1月9日，山東省人民政府新聞辦公室在黃河三角洲發(fā)布一則重大消息：
山東省地礦局在這里鉆成華東地區(qū)溫度最高的“水熱型”地?zé)峋?/p>
這口井，深4002.17米，井底溫度162攝氏度，每小時出水量101.3立方米，能實(shí)現(xiàn)日發(fā)電量約2.52萬度，可滿足近萬人日常用電。
這口井，周邊圈定近40平方千米高溫地?zé)崽?，預(yù)估總熱量相當(dāng)于4.78億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，全面開發(fā)后碳減排量可抵一座大型鋼廠全年排放量。
中國工程院院士武強(qiáng)評價：“這一成果在華東地區(qū)尚屬首例，是高溫地?zé)豳Y源勘探的重大突破！”
習(xí)近平總書記指出，向地球深部進(jìn)軍是我們必須解決的戰(zhàn)略科技問題。這口深井是山東向地球深部要熱能、向科技創(chuàng)新要效益的生動實(shí)踐。
鉆頭，如同向地球深處提問的筆尖，一筆一筆寫下解開地?zé)嶂i題的答案。
挑戰(zhàn)定論，于無路處辟新路：
實(shí)地“望聞問切”
在“低溫區(qū)”的質(zhì)疑聲中立項(xiàng)
時光拉回4年前。
“當(dāng)時壓力特別大，好多反對的聲音?！鄙綎|省地礦局研究員康鳳新回憶，要在東營打鉆刨出第一抔土，先需在四起的質(zhì)疑聲中立得住。
山東省地礦局八〇一隊(duì)生態(tài)地質(zhì)中心主任魏善明甚至數(shù)出了比例，“反對和贊同意見，基本是一比一的對峙?！?/p>
反對聲音有理有據(jù)。2022年，在我國華東整體淺層斷裂的構(gòu)造下，“淘金”般開掘地下數(shù)千米的深層高溫地?zé)豳Y源，似乎注定人力難及。
當(dāng)時，地?zé)豳Y源“西豐東稀”是默認(rèn)的自然造化結(jié)果。板塊遭反復(fù)擠壓抬升的西藏、川西等地區(qū)熱源富集，而地質(zhì)結(jié)構(gòu)偏于穩(wěn)定的華東地區(qū)顯然缺乏熱能“天賦”，可謂公認(rèn)的“低溫倉”。
舉目四望，向華東大地深處“討要”熱能，也先例寥寥。闖入科研無人區(qū)就意味著，鉆頭每向下一米，未知風(fēng)險便成倍增加。
黃河三角洲的地下世界又尤為特殊。這一個滿攜泥沙、黏土等沉積物的盆地，向來被認(rèn)為熱能偏低且均一。這里怎會有“異軍突起”的高溫地?zé)幔?/p>
不僅如此，東營地下漫溢咸水，常規(guī)探測手段也在此失靈。魏善明解釋：“就跟醫(yī)生需要先拍CT看病灶一樣，我們主要靠電磁‘透視’地下，但碰上東營的咸水層它就不靈了。”
此外，作為吃經(jīng)費(fèi)的科研項(xiàng)目，預(yù)算始終高懸頭頂，即便有如三維地震一類更好的探測手段，動輒數(shù)百萬的花費(fèi)也讓反對聲音更響亮。
但稟賦如此，就代表絕不可為嗎？
科學(xué)攻堅(jiān)，從來就是在看似無路之處辟未來。
高溫地?zé)衢_發(fā)更是如此。
武強(qiáng)院士直言：“誰能掌握高溫地?zé)衢_發(fā)的核心理論與技術(shù)，誰就能在清潔能源技術(shù)競爭中占據(jù)主動，構(gòu)建技術(shù)壁壘與產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢?！?/p>
