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。

共和盆地干热岩压裂与定向钻探现场 

 

该成果由青海共和盆地干热岩勘查与试采科技攻坚战指挥部、中国地质调查局水文地质环境地质调查中心牵头，中国地质调查局地质科学院、中国地质调查局勘探技术研究所等单位参与完成。牵头完成人为文冬光、张二勇。

其主要进展及创新：

1.成功实现我国首例干热岩规模化储层建造。

2.实施两眼深度超过4000m、井底温度超过200℃的双靶点干热岩定向井。

3.建立以热源机制为基础、天然裂隙精细刻画为核心，物模实验确定关键参数，数值模拟分析拟合校正的干热岩储层描述与裂隙预测方法。

4.首次系统提出干热岩应力波及、有效裂缝、进液范围的多重改造体积概念及定量界定方法。

5.形成以当地环境可承载力为阈值，断层力学稳定评价为基础，微震统计分析与模型预测相结合的诱发地震评价与预测技术。

6.打造形成集地质、钻探、压裂、监测、环评和实验模拟等多专业融合的干热岩攻坚团队。

 

（一）自主成功研发深海浅软地层大口径水平井技术

深海浅软地层完成水平井建井

该成果由中国地质调查局广州海洋地质调查局牵头，中国地质调查局勘探技术研究所、中国石油集团海洋工程有限公司等单位共同参与完成。牵头完成人为叶建良、秦绪文、谢文卫、刘春生。其主要进展及创新：

1.创造了深海浅软未固结地层17-1/2″井眼造斜率＞15°/30米的世界造斜新纪录。研发了专用大直径高造斜钻具，创新软弱未固结地层的水平井定向钻进工艺，经过4个试验场累积12824米试验，在水深大于1200米的试采井现场施工中实现连续8个靶点高精度中靶，确保了井身轨迹精准穿越储层地质甜点。

2.首次采用开路钻完井技术钻开储层，大幅度拓宽了钻井液安全密度窗口，有效解决了未固结浅部地层易破裂等问题。综合优化利用施工平台双井架同时作业，实现浅软地层水平井安全高效建井。

3.创新研发了动力导向下套管技术，攻克浅软地层中高造斜率大直径套管下入难题。利用动力导向工具引导套管下入，大幅度降低管柱下入摩阻，减少粘附卡钻风险，避免新井眼的产生，创造深水浅软地层套管下入纪录。

4.研发全球领先的第四代“慧磁”高精度中靶系统，拓展了姿态测量模式，并提高了仪器的探测距离和测量精度，精准控制监测井与试采井间距，为实现储层精确监测提供了技术保障。

 

（二）干热岩高效控缝控震压裂和高温硬岩多靶点精准定向钻井技术取得突破

青海共和 GH-01 井压裂现场

该成果由青海共和盆地干热岩勘查与试采科技攻坚战指挥部牵头，中国地质调查局水文地质环境地质调查中心等单位共同参与完成。牵头完成人为叶成明。其主要进展及创新：

1.自主攻关形成干热岩裂缝定向控制压裂技术，以裂缝系统净压力控制为关键手段，调整工艺和参数，研发应用超高温、长效封堵暂堵转向剂促使裂缝向高应力方位延伸，达到有效控制裂缝走向和延展距离的目的。

2.基本掌握干热岩压裂高效控震技术，建立多场耦合三维地质模型，评价诱发地震风险。采取填砂封堵敏感结构面、无级变速压裂缓停泵、中小排量连续泵注等工艺，减缓压裂诱发地震。实时获取诱发地震信息，动态评价诱发地震风险，指导压裂参数调整。

3.创新建立微地震-时频电磁高精度裂缝联合观测系统，实时获取微震响应和裂缝延展特征，形成了适合干热岩压裂微震监测的高精度微地震监测技术，支撑压裂工艺参数调整和诱发地震风险管控。

 

（三）新发现和厘定鲜水河木格措南全新世活动断层与色拉哈挤压阶区并有效服务重大工程规划论证（略）

 

