。在陸相環(huán)境中,由于淡水湖相鹽度低,缺乏硫酸鹽類礦物,甲烷在靠近地表不深的地帶即可形成。但由于埋得太淺,大部分散失或被氧化,不易形成氣藏。只有在半咸水湖和咸水湖,特別是堿性咸水湖中,可以抑制甲烷菌過早地大量繁殖,同時(shí)也有利于有機(jī)質(zhì)的保存。埋藏到一定深度后,有機(jī)質(zhì)分解,使pH值降低到6.5~7.5范圍時(shí),產(chǎn)甲烷的細(xì)菌才能大量繁殖。這時(shí)形成的甲烷就比較容易保存,并能在一個(gè)條件下聚集成氣藏(見圖3)。

        圖3 頁(yè)巖氣成藏的有利區(qū)域圖

        ②成藏地層分析。2008年,國(guó)土資源部設(shè)立了頁(yè)巖氣項(xiàng)目“中國(guó)重點(diǎn)地區(qū)頁(yè)巖氣資源潛力及有利區(qū)域優(yōu)選”,重點(diǎn)研究四川、松遼等盆地和中下?lián)P子中、古生界海相頁(yè)巖區(qū)。根據(jù)上述的研究重點(diǎn)區(qū)域,結(jié)合福建省的區(qū)域地質(zhì)條件及構(gòu)造演化特點(diǎn),古生界中的寒武紀(jì)、奧陶紀(jì)地層中的泥頁(yè)巖變質(zhì)程度高基本上達(dá)到千枚巖化—片巖化;志留紀(jì)地層缺失;泥盆紀(jì)—石炭紀(jì)以陸相粗碎屑沉積為主,頂部為碳酸鹽相沉積;侏羅紀(jì)之后也以陸相粗碎屑沉積為主,與“中國(guó)重點(diǎn)地區(qū)頁(yè)巖氣資源潛力及有利區(qū)域優(yōu)選”研究結(jié)果對(duì)比,不具備含頁(yè)巖氣的基本條件。通過對(duì)比,具備頁(yè)巖氣地層主要賦存地層二疊系、三疊系(見表4)。

        表4 各主要有利層段厚度

        除上述主要層段外,應(yīng)綜合考慮晚三疊系的大坑組(焦坑組)、文賓山組、及二疊系的翠屏山組地層,上述地層同樣夾有泥頁(yè)巖層段。

        (2)地球化學(xué)條件。頁(yè)巖層的地球化學(xué)特征是頁(yè)巖氣成藏的主要控制因素,包括有機(jī)碳含量、干酪根類型、熱演化程度等,直接影響頁(yè)巖氣的成藏。有機(jī)碳是頁(yè)巖生氣的物質(zhì)基礎(chǔ),決定頁(yè)巖的生烴能力,孔隙發(fā)育決定了頁(yè)巖的吸附氣大小,并且是頁(yè)巖孔隙空間增加的重要因素之一,決定頁(yè)巖新增游離氣的能力。

        (3)上覆蓋層厚度對(duì)成藏的影響。研究資料表明,上覆蓋層對(duì)頁(yè)巖氣的成藏影響較大,上部蓋層厚有利頁(yè)巖氣的保存,一般評(píng)價(jià)頁(yè)巖氣的區(qū)域要求深度大于800m以上。

        (4)構(gòu)造對(duì)頁(yè)巖氣成藏的影響。構(gòu)造作用對(duì)頁(yè)巖氣的生成和聚集有著重要的影響,主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:

        ①構(gòu)造作用能夠直接影響頁(yè)巖的沉積作用和成巖作用,進(jìn)而對(duì)頁(yè)巖的生烴過程和儲(chǔ)集性能產(chǎn)生影響;

        ②構(gòu)造作用會(huì)造成頁(yè)巖地層的抬升和下降,從而控制頁(yè)巖氣的成藏過程;

        ③構(gòu)造作用可以產(chǎn)生裂縫,從而有效改善頁(yè)巖的儲(chǔ)集性能,對(duì)儲(chǔ)層滲透率的改善尤其明顯。另外,雖然頁(yè)巖氣成藏不需要圈閉條件,但圈閉的存在能夠提高頁(yè)巖密閉性,構(gòu)成最有效的封閉條件。

        5.3資源潛力分析

        5.3.1干熱巖資源潛力分析

        干熱巖所蘊(yùn)含的地?zé)豳Y源量取決于干熱巖的溫度及干熱巖巖石的熱物性。干熱巖地?zé)豳Y源總量或稱資源基數(shù)Q就是低孔滲(忽略巖石中流體的儲(chǔ)熱量)巖石介質(zhì)中所賦存的熱量,計(jì)算公式如下:

