2025-04-30 10:15:41來源:中國能源報 點擊:2606 次
暮春時節,在魯西北平原的德州天衢新區,一臺ZJ-40型大口徑鉆機正以每分鐘120轉的轉速向地下1500米深處挺進。鉆桿撞擊巖層的轟鳴中,泥漿泵將溫度達68攝氏度的地熱水輸送至智慧農業大棚,30萬平方米的溫室里,小番茄正值盛果期,葉片上的露珠晶瑩剔透。這是山東省地礦局水文二隊(以下簡稱“第二水文隊”)以“深地思維”破解能源轉型難題的一個縮影。
青山疊翠,綠色潮涌。在齊魯大地,這支地質勁旅正肩負地熱能勘探開發的時代使命。躬身深地勘探,優化能源方案,調研社區需求……隨著清潔供暖版圖持續拓展,“在一線”成為第二水文隊隊員的日常。這支以中青年為骨干、資深專家掌舵、新生力量涌現的隊伍,正以科技利器為銀針,以“強國有我”為擔當,在地球深部熱脈中精雕細琢,將千米巖層化作承載萬家燈火的綠色錦繡。
從資源勘查者到生態共建者
在“魯地熱1號”鉆井平臺,“00后”女地質技術員李書涵注視著深度達2000米的取芯巖心,眼中閃爍著光芒:“我們這代地質人,趕上了實現‘雙碳’目標的黃金期。”作為團隊中最年輕的技術隊員,她的工裝口袋還別著一本磨邊的筆記本,翻開扉頁能看到密密麻麻的巖性分析筆記。
說話間,李書涵轉身指向遠處的勘探設備,語氣里帶著新生代特有的朝氣:“您看現在的技術迭代多快——‘德熱1井’的成功就像破冰船首航。這些年我們沒停下探索的腳步,從最初的試驗性開采,到攻克‘取熱不取水’的關鍵技術,現在這項技術已經作為‘山東經驗’在全國推廣。”
“把地下‘熱庫’變成發展‘綠能’,是我們這代地質青年的使命。”第二水文隊黨委書記、隊長趙新村的話語擲地有聲。自1997年完成山東首眼供暖地熱井“德熱1井”起,一代代青年地質人接力探索,將青春足跡印刻在齊魯大地的勘探現場。2023年,山東省首個中深層地熱能“取熱不取水,高效井下換熱”地熱能試點工程在德州建成。截至2024年底,團隊在山東累計圈定地熱田96處,評價地熱資源量達1.21×1021焦耳,相當于413億噸標準煤,為山東省能源結構調整提供了戰略儲備。
突破傳統勘查業務界限,在碳儲碳匯領域創新發力。趙新村介紹,第二水文隊承擔的山東省首個咸水含水層二氧化碳封存潛力評價項目,成功封存二氧化碳312噸,并構建起完善的監測預警體系和評價指標體系,為山東降低二氧化碳排放提供了關鍵的地質技術支持。
“從‘單一找礦’到‘地質+能源+生態’綜合服務,青年隊員們用創新轉型詮釋著‘功成不必在我,功成必定有我’的時代擔當。”趙新村的話道出團隊的戰略定位。在黃河三角洲,他們建立的“地下—地面—空中”三網合一監測體系,積累了近50年的地下水監測數據。這些數據為查明地下水及地熱水開發利用與地面沉降的相互關系提供了關鍵依據,進而提出科學有效的地面沉降防治措施,為地下水、地熱水的可持續開發利用保駕護航。
破解世界級難題的中國方案
地熱開發的核心難題之一是尾水回灌。在德州經濟技術開發區的示范工程現場,第二水文隊技術負責人楊亞賓指向地下1500米的砂巖熱儲層:“這曾是世界級難題——砂巖熱儲回灌困難、影響因素復雜,導致回灌率不足50%。”
第二水文隊的科研團隊沒有退縮。他們耗時16年,日夜鉆研,打造出“五大技術體系”:研發耐溫200攝氏度的水基鉆井液,解決了高溫復雜地層護壁堵漏、現有耐高溫鉆井液不適合超深取芯鉆探難題;創新“大口徑填礫+定向井”工藝,將鉆孔軌跡誤差控制在0.3%以內;建立除砂排氣兩級過濾系統,使尾水含砂量低于0.01%;開發智能回灌控制系統,通過變頻器實時調節壓力流量;制定國內首個《砂巖熱儲地熱尾水回灌技術規程》,實現回灌率穩定超90%。
“地熱資源不合理開發易引發水土污染、熱儲層壓力下降等問題,如地熱水回灌井筒腐蝕致地下水竄層污染、尾水直排造成熱儲層壓力降低及水土污染。”楊亞賓表示,開發時需與地質環境保護同步設計、實施并嚴格監管,做好廢棄井閉坑管理與監測,在集中開采區完善監測網絡,開展地質環境演化研究,以實現開發效益與生態保護雙贏。