 （四）智能滑坡监测预警系统研发与地质灾害隐患遥感识别技术取得突破并成功应用

滑坡仪-GNSS位移监测设备

该成果由中国地质调查局地质环境监测院、中国地质调查局自然资源航空物探遥感中心、中国地质调查局地质力学研究所等单位共同参与完成。牵头完成人为邢丽霞、殷跃平。其主要进展及创新：

1.第Ⅰ代滑坡仪定型试制。融合应用新型微机电传感、北斗高精定位、天-地窄带物联、人工智能等多学科技术，突破低耗采集、变频监测、组网定位与多模通信等关键技术瓶颈，可靠性不断提升，达到95%优秀级；集成度大幅提高，实现多测项按需集成。

2.智能预警系统多级应用成效显著。系统实现“建设-运行-维护”全流程在线管理，并构建了“人机结合”决策模式与技术流程，初步实现人机综合研判。

3.“1+4”监测预警技术标准体系初步形成。构建1总4分技术标准体系，其中《地质灾害专群结合监测预警技术指南》《地质灾害监测数据通讯技术要求》已印发执行。

4.隐患识别方法体系初步建成。提出融合多源、遥感观测，涵盖形态、形变、形势的隐患识别技术方法，形成专题信息提取、隐患特征识别、野外核查验证的业务流程。

 

（五）深部地热系统成因理论及模式支撑找热取得新成效

“同源共生-壳幔生热-构造控热”成因模式示意图

该成果由中国地质调查局水文地质环境地质研究所、中国地质调查局地质科学院、中国地质调查局水文地质环境地质调查中心、中国地质调查局北京探矿工程研究所等单位共同参与完成。牵头完成人为王贵玲。其主要进展及创新：

1.建立了深部水热型和干热岩型地热资源系统的成因理论，从地热系统的角度阐释了两种类型地热资源的关联和差异，统一了地热找矿新思路。提出不同构造区水热与岩热相伴生的“同源共生-壳幔生热-构造聚热”的成因理论，进一步完善了地热资源研究的基础理论。

2.将深部地热系统划分为沉积盆地古潜山复合型、沉积盆地深坳陷层控型、断陷盆地地压型、陆陆碰撞板缘型、板缘俯冲带热控构造型、隆起山地深循环型以及近代火山型七种类型，为区域地热资源勘查开发提供了理论依据。

3.基于此理论，相继在雄安新区、东南沿海、江西宁都等地区实现找热突破。在雄安新区钻获华北迄今温度最高的地热井，在广东惠州钻获东南沿海迄今温度最高、流量最大的地热井，在江西宁都小布镇钻获了当地第一口可供商业开发的地热井。

 

（六）航磁超导全张量梯度测量系统研发成功

低温超导（左）和高温超导（右）航磁全张量梯度测量系统试飞团队

该成果由中国地质调查局自然资源航空物探遥感中心、中国科学院空天信息创新研究院、吉林大学等单位共同参与完成。牵头完成人为刘浩军、郭华、郭子祺。其主要进展及创新：

1.对无磁杜瓦进行小型化、轻量化设计，并通过电磁屏蔽技术保证杜瓦低涡流噪声性能，提高系统稳定性。设计高、低温超导系统通用的读出电路和惯导系统匹配的主测控装置，实现了多通道SQUID测控系统工作点自动调节技术，以及八通道磁测数据和姿态数据的同步采集、存储和上传；设计并研制水滴形吊舱及配套吊缆，通过空气动力学、电磁兼容性等分析测试，解决水滴形吊舱研制和飞行姿态控制等关键技术问题。

2.高温超导测量系统采用全新探头结构设计，通过增加芯片基线距离，提高磁梯度灵敏度。

3.低温超导测量系统采用六棱台绝对对称结构设计，通过多芯片设计增加磁测数据冗余度，结合磁通变换器，提高磁测数据质量和稳定性。

 

（七）中国东部克拉通古陆核形成与大陆演化研究取得重大进展

该成果由中国地质调查局武汉地质调查中心、中国地质调查局成都地质调查中心、中国地质调查局南京地质调查中心、中国地质调查局天津地质调查中心、中国地质调查局地质研究所共同参与完成。牵头完成人为邓新。其主要进展及创新：

