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    2015年,美国能源部地热技术办公室负责管理的地热能前沿观测研究计划(Frontier Observatory for Research in Geothermal Energy,FORGE)的第一阶段启动。FORGE计划旨在建立一个地下实验室来开展增强型地热系统(EGS)的前沿研究,并建立建设大规模、经济可持续和商业化的EGS所需要的技术。该计划的所有研发工作将集中于加强认识控制EGS成功与否的关键机理、如何在基岩地层中建立和维护裂缝网络。将利用这些认识来设计和测试建立大规模且经济可持续的热交换系统的方法,形成可降低工业开发风险和促进EGS商业化的严谨、可复制的方法。研发工作包括但不仅限于创新型钻井技术、储层压裂技术、以及井连通性和流动测试。

    FORGE计划由三个阶段构成。第一阶段于2015年启动,由5个团队分别在加利福尼亚州、爱达荷州、内华达州、俄勒冈州和犹他州选择候选场地。这五个团队花了一年时间来证实候选场地的可靠性,并表明团队具备满足FORGE计划目标和制定第二阶段计划的能力。2016年夏季,美国能源部组织专家对上述团队的工作进行了审查。根据审查结果,桑迪亚国家实验室(内华达州的FORGE场地)和犹他大学(犹他州的FORGE场地)被选中进入第二阶段。在该阶段,研究团队将获取新数据,以更好地刻画地下特征、获得所有必需的许可、以及制定针对诱发地震的缓解计划。美国能源部地热技术办公室计划于2018年春季从中选择一个场地进入第三阶段,来自工业界、学术界和国家实验室的合作伙伴将有机会在该场地针对关键研究领域(如储层特征刻画、改造和维护)开展创新性的研发工作。截至目前,两个团队均基本完成了第二阶段的主要工作任务,包括环境影响评价,地面微地震监测台站的部署,基于地震、地质分析和模拟的综合场地特征刻画,诱发地震缓解计划的制定,基于钻探的全面场地特征刻画。

    FORGE计划对理想场地的要求主要包括:

    (1)目标储层经过良好的特征刻画且温度范围在175oC至225oC之间;

    (2)具有10-16 m2量级的适当渗透率,低于典型可供开发天然水热型地热系统的上限;

    (3)目标储层的深度应介于1.5 km至4 km之间,以在避免钻探新井产生高额成本的同时满足EGS建造和新技术研发所需要的应力和温度特征;

    (4)一定不能位于已开发水热型地热田的区域内;

    (5)如果可以的话,尽量不要对目标储层的上覆沉积地层单元进行激发或流体循环。

    2017年,中国地质调查局和青海省国土资源厅共同组织实施的青海共和盆地干热岩勘查项目在共和盆地3705 m深度处钻获236oC的高温干热岩体。这是我国首次钻获埋藏最浅温度最高的干热岩体,实现了我国干热岩勘查的重大突破。此外,采用地球物理、地球化学、放射性调查等综合技术手段圈定了面积达3000 km2的干热岩体分布区并估算了远景资源量。在广泛、深入的干热岩资源勘查与评价的基础上,为促进对可持续、可再生和清洁的干热岩资源的开发利用,尽早部署实施干热岩(EGS)开发示范工程十分必要,因此美国能源部针对EGS场地规模实验的FORGE计划值得借鉴和参考。

    yw36附图

    美国能源部地热能前沿观测研究计划(FORGE)进展

    金若时,男,59岁,硕士,专业技术二级,天津地调中心研究员。专业方向:矿床地质

    解决资源环境问题或基础地质问题情况:

    创新性的提出“煤田、油田钻孔资料‘二次开发’快速找铀”的新思路,并组织建立了相关技术方法。近年来,先后以项目负责人和工程首席专家的身份,组织开展了“我国主要盆地煤铀等多矿种地质调查”计划项目和“北方砂岩型铀矿调查工程”等,目前已在北方盆地取得一系列重要找矿突破,初步提交14个新发现铀矿产地,估算334远景资源量近X万吨。其中,准噶尔盆地的成果荣获2015年度地质科技十大进展。此外,统筹部署的华北铁矿、铝土矿和锰、银、铅锌等多金属矿勘查工作,也取得一批重要找矿新发现。