        其中,ρ 為巖石密度,Cp為巖石比熱,V 為巖石體體積,T 為特定深度上的巖石溫度,T0為地表平均溫度或特定參考溫度。鑒于現(xiàn)階段鉆探技術(shù)水平和地?zé)豳Y源的經(jīng)濟(jì)開采深度,目前干熱巖的評(píng)價(jià)深度限于地殼淺部10km 以內(nèi)。通常在一個(gè)獨(dú)立的水文地質(zhì)單元內(nèi),地形起伏的相對(duì)高差在3km 左右,于是天然水熱型地?zé)嵯到y(tǒng)中地下水的循環(huán)深度在3km 左右,亦即地殼淺部水熱型地?zé)豳Y源主要存在于3km 以淺。此外,在以熱傳導(dǎo)為主的非火山活動(dòng)區(qū),3km 以淺的地殼表層不可能具有較高溫的干熱巖,因此,通常將干熱巖評(píng)價(jià)的深度范圍限定在3km~10km。無論從鉆井的深度,還是鉆井的密度而言,深部溫度不能完全直接進(jìn)行測(cè)量,而只能依據(jù)鉆井溫度測(cè)量和巖石熱物性測(cè)試結(jié)果,基于穩(wěn)態(tài)熱傳導(dǎo)理論進(jìn)行深部溫度的計(jì)算,從而獲得深部溫度及干熱巖熱儲(chǔ)量。進(jìn)行干熱巖地?zé)豳Y源量評(píng)價(jià)的直接參數(shù)是深部溫度,而決定不同深度(z)溫度分布的參數(shù)包括:地表溫度T0,地表熱流q0,巖石生熱率K,巖石生熱率A。其中,地表溫度可以由地表多年平均氣溫得到,地表熱流則來自鉆井溫度和巖石熱導(dǎo)率測(cè)量,在一維穩(wěn)態(tài)熱傳導(dǎo)條件下,對(duì)于均勻?qū)訝畹某练e巖分布區(qū), 其單層內(nèi)熱導(dǎo)率和生熱率可以近似為常數(shù),依不同巖性取其實(shí)測(cè)平均值即可,相應(yīng)的深部溫度可由下式進(jìn)行計(jì)算:

        而對(duì)于深變質(zhì)巖和火成巖分布區(qū),熱導(dǎo)率依然可以視巖性分別取值,但生熱率則不然,由于高溫條件下較強(qiáng)的地球化學(xué)分異,放射性生熱元素(U、Th、K)會(huì)向淺部富集,從而隨深度呈指數(shù)衰減[2]。

        其中,D 為放射性生熱元素富集層的厚度;A0為地表生熱率(A0= 10-5×ρ×(9.52 ×CU+ 2.56×CTh+ 3.48×CK))。對(duì)應(yīng)的深部溫度為:

        汪集旸根據(jù)所獲得的深部溫度結(jié)果,采取體積法計(jì)算了中國(guó)大陸地區(qū)(未含臺(tái)灣)干熱巖地?zé)豳Y源量。計(jì)算時(shí),垂向上以1km厚度的板片為單位,分別計(jì)算3km~10km深度段的干熱巖地?zé)豳Y源量,總計(jì)為20.9×106EJ,合714.9×1012t標(biāo)準(zhǔn)煤。其中,中國(guó)東南地區(qū)(福建、廣東)1.73×106EJ,合58.9×1012t標(biāo)準(zhǔn)煤[2]。

        5.3.2頁(yè)巖氣資源潛力分析

        (1)根據(jù)成藏地層潛力分析,在海西期,楊子板塊和華夏陸塊之間發(fā)育了內(nèi)克拉通盆地及陸表海盆地。閩西南坳陷為晚古生代陸表海盆地的東南部分,自中二疊世早期至早三疊世,閩西南凹陷帶經(jīng)歷了數(shù)次長(zhǎng)時(shí)間的海侵—海退旋回過程,形成了海相—海陸交互相的厚層沉積層,充填序列沉積相類型較為豐富,具有多種類型的有機(jī)質(zhì)埋藏歷史,是具有生烴潛力的良好目標(biāo)層。

        (2)成藏構(gòu)造分區(qū)分析,福建省內(nèi)寒武紀(jì)、奧陶紀(jì)的泥頁(yè)巖變質(zhì)程度高,志留紀(jì)地層缺失,泥盆紀(jì)—石炭紀(jì)及侏羅系紀(jì)之后均以陸相粗碎屑沉積為主,依據(jù)“中國(guó)重點(diǎn)地區(qū)頁(yè)巖氣資源潛力及有利區(qū)域優(yōu)選”評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),將閩西南坳陷的二疊紀(jì)、三疊紀(jì)地層確定為我省頁(yè)巖氣資源預(yù)測(cè)區(qū)和有利區(qū)進(jìn)行評(píng)價(jià),重點(diǎn)工作區(qū)應(yīng)放在永安加福向斜及龍永煤田撫市向斜原煤田勘查區(qū)域。由于福建地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜,地層受巖體破壞嚴(yán)重,福建頁(yè)巖氣資源分布范圍受限,資源潛力不容樂觀。

        6 福建省非常規(guī)能源(干熱巖、頁(yè)巖氣)發(fā)展的戰(zhàn)略任務(wù)