1.在黄陵古陆核发现扬子克拉通已知最古老的（29.5亿年）表壳岩系、华南最古老的（33亿年）TTG岩系，发现迄今扬子克拉通最古老的冥古宙（40亿年）继承锆石，在云南元江地区查明存在扬子克拉通南部最古老的（31~28亿年）结晶基底。

2.在胶北发现27亿年富钾花岗岩，指示该区太古宙地壳在27亿年时已完成由不成熟的TTG片麻岩向成熟的壳熔花岗岩转变，限定华北克拉通吕梁群的时代为新太古代（25亿年），改写了华北古元古代BIF成矿历史。

3.重塑了华南元古宙弧盆系演化格局，为深化认识显生宙战略性矿产区域成矿规律提供了基底构造信息。

4.深化了中国东部克拉通古陆核地壳演化的认识，为探索全球早期陆壳形成及其与板块构造体制的关系提供了新资料，相关成果发布后引起了地学界广泛关注，实现了基础地质理论创新。

 

 

（八）大陆碰撞成矿理论指导成功实施青藏高原首个3000米固体矿产科学深钻并揭露巨厚铜金矿体

甲玛矿区推-滑覆构造控矿体系

该成果由以中国地质调查局矿产资源研究所唐菊兴为首的科研团队牵头完成。其主要进展及创新：

1.在青藏高原甲玛矿区成功实施了固体矿产首个3000米科学深钻，精细揭示斑岩成矿系统结构，实现地质信息“透明化”，累计揭示584.36米铜钼（金、银）矿体，建立了完备的高原科学深钻施工工艺，也为构建3000米以浅的资源勘查和预测技术方法奠定了坚实基础。

2.创建了斑岩成矿系统“多中心复合”成矿作用模型，丰富和完善了碰撞造山成矿理论，并依此新发现则古朗北矿段的巨厚斑岩和矽卡岩矿体。在矿区深部及外围取得重大找矿突破，据最新估算成果，甲玛矿区累计探获资源量铜882.5万吨（Cu 0.7%以上 392.8万吨），钼85.6万吨，铅111万吨，锌63.8万吨，伴生金244吨，伴生银13000吨，当量铜1814.8万吨。

3.通过“产、学、研、用”技术理念以及科技成果转化，项目成果直接应用于矿山深部和外围找矿，并取得重大找矿突破。

 

（九）望谟生物群首次发现并揭示三叠纪早期海洋生命复苏与演化

 

望谟生物群化石类型

该成果由以中国地质调查局成都地质调查中心的周长勇、张启跃为首的科研团队牵头完成。其主要进展及创新：

1.在南盘江盆地首次发现早三叠世海洋生物化石群落，初步鉴定包括6门14纲，命名为“望谟生物群”。其丰富的化石门类展示出从初级消费者到顶级捕食者的复杂食物链，表明在早三叠世一个复杂的海洋生态系统已经形成，海洋生态系统恢复时间小于5百万年，是研究早三叠世海洋生态快速复苏机制的窗口。

2.填补了南盘江盆地早三叠世海生爬行动物演化空白，与之后的罗平生物群、兴义动物群、关岭生物群形成了华南三叠纪海洋生态演化的完整系列，对深入研究二叠纪末生物大灭绝后海洋生态系统复苏、辐射具有重大意义。

3.地方政府和相关部门高度重视望谟生物群化石保护和研究，已协调黄百铁路等基础建设改线避让以促进妥善保护化石产地。

 

（十）水平衡理论与北方生态水文演变研究取得新认识

坝上高原及察汗淖尔流域盐尘空间分布

该成果由中国地质调查局水文地质环境地质研究所、中国地质调查局自然资源航空物探遥感中心、中国地质调查局地质环境监测院、中国地质调查局水文地质环境地质调查中心等单位共同参与完成。牵头完成人为石建省、吴爱民、聂振龙、张光辉。其主要进展及创新：

1.构建水平衡理论体系，提出水平衡区域控制、水平衡问题响应、水平衡危机预警等水平衡“红线”指标。从技术逻辑出发，对多尺度自然单元进行水平衡分析研究，提出水平衡关键要素发生重大变化的指标界限，再以行政逻辑为着眼点，按多级行政单元对技术型结论进行管控分配，形成在生态系统合理维持前提下，水平衡状态满足经济社会发展需求的可调节指标、范围和途径。