“當看到自己設計的回灌系統穩定運行,才真正明白‘把論文寫在大地上’的分量。”楊亞賓摩挲著磨破的工裝袖口,目光中透出自豪。
2016年第二水文隊建成的示范工程,歷經8個供暖季監測,尾水100%回灌,成為全國首個“地熱能開發利用標準化示范項目”。如今,“取熱不耗水”的德州模式已在河北雄安新區、山西大同等地推廣,推動中國砂巖熱儲開發進入規模化階段。
德州模式背后,是一連串閃耀著青春智慧的創新成果:耐溫200攝氏度的水基鉆井液打破國外壟斷,“大口徑填礫+定向井”工藝將鉆孔誤差控制在0.3%,國內首個《砂巖熱儲地熱尾水回灌技術規程》填補行業空白……
新時代地質精神薪火相傳
在青海柴達木盆地,海拔3000米的鉆探現場,地質隊員們正在調試新型鉀鹽取芯鉆具。這里冬季最低氣溫達零下35攝氏度,缺氧導致普通柴油機功率下降40%,但團隊通過設備改造,將3000米鉆孔周期從10個月縮短至4個月。
“干熱巖鉆探就像在‘花崗巖里繡花’。”第二水文隊一線地質隊員張明德回憶:“那里極寒的天氣和高原反應時刻考驗著我們的身體極限。為了應對極寒,井隊配備了專業野營房和高質量的防寒保暖裝備;針對高原氣候,我們提前進行適應性訓練,作業時配備充足氧氣罐,并合理安排工作強度和休息時間。在技術方面,通過優化鉆井結構、完善成井工藝和鉆井液體系、研究優化‘承壓鹵水鉆孔成井及放水工藝’等技術,不斷提升勘探效率。”
一線團隊通過“導師帶徒”機制,將50年積累的勘查經驗轉化為數字知識庫;設立“深地創新獎”,重獎技術突破團隊;在野外項目組建立臨時黨支部,讓黨旗在勘探一線飄揚。這些舉措,讓“獻身地質、找礦立功”的精神內核,在新時代煥發出新的光彩。
去年剛參加工作的李書涵,在首次野外任務中創下女技術員連續駐場三個多月的紀錄。她記得某個凌晨,怕剛取出的巖心脫水,三口扒完冷雞蛋,就著礦燈蹲在巖心架前。十二排巖心按深度碼放整齊,她沖凈泥漿,用巖心鉗劈開樣本。“捻開巖屑記錄時,突然覺得掌心的粗糙紋路是大地的脈搏。我蘸著泥漿在地上畫了個歪扭的太陽,心里想著,這就是大地給的獎狀吧。”
在第二水文隊的榮譽室,“三光榮”(以獻身地質事業為榮、以艱苦奮斗為榮、以找礦立功為榮)“四特別”(特別能吃苦、特別能忍耐、特別能戰斗和特別能奉獻)精神錦旗格外醒目。張明德指著墻上的老照片說:“師傅們在野外住帳篷、喝苦水,現在條件好了,但艱苦奮斗的精神沒變。‘三光榮’‘四特別’精神在團隊中代代相傳,激勵著一代又一代地質人堅守崗位,為地質事業不懈奮斗。”
在能源革命中續寫榮光
走進德州財金智慧農業能源站,看不到傳統鍋爐房的煙囪,只有靜謐運行的換熱機組,青年工程師楊亞賓正盯著屏幕上傳感器數據。農業大棚的“恒溫密碼”,藏在1500米的地下深處。傳統設施農業依賴燃煤或天然氣供暖,不僅成本高昂,更面臨碳排放與環境污染的雙重壓力。第二水文隊的技術專班帶著“取熱不耗水”的破圈思路,在既有地熱井上展開“無干擾井下換熱”試驗,研發出“中深層地熱能+定制高溫熱泵”系統。200多個傳感器如同神經末梢,實時感知著室外溫度的細微變化,當低溫來襲,中高溫熱泵協同啟動,將50攝氏度的地熱水“升級”至80攝氏度,精準滿足番茄生長的溫度需求。
這場技術突圍帶來的不僅是作物增產——小番茄上市期提前、年產量提升20%,更實現真金白銀的成本節約:單個產季節省能源開支1500萬元,相當于減少1.02萬噸標準煤消耗。從清潔供暖到智慧農業,讓農業生產與生態保護形成良性循環,青年們用技術創新勾勒出“綠水青山就是金山銀山”的現實圖景。
五四青年節前夕,團隊收到一份特殊禮物——山東省能源局公布《“山東省地熱能試點工程”省級財政獎補名單》,全省5個標桿項目脫穎而出,第二水文隊實施的“取熱不取水”示范項目成功入選。趙新村翻開規劃圖,“地熱+風光儲”多能互補項目、深地資源探測實驗室、碳捕集封存示范工程等節點上,標注著青年骨干的名字。

凡來源注明中國陽光能源網的內容為中國陽光能源網原創,轉載需獲授權。
掃碼關注公眾號