干热岩基本特征及分布
胡经国
干热岩的形成与地球的结构有关。地球是由地壳、地幔和地核组成的。地核的半径大约在3500公里左右。地核是由铁和镍这样一些金属，在7000多摄氏度高温下形成的炽热熔浆；其热量向上传导，经过地幔会传导至地壳。地壳中不含水等流体或者含流体极少的岩层就会获得高温能量，从而形成干热岩。
干热岩有广义和狭义之分。前者着眼于其形成的科学原理；而后者则强调其作为地热能发电的经济性和可行性，将其范围进一步缩小，定义为相对容易开发的地下8公里深以内、温度为200350℃的岩体。从理论上说，随着地球向深部的地热增温，任何地区达到一定深度都可以开发出干热岩。因此干热岩又被称为是无处不在的资源。但是，就现阶段来看，由于技术和手段等限制，干热岩资源专指埋深较浅、温度较高、有开发经济价值的干热岩体。
干热岩形成原理决定了它是一种丰富、可再生、清洁的绿色能源。其开发过程不仅可以做到安全、环保，而且高效节能。就发电而言，只需在初期钻井时投入，其后就可靠自身能量运转。此外，与太阳能和风能相比，干热岩产生的地热能更加稳定；应用领域更加广泛，不仅可以发电而且可以拓展至供热、栽培、养殖业等综合利用领域。
2、储量丰富开发挑战性大
关于干热岩能源的储量，据保守估计，地壳中干热岩（310公里深处）所蕴藏的能量相当于全球所有石油、天然气和煤炭所蕴藏能量的30倍。
据麻省理工学院2006年报告的数据，只要开发35007500米深度2%的干热岩资源储量，其能量就将达到美国2005年全年能源消耗总量的2600倍。
中国地质调查局用同样方法评价了中国陆区干热岩资源潜力。该评价结果指出，310公里深处干热岩资源总量相当于860万亿吨标准煤；按2％的可开采资源量计算，相当于中国2010年能源消耗总量的5300倍。另外，关于中国高温岩体干热岩地热资源储量的地区分布研究指出，中国东部地区地壳薄，有利于开发传导型地热。东部沿海地区，如广东、福建等省区，位于太平洋板块边缘，是地热利用的有利地区。西藏南、滇西、川西属喜马拉雅地热带，有资料介绍钻井2000米即可获得200℃的高温热水，是地热最有利地区。钻探勘查表明，其他地区如松辽盆地与渤海湾盆地等，干热岩资源储量也很丰富。
人类对干热岩资源的开发利用试验开始于上世纪70年代。1974年，美国在新墨西哥州启动了世界上第一次利用干热岩资源的项目。随后，在国际能源署协调下，英国、法国、德国和日本相继加入该计划，进行了开创性的工程研究，取得了相当有价值的成果。英国、日本、瑞典、德国等国也启动了本国的干热岩项目。
中国干热岩研究虽然启动较晚，但是发展很快。在“十二五”期间，国土资源部、中国地质调查局安排开展了全国地热资源调查评价工作，同时启动了中国干热岩资源的研究寻找工作。随后，分别在福建、广东、海南、湖南等省份开展了区域地质调查与深部地球物理勘查。2015年5月，设计深度4000米的干热岩资源勘查深井在福建省漳州市清泉林场开钻。这是中国地质调查局实施的中国第一口干热岩资源勘查深井。勘查表明，漳州干热岩地热能源储藏量丰富，开发地热发电前景广阔。2017年9月，勘查人员在青海共和盆地3705米深处钻获236℃的高温干热岩体。这是中国首次钻获温度最高的干热岩体。以该地区2%作为可开采资源量计算，折合的标准煤为2016年全国能源消耗的3倍。
今年7月底，国家863计划“干热岩热能开发与综合利用关键技术研究”项目顺利通过验收，这表明，经过3年攻关，中国在干热岩靶区定位技术与工程测试技术研究、开发实验模拟平台和相关材料等方面获得了关键技术支撑。对此，王贵玲指出，在肯定相关科技领域取得突破性进展的同时，也要看到，随着对干热岩研究的开展和实验性开发，很多相关科学和工程问题也逐渐凸显出来。他认为目前面临的最关键问题包括资源靶区定位技术、水力压裂储层改造等。
3、能源转型新机遇
所谓资源靶区定位就是如何高效找准优质干热岩资源。这需要依托大地热流图；但是目前相关数据不全，特别是缺少地温随深度变化的数据。水力储层改造技术是干热岩开发的最核心技术。它包括：高温高压条件下的深钻技术、水力压裂技术、裂隙系统监测技术等诸多方面。要在新型前沿钻的研发和降低成本方面继续下功夫。在干热岩开发水力压裂方面，必须解决目前压裂的效果和裂隙系统发展难以预测的问题。
2017年11月下旬召开的全国地热资源调查评价研讨会传递的信息表明，中国干热岩勘查与开发力度将进一步加大。特别值得注意的是，会议提出“要坚决打好京津冀地热资源调查评价科技攻坚战”，重点在雄安新区等地区，探明深部地热储层地质结构，为京津冀地区地热开发利用规模化、可持续高效利用提供支撑。而在雄安新区地热勘查开发学术研讨会上，多名专家认为，雄安新区中深层和浅层地热资源十分丰富，加强资源调查评价、理论与技术创新，有望建成地热能开发利用的全球样板。在会上专家对雄安新区优质地热资源给予高度评价，认为具有埋藏浅、温度高、水质好、易回灌等特点。
雄安新区是继深圳经济特区和上海浦东新区之后，又一个具有全国意义的新区，其设立被称为“千年大计、国家大事”。支撑其发展的绿色能源路线已经初步显现出来，而“建成地热能开发利用的全球样板”则彰显了地热资源将在其中扮演的重要角色。可以预见，将会有越来越多的中国城市借鉴雄安地热经验，加速向绿色能源转型。而干热岩作为一种新型地热资源，其勘查开发技术的进步将会推动其商业化进程，进而有望助力能源结构变革，为建设天蓝、水绿的美丽中国作出贡献。
1、世界干热岩分布
2、中国干热岩分布
随着地球由表到里，地球温度在不断增温。从这个角度来看，干热岩是无处不在。同时，它的资源量也非常巨大。中国的干热岩资源量和美国的干热岩资源量大约在同一个数量级上面，它是极富潜力的一种潜在的能源资源。
2019年6月4日编写于重庆
2019年9月8日修改于重庆
2022年3月22日修改于重庆
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