2. 提出了内蒙古高原萎缩型湖泊与青藏高原扩张型湖泊的水平衡模式，揭示内蒙古高原察汗淖尔、达里诺尔、岱海等湖泊萎缩的主要原因是干旱气候背景下地表水过度开发和地下水超采；查明了盐湖流域四湖水源构成，定量识别了冰川冻土融水及地下水补给量，精准预测了盐湖水位的溢出时间，实现了高寒湖泊水平衡分析理论方法创新。

3. 创建了西北干旱区地下水生态功能渐变-质变-灾变识别理论方法，揭示了西北干旱区地下水生态危机形成机制。

近日，自然资源部中国地质调查局地学文献中心编写完成了《美国“地热能研究前沿观测计划（FORGE）”犹他州Milford场地工作进展》报告。这是正在组织编写的全球典型干热岩/增强型地热系统工程系列情报研究报告的第二部，对美国犹他州FORGE项目的工作进展和成果进行了全面、深入的回顾总结，以期为中国地质调查局干热岩资源勘查与试验性开采科技攻坚战提供借鉴与参考。

该报告共分6个部分，重点介绍了美国能源部FORGE计划概况，以及犹他州FORGE项目在储层特征刻画、地质概念模型构建、地震监测、测试井钻探等方面的工作进展、成果和认识。

2015年4月，美国能源部启动FORGE计划，该计划旨在建立一个地下实验室来开展增强型地热系统的前沿研究以及钻探和技术测试，以形成可降低工业开发风险和促进增强型地热系统商业化的严谨、可复制的方法。除了场地自身的工作之外，FORGE计划还将致力于先进设备的研发、数据的采集、以及数据的发布，以实时获取和共享相关数据和工作成果。在开展创新性研究的同时，还将努力建立一个创新性的合作与管理平台。美国能源部部长Rick Perry指出“对增强型地热系统的关键投入将有助于促进美国在清洁能源创新领域的领导地位。针对地热能技术前沿领域的资助有助于丰富美国国内能源结构的多样性，加强美国的能源安全。”

经过近3年的工作，犹他州FORGE项目团队从5个团队中脱颖而出，获得美国能源部对其第三阶段为期5年工作1.4亿美元的资助。犹他州FORGE项目Milford场地位于盐湖城以南350km处，占地5km²，深度500m以下为结晶基岩（花岗岩和片麻岩），在不到3km的深度处温度就超过了175^oC。

经过第一和第二阶段努力，已完成的工作包括相关工作计划的制定，环境影响评价，地面微震监测台站的部署，地质概念模型的构建，基于地震、地质分析和模拟的综合场地特征刻画，基于钻探的全面场地特征刻画。第三阶段工作的重点将是通过研发项目的设立，为增强型地热系统储层的钻探、激发（压裂改造）和维护（保持裂缝网络连通性）寻求新的工具和技术方法，如能够长时间承受高温的工具，可提高钻进速度、改进地质导向及在极端环境中开展随钻测井的工具，智能示踪剂和其他裂缝量化表征方法，储层监测技术，储层建模和模拟方法。第三阶段计划钻2口水平井，目的是从井水平段的底部（远端）开始，逐步测试不同的水力压裂和支撑技术。此外，计划开展的试验还包括注入测试、井下设备的耐久性测试、腐蚀和抗腐蚀测试、化学激发试验、阻垢剂测试、除水以外的其他工质流体（CO2）和添加剂（如纳米颗粒）的测试、诱发地震活动的监测等。

中外专家一起查看天津地热勘探井岩芯 。 关晓琳 摄

9月20日~21日，自然资源部中国地质调查局水文地质环境地质调查中心、吉林大学、中国地质大学（武汉）主办的地热国际研讨会在“中国温泉之都”天津召开。来自中国、美国、法国、新西兰等国家的200多位地热专家，分享了地热资源勘查开发利用的典型案例和最新科研成果，共同探讨了地热开发利用现状与趋势，为正在崛起的地热产业注入新活力。

