深地改造技術(shù)——我們?yōu)榈厍蜃鰝€(gè)微創(chuàng)手術(shù)

演講者：劉慶

推薦單位：北京地質(zhì)學(xué)會(huì)

各位評(píng)委、專(zhuān)家，各位嘉賓，大家好！我叫劉慶，來(lái)自北京市地?zé)嵫芯吭?，我今天演講的題目是《深地改造技術(shù)——我們?yōu)榈厍蜃鰝€(gè)微創(chuàng)手術(shù)》。

2014年我剛來(lái)北京，正值北京霧霾高發(fā)期;2015年，柴靜的《穹頂之下》更是震撼人心;緊接著，從國(guó)家到市政府，出臺(tái)了“打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)、建設(shè)國(guó)際一流的和諧宜居之都”等一系列攻堅(jiān)任務(wù)。那么，我們?nèi)绾螌?shí)現(xiàn)這些目標(biāo)呢？天然氣、地?zé)崮艿惹鍧嵞茉礊槲覀冎该髁朔较??？墒?，這些資源通常都埋藏在地表以下幾千米的地層里，地層條件復(fù)雜，開(kāi)發(fā)難度大。我們就在想，能不能人為地改變一下地層環(huán)境，降低開(kāi)發(fā)難度呢？答案是肯定的，而這一核心關(guān)鍵技術(shù)就是：深地改造技術(shù)。

那么，問(wèn)題來(lái)了，什么是深地改造技術(shù)？

在介紹深地改造技術(shù)之前，我想先向大家介紹一種醫(yī)學(xué)手段“微創(chuàng)手術(shù)”，我們?nèi)梭w內(nèi)的血液在血管中不斷循環(huán)，為人體輸送養(yǎng)分和能量，可是如果我們的血管發(fā)生堵塞了，人體就會(huì)感受到不適應(yīng)，現(xiàn)在醫(yī)學(xué)水平非常發(fā)達(dá)，醫(yī)生在我們血管堵塞部分放一個(gè)人工支架，就可以輕松地解決堵塞問(wèn)題，重新疏通我們的血管。

其實(shí)對(duì)于地球也是一樣。地球內(nèi)部的裂縫、孔、洞就是地球的血管，在這些血管內(nèi)流動(dòng)的地下流體就是地球的血液。如果地球的血管發(fā)生堵塞了，同樣需要我們當(dāng)一回醫(yī)生，為地球做個(gè)微創(chuàng)手術(shù)，打通它的血管。

在介紹了深地改造技術(shù)之后，大家難免會(huì)有這樣一個(gè)疑惑：深地改造技術(shù)和我們最先介紹的霧霾有什么關(guān)系呢？別著急，精彩還在后面。接下來(lái)我想通過(guò)三個(gè)故事來(lái)向大家介紹深地改造技術(shù)到底有什么用。

第一個(gè)故事，我與北京城市副中心。2014年，我們?cè)诒本┏鞘懈敝行倪M(jìn)行地?zé)峥碧介_(kāi)發(fā)中，發(fā)現(xiàn)地?zé)岬貙游镄院懿?，到底有多差呢？我們把熱?chǔ)層的透水能力和常見(jiàn)的磚塊和玻璃的透水能力對(duì)比，發(fā)現(xiàn)副中心地?zé)岬貙拥耐杆暂^玻璃稍微好點(diǎn)，但是跟磚塊就差十萬(wàn)八千里了，所以我們地?zé)崴诶锩婧茈y流動(dòng)。

因此我們對(duì)該區(qū)域熱儲(chǔ)層開(kāi)展了深地改造實(shí)驗(yàn)研究。首先我們把地層巖石中的孔、縫都提取出來(lái)，發(fā)現(xiàn)孔、縫非常少，并且相互不連通;改造后，孔、縫數(shù)量明顯增多了，并且連通性非常好。但是，由于這個(gè)模擬是實(shí)驗(yàn)室小尺度的，對(duì)于指導(dǎo)我們實(shí)際幾百米甚至上千米范圍的施工尚且存在一定局限性。

于是我們把尺度放大，從室內(nèi)小巖石塊，擴(kuò)大到宏觀地層范圍，發(fā)現(xiàn)深地改造技術(shù)對(duì)井筒周?chē)貙痈脑煨Ч浅ｏ@著。

在此基礎(chǔ)上，我們對(duì)北京城市副中心地?zé)峋_(kāi)展了深地改造技術(shù)試驗(yàn)，改造后我們目標(biāo)井產(chǎn)水能力提高了126%，注水能力改善非常顯著。

第二個(gè)故事，是關(guān)于頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)的。2015年，非常有幸，我參與了四川威遠(yuǎn)的頁(yè)巖氣深地改造施工。頁(yè)巖氣，顧名思義，藏在頁(yè)巖里面的天然氣，這就好比瓶裝水就是用瓶子裝著的水，當(dāng)然桶裝水就是用桶裝著的水了。頁(yè)巖最大的特點(diǎn)就是致密，什么意思呢？想象一下，我們左手上有一塊海綿，右手上是一塊玻璃，我們往海綿上滴水，很快就滲進(jìn)去了，我們往玻璃上滴水，水還在玻璃面上，這是因?yàn)椴ＡШ苤旅?。由于?yè)巖很致密，里面的頁(yè)巖氣出不來(lái)，所以我們就需要對(duì)頁(yè)巖地層進(jìn)行人工改造，從而形成了大面積的裂縫網(wǎng)絡(luò)，為頁(yè)巖氣提供人工的流動(dòng)通道。

第三個(gè)故事，是在干熱巖方面的研究工作。干熱巖，和剛才我們提到的常規(guī)地?zé)崮茏畲蟮膮^(qū)別就是干，是一種高溫?zé)o水的地層。所以我們?cè)陂_(kāi)發(fā)干熱巖的時(shí)候，往往需要至少兩口井，一口往里面注水，然后經(jīng)由地層加熱后，再由采水井將熱水采出來(lái)。但是如何把保證注水井和開(kāi)采井的連通性，是干熱巖開(kāi)發(fā)利用的關(guān)鍵。深地改造技術(shù)，可以充分利用地層里面的縫、孔，人工在兩口井之間形成流動(dòng)通道，這就好比有兩根平行的血管，它們之間是不存在血液循環(huán)的，但是如果我們?nèi)斯そo中間搭建一個(gè)血管，這樣兩個(gè)血管就連通了，如果這根血管是注水井，這根血管是采水井，那么中間這根血管就是我們?nèi)斯じ脑斓牧鲃?dòng)通道了。

通過(guò)以上介紹，我們可以發(fā)現(xiàn)，深地改造技術(shù)在清潔能源開(kāi)發(fā)方面潛力巨大。一方面，它有助于開(kāi)發(fā)和推廣清潔能源、調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，響應(yīng)政府號(hào)召;另一方面呢，對(duì)解決新能源開(kāi)發(fā)技術(shù)難題，拓寬能源領(lǐng)域具有積極作用。

在這里，讓我們?cè)賮?lái)回顧一下：霧霾，一個(gè)污染我們家園、危害我們身體健康的問(wèn)題，將在我們深地改造技術(shù)的推廣下，在地?zé)崮?、天然氣等清潔能源的?yīng)用中，慢慢成為記憶，成為我們酒足飯飽后講給孩孫們的歷史故事。屆時(shí)，我相信我們的天更藍(lán)，水更綠，人更美。

我的演講到此結(jié)束，謝謝大家。