        國(guó)務(wù)院最近出臺(tái)《關(guān)于支持福建省深入實(shí)施生態(tài)省戰(zhàn)略加快生態(tài)文明先行示范區(qū)建設(shè)的若干意見》,明確了我省創(chuàng)建生態(tài)文明先行示范區(qū)的指導(dǎo)思想、戰(zhàn)略定位、主要目標(biāo)任務(wù),賦予了一系列優(yōu)惠政策。福建化石能源主要依賴外調(diào);傳統(tǒng)能源的使用對(duì)大氣的污染、環(huán)境的破壞無疑起著主導(dǎo)作用;因此,尋找和使用除了太陽(yáng)能、風(fēng)能等清潔、可再生的新型能源成為大勢(shì)所趨。在本區(qū)域內(nèi)開展頁(yè)巖氣、干熱巖調(diào)查與評(píng)價(jià)具有重要的意義,下一階段要開展地方需求分析與頁(yè)巖氣地質(zhì)條件分析研究,系統(tǒng)開展頁(yè)巖氣調(diào)查評(píng)價(jià)工作,評(píng)價(jià)閩西南地區(qū)頁(yè)巖氣潛力和資源量,掌握閩西南地區(qū)頁(yè)巖氣資源家底,力爭(zhēng)獲得勘探突破。針對(duì)我省重點(diǎn)地區(qū)福州、廈門、泉州、漳州、莆田等沿海地區(qū)和城市,開展干熱巖地質(zhì)條件分析研究,每個(gè)城市優(yōu)選1~2處開展勘查工作,實(shí)現(xiàn)干熱巖勘查突破,有效服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

        7 我省非常規(guī)能源學(xué)科發(fā)展的戰(zhàn)略對(duì)策

        7.1結(jié)合社會(huì)發(fā)展實(shí)際,明確學(xué)科定位

        非常規(guī)能源學(xué)科發(fā)展應(yīng)明確定位為尋找清潔能源,為地方經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展,項(xiàng)目設(shè)置時(shí)要面向地方需求,提升綜合服務(wù)水平,才能得到長(zhǎng)足發(fā)展。

        7.2重視人才隊(duì)伍建設(shè),提高學(xué)科水平

        重視不同地勘單位之間以及地勘單位與院校、與地方的人才資源整合,優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。非常規(guī)能源學(xué)科是一個(gè)交叉學(xué)科,我省目前非常規(guī)能源專業(yè)人才比較緊缺。要大力引進(jìn)人才,發(fā)揮人才作用,設(shè)置非常規(guī)能源專業(yè)科技帶頭人,在分配制度、晉升獎(jiǎng)勵(lì)等方面向非常規(guī)能源專業(yè)人才傾斜。進(jìn)一步加強(qiáng)學(xué)術(shù)隊(duì)伍建設(shè)、人才培養(yǎng)、科學(xué)研究、學(xué)術(shù)交流等,保證學(xué)科建設(shè)的連續(xù)性、發(fā)展性、創(chuàng)新性。

        7.3推進(jìn)非常規(guī)能源多種勘查技術(shù)手段運(yùn)用,提高分析測(cè)試技術(shù)水平

        非常規(guī)能源調(diào)查雖然也有基礎(chǔ)地質(zhì)相關(guān)的勘查手段,但與傳統(tǒng)地質(zhì)找礦不一樣,應(yīng)多運(yùn)用地球物理,特別是重力剖面測(cè)量、大地電磁法、二維地震、遙感技術(shù),最大限度地實(shí)現(xiàn)不同技術(shù)之間的融合。同時(shí),深部鉆探技術(shù)方面也急需提高,單個(gè)鉆探深達(dá)4000m,需要提高深部鉆探技術(shù)研發(fā)和使用拓展。

        7.4加大資金支持,促進(jìn)非常規(guī)能源突破

        加大各類財(cái)政資金支持,在非常規(guī)能源資源勘探上,應(yīng)堅(jiān)定信心,尋找優(yōu)質(zhì)資源區(qū)、富集區(qū),并進(jìn)行先導(dǎo)性勘探開發(fā),總結(jié)規(guī)律,創(chuàng)新地質(zhì)理論,改進(jìn)提高現(xiàn)有勘查技術(shù)方法,優(yōu)化現(xiàn)有工藝技術(shù),解決重大技術(shù)難題,促進(jìn)非常規(guī)能源勘查突破。

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        課題組成員:袁寧 王仁山 施志強(qiáng) 鄧瑞錦 林峰杰

        主要執(zhí)筆人:

        1. 王仁山,福建省煤田地質(zhì)局科技處,教授級(jí)高工;

        2. 施志強(qiáng),福建省煤田地質(zhì)局地勘處,高級(jí)工程師;

        3. 鄧瑞錦,福建省煤田地質(zhì)勘查院,高級(jí)工程師;

        4. 林峰杰,福建省121地質(zhì)大隊(duì),工程師。

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