多样化、高效梯级利用：世界地热能开发利用水平逐年提高

地热能是蕴藏在地球内部的热能，通常分为浅层地热能、水热型地热能、干热岩型地热能。国际能源署（IEA）、中国科学院和中国工程院等机构的研究报告显示，世界地热能基础资源总量为1.25×1027焦耳（折合4.27×108亿吨标准煤）。其中，埋深在5000米以浅的地热能基础资源量为1.45×1026焦耳（折合4.95×107亿吨标准煤）。地热能以其清洁、高效、可再生的优势，在未来清洁能源发展中占有重要地位，有望成为能源结构转型的新方向。目前，全球有效开发利用地热资源的国家已达80多个。地热能开发利用方式呈现多样化、高效梯级利用的特点——直接利用（供暖、康养、旅游、种养殖等）和发电。

在直接利用方面，截至2015年底，世界开发利用浅层地热能的地源热泵总装机容量约为5万兆瓦，占世界地热能直接利用总装机容量的71%左右；水热型地热能供暖装机容量为7556兆瓦，占世界地热能直接利用总装机容量的10.7%。

地热能发电是地热能利用的重要方式。2015年，世界水热型地热能发电装机容量为1.26万兆瓦。冰岛地热发电量占到全国总发电总量的30%，而且全国90%的房屋采用地热供暖。美国地热发电装机容量已达3500多兆瓦，正在实施的地热能前沿瞭望台工作计划到2050年将实现为1亿家庭提供绿色用电。

目前，干热岩型地热能的开发利用正处于试验研究阶段，它是未来地热能发展的重要领域。美国、法国等国家经过近40年的探索，在干热岩勘查评价、热储改造和发电试验等方面取得了重要进展，积累了一定经验。相比而言我国起步较晚，2012年，科技部设立国家高新技术研究发展计划( 863计划），开启了中国干热岩的专项研究；中国地质调查局和青海省地勘局在青海共和盆地组织开展了干热岩调查评价。

中低温地热供暖为主、发电为辅：中国地热能产业体系已现雏形

在政策引导和市场需求推动下，中国地热资源利用已经形成了以中低温地热供暖等为主、发电为辅的格局。尤其是在水热型地热能利用方面，以年均10%的速度增长，已连续多年位居世界首位。截至2017年底，水热型地热资源供暖建筑面积超过1.5亿平方米，浅层地热能实现供暖（制冷）建筑面积超过5亿平方米。

中国地质调查局水文地质环境地质部副主任吴爱民系统阐释了中国地调局联合国家能源局、中国科学院和国务院发展研究中心等机构发布的《中国地热能发展报告（2018）》白皮书。他介绍说， “十二五”期间，中国地质调查局组织全国60多个单位3000多名技术人员，完成了全国地热资源调查，对浅层地热能、水热型地热能和干热岩型地热能资源分别进行评价。结果显示，我国大陆336个主要城市浅层地热能年可采资源量折合7亿吨标准煤，可实现供暖（制冷）建筑面积320亿平方米；水热型地热能年可采资源量折合18.65亿吨标准煤；初步估算中国大陆埋深3~10千米干热岩型地热能基础资源量折合856万亿吨标准煤,其中埋深在5500米以浅的基础资源量折合106万亿吨标准煤。鉴于干热岩型地热能勘查开发难度和技术发展趋势，埋深在5500米以浅的干热岩型地热能将是未来15~30年中国地热能勘查开发研究的重点领域。

在上世纪70年代我国著名地质学家李四光倡议开展“地热会战”的京津冀区域，正凭借地热资源禀赋和开发基础，成为中国最大的地热城市群。截至2015年底，京津冀年利用浅层地热能建筑物供暖制冷面积为8500万平方米，约占全国的20%。天津市是中国中低温地热资源利用最好的城市之一，现有地热开采井466眼，地热供暖面积3500万平方米，占全市集中供暖面积的8％，主要用于供暖、生活用水和特殊用途等。河北省雄县供暖建筑面积达460万平方米，满足县城95%以上的冬季供暖需求，创建了中国首个供暖“无烟城”，形成了水热型地热能规模化开发利用“雄县模式”。