    实现转化应用和有效服务情况:

    通过思路创新和新技术方法,新圈定一批找矿靶区,钻探验证发现一批的矿产地、矿点,在松辽盆地北部白垩纪四方台组、鄂尔多斯盆地东北缘、西缘、准噶尔盆地东缘头屯河组取得了一系列新区新层系找矿突破,提高了我国铀资源储量,促进铀资源基地扩大和形成。煤田、油气田区铀矿找矿发现对老工业基地资源接替和可持续发展具有重要意义。同时,组织开展的煤田区放射性地质环境评价工作,查清了我国主要盆地煤、铀的时空关系,取得了一批重要数据,对国土资源管理部门促进盆地能源、资源综合利用开发提供了数据支持。 

    促进科学理论创新和技术方法进步情况:

    组织编写了一系列砂岩型铀矿相关的技术文件,初步形成一整套煤田区、油田区找铀技术方法体系。作为首席科学家,组织实施了铀矿973计划项目,在沉积环境、成矿流体、控矿构造和成矿模式等方面提出新认识,建立了反映盆地沉积环境的序列指标体系和含煤盆地砂岩型铀矿产出的垂向模式地层层序;初步建立了钱家店铀矿蚀变矿物分带模式;创新性地提出了控制砂岩型铀矿产出的3种基本构造样式,开拓了盆地找矿新区。这些认识丰富了陆相盆地砂岩型铀矿成矿理论,在实际铀矿勘查中取得较好应用。 

    促进人才成长和团队建设情况:

    作为工程首席和973计划项目首席科学家,在中心培养了一支在国内有较大影响力的近70人的铀矿找矿与研究团队,团队先后被评为2015年天津市模范集体和国土资源系统先进集体。20余人成长为项目负责、副负责人。2人次被评为天津市劳模,1人成为国务院政府特殊津贴专家,2人次被评为地调局杰出青年,1人被评为地调局优秀地质人才。同时,依托973项目和北方砂岩型铀矿工程,组织开展了数十次各类研讨、培训会议,对来自煤炭、石油、核工业等不同单位的技术人员进行了培训,培训总人数近千人次,为我国铀矿人才可持续发展做出重要贡献。 

    金若时

    8月中旬至9月初,地调局航空物探遥感中心组织四川地调院、中国地质大学(武汉)、南京大学和河南地调院等单位联合踏勘,在新疆罗布泊地区开展子项目“新疆若羌北山整装勘查区高空间分辨率遥感地质调查”的野外查证工作。

    通过本次野外地质工作,掌握了本区三条深大断裂(依格孜塔格-红柳河、白地洼-淤泥河、红十井-矛头山)的空间形态和影响范围,确定了工作区南部韧-脆性剪切带中褶皱的存在和空间特征,新圈定了多个重要地质体,查证了新解译出的基性和超基性岩体的存在,新发现一处具有明显矽卡岩化特征的矿化蚀变带。这些认识将为整装勘查区的后续工作部署提供参考,同时也将促进该区基础地质研究水平的提高。

    罗布泊构造位置位于中亚造山带的东天山南缘,塔里木盆地东北缘,北山裂谷西段,自然环境十分恶劣,严重干旱缺水,基本无任何植被,是中国三大无人区之一。8月的罗布泊尤其酷热,中午时段平均温度达45℃左右,火辣辣的太阳直射在布满棱角岩砾的戈壁上,野外工作完全像是置身于烤炉之中,炙热烫手的岩石,极其干燥的空气,毫无生气的景象,时而侵扰的沙尘暴,给项目工作带来了诸多挑战。就是在这样的环境下,项目组人员依然精神饱满地投入到各项工作中,认真完成了每个观测点的定位、观察、记录、采样和照相等工作,对相关地质现象进行了充分讨论,仔细与高分遥感影像图进行了比对,保质保量地完成了预计的工作任务。

     

    航空物探遥感中心组织完成新疆若羌北山高分遥感调查...