近日，由由中國地質(zhì)調(diào)查局水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)調(diào)查中心自主研發(fā)的中深層地熱井井壁分布式長期地溫監(jiān)測系統(tǒng)在天津東麗湖地熱科學鉆探CGSD-01現(xiàn)場獲得成功。

該系統(tǒng)在成功下井后，順利通過了第一階段測試，獲得了首批高質(zhì)量的地熱監(jiān)測數(shù)據(jù)。運行一周來，系統(tǒng)運行穩(wěn)定，獲取到了首批高質(zhì)量監(jiān)測數(shù)據(jù)，標志著全國首例地熱井井壁分布式長期地溫監(jiān)測獲得成功，為我國熱儲動態(tài)監(jiān)測提供了新思路和新的解決方案，為地熱資源精細化研究起到積極推動作用。

Get 1、地溫監(jiān)測的必要性

地熱能作為一種很好的新能源，可廣泛應用于洗浴、醫(yī)療保健、供暖、發(fā)電、種植與養(yǎng)殖、礦泉飲用等領域，具有良好的社會效益、經(jīng)濟效益和環(huán)境效益。

但要想在冬季供暖中長期穩(wěn)定的開發(fā)利用地熱能，對熱源取熱區(qū)的地下結構進行了解，尤其是摸清地下溫度的變化及分布規(guī)律是非常有必要的。因此，通過設置地溫監(jiān)測系統(tǒng)，及時掌握地熱井地溫動態(tài)的變化特征，科學的指導地熱供暖系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，使系統(tǒng)達到最優(yōu)性能和保護地質(zhì)環(huán)境具有重要意義。

圖一 開工現(xiàn)場

Get2、地溫監(jiān)測系統(tǒng)原理

傳統(tǒng)的地溫監(jiān)測常通過地熱井測溫儀等設備和技術來測溫。而中國地質(zhì)調(diào)查水環(huán)中心自主研發(fā)的深孔分布式光纖溫度監(jiān)測系統(tǒng)(專利號：ZL 2016 2 0976425.0)，以光纖后向拉曼散射技術與光時域反射技術為基礎，利用拉曼散射的反斯托克斯光對環(huán)境溫度的敏感效應，實現(xiàn)光纜沿線的長距離分布式溫度測量，該系統(tǒng)測溫范圍：-20～350℃(可擴展)，溫度分辨率0.01℃，空間分辨率1m。該系統(tǒng)克服了微弱信號采集、動態(tài)噪聲壓制、高靈敏度信號解調(diào)與高溫校準等多方面技術難題，改變了以往采用熱敏電阻、留點溫度計等點式測溫方法耗時與漏測的不足，長期測量可避免測溫過程對井溫的擾動，真正實現(xiàn)鉆孔靜態(tài)溫度的分布式測量。

圖二 1050米深度取出的巖心

Get3、東麗湖深部地熱科學鉆探井項目簡介

天津是全國僅有的集“中國溫泉之都”、“中國溫泉之城”、“中國溫泉之鄉(xiāng)”、“地熱能開發(fā)利用示范單位”于一體的大城市，目前地熱資源的開發(fā)利用不但在國內(nèi)領先，也已經(jīng)走在了世界前列。

東麗湖地區(qū)是中國地質(zhì)調(diào)查局實施的六大科技攻堅戰(zhàn)之一“京津冀地熱資源調(diào)查”中的“三區(qū)”之一。CGSD-01井作為該地區(qū)地熱科學鉆探的第一口鉆井，于2017年11月20日正式開鉆。該井位于天津潘莊凸起構造區(qū)東麗湖西南方向，由勘探技術研究所承擔的地質(zhì)調(diào)查項目《天津潘莊凸起構造區(qū)地熱資源調(diào)查》和《京津石地熱資源調(diào)查》共同實施。

CGSD-01井設計為三開井，設計井深4000米，揭穿薊縣系霧迷山組三、四段，目的層揭露薊縣系霧迷山組一、二段，覆蓋層以下100m定深取心。該井是天津地區(qū)目前最大程度揭露霧迷山組地層構造的地熱勘探井，對摸清天津東麗湖地區(qū)深部熱儲的地質(zhì)結構與空間分布、物性特征，獲取系列地熱-水文地質(zhì)參數(shù)，評價深層地熱資源及其可利用性，在此基礎上，實施深部熱儲實時監(jiān)測，獲取長周期批量監(jiān)測數(shù)據(jù)，實現(xiàn)深部地熱監(jiān)測的技術突破，初步建立中深層地熱資源勘查-開發(fā)-監(jiān)測-科研示范基地，支撐中國地質(zhì)調(diào)查局地熱能源勘查開發(fā)工程技術中心的建設起到重要作用。

圖三 下光纜現(xiàn)場

Get4、東麗湖深部地熱科學鉆探井的意義

一、揭示天津潘莊凸起構造區(qū)深部熱儲的空間分布形態(tài)特征，查明地熱資源潛力及可利用性，解決深部地熱熱源機制等基礎地質(zhì)問題，引導天津地區(qū)清潔地熱能源深層次勘查開發(fā);

二、突破高溫地熱井多參數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)的研發(fā)，建立深部熱儲動態(tài)監(jiān)測技術方法體系，為構建地熱能規(guī)?；_發(fā)利用地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測平臺奠定基礎;

三、攻克采灌均衡條件下的地熱資源評價技術方法，探索地熱資源大規(guī)模開發(fā)的可持續(xù)利用模式;

四、為建立天津東麗湖地熱科研與開發(fā)利用基地提供基礎支撐，實現(xiàn)地熱資源可持續(xù)開發(fā)利用的創(chuàng)新性工程、工藝示范引領。

(來源：綜合中國國土資源報、中國地質(zhì)調(diào)查局網(wǎng)站、天津市國土資源和房屋管理局等信息)