尽管我国地热能产业体系初步形成，但我国地热能发展也存在不充分、不协调的深层次问题，亟待解决。

一是对地热能资源勘查评价和科学研究不充分。我国进行过两次全国性地热能资源评价，仅对少数地热田进行了系统勘查，研究基础薄弱，分省、分盆地资源评价结果精度较低，与发达国家相比存在明显差距。二是对地热能产业发展初期扶持的政策不充分。目前，中央和地方政府出台了一些财政和价格鼓励政策，对加快浅层地热能开发利用及促进北方地区清洁供暖具有积极的引导作用，但政策不完善，执行不到位、不充分。三是地热能产业发展不协调问题依然突出。四是地热能资源管理制度不协调，缺乏具体可落地的管理手段和措施。

增强型地热系统：国际干热岩勘探开发的前沿成果令人耳目一新

增强型地热系统（EGS），即通过水力压裂等储层改造手段从低渗透率、低孔隙度的高温岩体中提取热量的工程，是从地球深部抽取地热能量的一个复杂过程。从1973年美国芬顿山EGS项目至今，已有8个国家形成了31项EGS示范工程，累计发电装机容量约为12.2兆瓦。

深部地热探测与干热岩资源开发正成为全球地热资源开发的热点和制高点，也成为这次研讨会广泛热议的话题。

本次地热国际研讨会吸引了美国地质调查局地质矿产能源与地球物理科学中心主任科林·威廉姆斯、美国地热能前沿瞭望台（FORGE）计划干热岩项目首席科学家约瑟夫·摩尔、法国苏尔茨干热岩商业化发电项目首席科学家阿尔伯特·金特尔等国际知名专家，他们结合干热岩勘探开发工程案例，介绍了地热（干热岩）EGS场地勘查选址、钻完井、高温测井、压裂造储、大地热流数据收集、地热田三维建模、注采开发诱发微震等技术问题以及研究新成果和新认识。

中国地质调查局水文地质环境地质调查中心张森琦分享的干热岩勘查成果令人振奋。2013年以来，中国地质调查局与青海省联合推进青海重点地区干热岩型地热能勘查，在共和盆地圈定出14处隐伏干热岩体，在盆地外围圈定出4处干热岩体，总面积3092平方公里。在其中一处干热岩体——恰卜恰干热岩体实施的勘探孔，3705米孔底深处的温度达到236℃。

与会各国专家表示，干热岩勘查与开发需要攻克许多难题，以美国地热能前沿瞭望台“FORGE”计划为例，主要有：高温结晶岩中的水平井钻进技术、低成本钻进技术、硬岩钻探新型完井方法和裂隙网络压裂技术、利用原生裂隙的应力场调整方法、诱发地震的预测和管控、热—力学—化学模型、微震事件与有效储层改造的平衡等。

在高温钻井方面，国外已形成了可满足260℃的完整的高温钻完井技术体系；美国等国家在探索试验激光钻井、热熔钻井、脉冲放电钻井等技术，其中任何一种技术开发成功，都将引起干热岩钻井的革命性变化，明显降低钻井成本。

在高温固井和高温测井方面，国外形成了适用温度高达350℃的固井核心技术，而且主要掌握在斯伦贝谢等几大国际油服公司手中。据悉，相关仪器设备如高温测井仪器售价高昂，外国公司不对外销售仪器，仅提供技术服务，而且服务价格很高。

在地热监测方面，实验性项目主要集中在地热井流体监测、热储改造诱发微地震监测、地热开采环境影响监测等方面。法国公司在莱茵地堑地区实施的苏尔茨增强型地热系统采用光纤传感技术进行了持续多年的温度监测，取得许多新认识。

政策激励科技创新：典型国家地热发展的有益经验值得借鉴

会议报告显示，世界主要资源国促进地热能产业可持续发展的许多激励政策和具体做法，对我国推进地热能产业加快发展具有重要的借鉴意义。

一是立法先行，理顺地热能管理体制机制。为了支持地热能产业发展，发达国家普遍通过立法来确立地热能法律属性，明确管理权责主体，理顺政府管理体制机制。

二是政策激励，推进地热能规模化开发利用。发达国家地热能产业发展具有鲜明的政府引导与政策引领特征。美国、德国等国家均出台了包括税收抵免在内的多项税收优惠政策，对地热能开发利用项目给予一定比例的财政补贴。

三是科技创新，推动地热能高效勘探开发利用。世界地热能发展典型国家均重视科技创新，通过加大科研经费投入、设立重大科技研发计划、组织联合研发团队等方式，持续推动地热能勘探开发利用颠覆性技术攻关，助力地热能产业提质增效。

四是国际合作，助力发展中国家地热能较快发展。发展中国家也高度重视地热能产业发展，通过吸引国外资金和先进技术开发利用本国地热能。

产学研用协同攻关：打造中国地热能全产业链

我国地热能资源雄厚，市场空间广阔，发展趋势良好，是极具发展潜力的朝阳产业。如何用好地热能这一“充电宝”，构建地热能全产业链，为我国高质量绿色发展和生态文明建设高质量发展注入“能量”，是行业内外一直关注且迫切需要解决的问题。专家们在演讲中纷纷对此提出建议。

中国科学院院士汪集旸在报告中抛出了“地球充电/热宝”新概念，引起与会者极大兴趣。他认为，可以将弃风弃光所产生的能量，以及分散在城市中的发电厂、污水处理厂余热等各种“废热”能量集中起来储存于地下并按需求取出加以利用。这种地热与其他可再生能源互补综合利用、实现较高能源使用效率的“地热+”模式，为我国北方地区可再生能源综合利用提供了新思路。

吉林大学许天福教授特别对我国干热岩地热产业发展提出建议。他说，干热岩资源潜力大，研发周期长，政府要加大投入，以高校与科研院所为依托，与企业紧密合作，实现“产学研用”联合攻关。在我国西部青海、西藏地区，加强高温花岗岩型干热岩EGS工程示范基地建设，使我国在该技术领域尽快达到国际同等水平。在我国东部华北平原、松辽盆地等地区，推进沉积盆地型干热岩示范基地建设。依托EGS示范基地，实现干热岩开发利用关键技术的集成及验证，研发单井封闭性干热岩高效换热开发技术等。

自然资源部中国地质调查局副局长王昆在讲话中提出的三项重点工作可谓及时回应了人们的关切。他表示，中国地调局将重点对目前还不具备商业开发条件、技术尚不成熟的深部地热能和干热岩组织科技攻关，近期重点开展3个方面工作：

一是加快推进深部地热资源勘查。中国地调局将深部地热勘查开发摆在与天然气水合物勘查开发同等重要的战略位置，加大资金投入和工作力度，部署开展全国深部地热资源勘查。根据北方地区冬季清洁供暖的需要，优先启动北方主要城市深部热储探测，推进地热资源高效开发利用。

二是实施干热岩资源勘查与试验性开发科技攻坚战。以青海共和盆地为试验区，联合地方政府、企业和科研院所，多方协作，研究热源机制，突破干热岩探测、高温硬岩钻探、储层建造、发电等关键技术，力争实现试验性发电，建成中国首个干热岩勘查开发示范工程和研究基地，为中国干热岩商业化、产业化开发积累经验。

三是搭建地热勘查开发科技创新平台，深化国际合作交流。组织实施地球深部探测计划，打造雄安新区和青海共和地热资源勘查开发国际交流合作平台，建立地热勘查开发国家级重点实验室，联合发起国际地热大科学计划。

中国地热勘探开发利用的第二个春天已经到来。

中国位于环太平洋地震带与欧亚地震带之间，地震作用十分活跃。2020年9月30日，自然资源部中国地质调查局青岛海洋地质研究所根据青少年防震减灾知识学习需求，派出青年科技人员田陟贤博士走进青岛市莱芜一路小学，为师生们作了一场题为“地震：成因与应对”的科普报告。 

田博士的报告主要分为三个部分，首先他从地球在宇宙的位置和演化讲起，介绍了地球这个人类赖以生存的家园在漫长的地质历史中经历着周而复始的海陆变迁，发生了无数的地质灾害，而地震就是其中最为常见的一种。田博士以20世纪以来全球最为严重的几次地震为例，用一张张触目惊心的图片让学生见识了地震巨大的破坏力和危害，也认识到科学家研究地震，普及抗震防灾知识的重要意义。

接着，田博士详细讲解了什么是地震、地震的分类以及它是如何发生的。地震是地球上经常发生的自然现象，每6.4秒就发生一次，大多数地震因为震级较小我们感觉不到，只有借助专门的仪器才能监测，而极具有破坏力的7级以上的地震比较少，只发生在少数地区。地震按照成因主要分为诱发地震，构造地震和火山地震三种，其中，构造地震占全部地震数量的90%以上。田博士通过生动形象的启发互动向同学们详细讲解了大陆漂移学说和地球的板块构造，深入浅出地解释了最为普遍也最具破坏性的构造地震的形成机制，让同学们理解了构造地震是一种自然现象，地震带主要分布在板块交界地带，构造地震虽然不可避免，但我们可以通过科学的监测，及时预报和科学应对来预防或减轻地震灾害。

其后，田博士重点介绍了地震来了人们应该怎么办，讲解了在学校、家中、公众场所等不同处境下经历地震时的应对措施与求生要领。他强调同学们如果遭遇地震，必须要保持镇静，应用避震和自救知识保护自己，还一定要有坚定的信念，耐心等待救援。

在报告的最后，田博士特别针对2020年9月8日在青岛崂山海域发生的地震做了分析，他告诉同学们青岛在地质构造上并不位于典型地震带上，是一个构造活动较为稳定的地区，发生大地震的概率比较低。

本次科普进校园活动让同学们了解了基本的地震科学知识，掌握了必要的防震减灾的技能，提高了师生们防震减灾的意识和抵御地震及其次生灾害风险的能力，受到了学校的热烈欢迎。

 

根据自然资源部中国地质调查局地学文献中心对国际干热岩示范工程最新进展和成果的持续跟踪，获悉美国能源部FORGE计划组建了一个由各自领域的权威专家组成的科学与技术分析专家团队，今年4月，该团队在美国盐湖城召开了首次会议，主要工作任务包括：一是参与FORGE计划犹他州项目战略方向的制定并提供建议，为项目管理团队提供指导；二是根据美国能源部地热技术办公室的路线图和目标，建立技术基准并制定研发成功的指标；三是根据要求，向项目管理团队提供有关具体管理和运营问题的意见；四是评估正在进行的项目研发工作的进展，以为年度研发课题征集工作制定主题，并为课题的评审和选择提供指导；五是向研发指导委员会提出奖励建议；六是为年度研发报告的编写提供意见。

最终入围美国能源部FORGE计划第三阶段的是由美国犹他大学牵头组织的犹他州Milford项目，该项目已完成的主要工作任务包括环境影响评价，地面微震监测台站的部署，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，以及58-32测试井的钻完井及其岩石、地球物理和地球化学表征。其中，最新的现场工作进展包括：一是2019年3月，完成2口新监测井的钻完井。其中，浅井钻深约300m，钻遇冲积砂砾层，深井钻深约1000m，在约800m深度处钻遇结晶基岩。两口监测井均安装了最先进的传感器；二是2019年4月，利用58-32井开展的水力刺激（压裂）试验取得了巨大的成功，在花岗岩储层的3个不同深度进行了注入试验，第一次试验是在裸眼段进行的，另外两次试验是在套管段进行的。

2019年秋季，FORGE计划现场实验室建设将全面启动。计划在58-32井以西钻一口近水平的注入井，将在完井后分3个短期阶段开展水力压裂试验，在此过程中将监测微震活动。将于2020年在注入井上方钻一口近水平的生产井，设计成与水力压裂期间产生的微震云交叉。FORGE计划项目管理团队将在2019年及之后每年发布资助机会公告（FOA），以进行储层刻画、建造和维护等专题的技术研发和测试，主要关注的研究领域包括高温钻井工具、新型刺激改造和完井技术、裂隙网络的监测和管理、诱发地震的预测、应力管理、以及数值模拟。

地学文献中心依托“国际地质调查动态跟踪与分析”二级项目，密切跟踪国际干热岩示范工程最新进展和成果。其中，围绕美国能源部FORGE计划工作部署和进展形成了系列情报产品，包括《美国“地热能前沿瞭望台研究计划（FORGE）”犹他州项目进展综述》专题研究报告1份及《国际地学动态》地热专刊多期，服务支撑效果显著。

图2 FORGE计划犹他州Milford项目现场实验室示意图