高溫地?zé)嵋蚱浞€(wěn)定、可調(diào)峰的發(fā)電特性，是大國能源角力中關(guān)鍵一招?？v觀全球，美國、印度尼西亞、菲律賓等國家領(lǐng)跑地?zé)崮馨l(fā)電。
地?zé)岵皇堑谝淮握驹谖覈茉次枧_的聚光下。1970年10月，地質(zhì)學(xué)家李四光就富有前瞻性地指出：“地下是一個大熱庫，是人類開辟的一個新的自然能源，就像人類發(fā)現(xiàn)煤炭、石油可以燃燒一樣重要?！?/p>
而自1989年設(shè)立地質(zhì)界最高獎“李四光地質(zhì)科學(xué)獎”以來，山東省地礦局就有多人載譽(yù)而歸。面對華東大陸的地?zé)崛抡n題，“傳承”兩字有了分量。康鳳新頗有底氣地說：“我是有了至少八成的把握，才敢頂住壓力立項(xiàng)?！?/p>
實(shí)地“望聞問切”下，山東省地礦局團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)東營實(shí)則獨(dú)具優(yōu)勢：
它的地下近20公里處存在高溫傳導(dǎo)層，深大斷裂帶構(gòu)成熱量“高速匝道”，致密巖層則如厚實(shí)的“天然棉被”鎖住熱能，一個潛在的“液體熱礦”逐漸清晰浮現(xiàn)?！拔覀冏錾钊胙芯亢螅J(rèn)為此處地下4000米左右，可能存在高溫?zé)醿??！笨跌P新語氣堅(jiān)定。
對山東省地礦局而言，要在東營鉆探的這口數(shù)千米深井，亦是過往數(shù)十年積累的一次“會考”。“單位自1958年建成，我們天天在打鉆找水找礦。數(shù)十載春秋，我們在山東劃出96處地?zé)崽?，?shí)現(xiàn)全省中低溫資源評價的全覆蓋。有全省最全的水文地質(zhì)資料、最強(qiáng)的水文地質(zhì)專家，沒有理由干不成！”
4000米的“深地穿越”：
在無解中求解，鑿開地下“熱河”之門
每一項(xiàng)科研突破，始于向未知的勇敢進(jìn)發(fā)。
當(dāng)項(xiàng)目實(shí)施單位山東省地礦局八〇一隊(duì)將鉆頭對準(zhǔn)東營這片土地，他們開啟的是一場與地球深處“隱秘法則”的對話。
鉆頭緩緩旋轉(zhuǎn)，切入黃河三角洲平原綿軟的表層泥沙，帶著團(tuán)隊(duì)對這片盆地的猜想和忐忑。
“我們打過最深2000多米的井，但4000米深又是另一個未知世界?！表?xiàng)目負(fù)責(zé)人魏善明全程參與這場向地球深處的攻堅(jiān)戰(zhàn)。
深度在增加，難度卻指數(shù)級攀升：地層復(fù)雜、井壁易坍塌、易漏失、高溫高壓環(huán)境等，一切皆屬未知。
初期鉆探，伴隨機(jī)械富有節(jié)奏的轟鳴，地層似乎遵循某種秩序，被鋒利的鉆頭一層層剖開。然而，鉆頭在3500米左右，進(jìn)入一個大型的地下構(gòu)造斷裂帶，其猶如“地下迷宮”。
“這種情況在鉆探施工中極為棘手?！鄙綎|省地礦局八〇一隊(duì)總工程師趙志強(qiáng)解釋說，此刻首要任務(wù)是“護(hù)壁”，即保持孔壁穩(wěn)定，防止坍塌。
由于漏失嚴(yán)重，隊(duì)伍嘗試了各種利于含水層的堵漏方法均無效果，只能采用水泥漿封堵。
此刻，工程陷入一個近乎無解的兩難境地：
用水泥漿封堵，能防止孔壁坍塌，鉆屑可隨泥漿順利排出，但是含水裂隙將被徹底封死，導(dǎo)致前功盡棄；如果堵不住，則鉆探止步，只能終孔。
團(tuán)隊(duì)站在了“懸崖邊”。
那些日子，項(xiàng)目部板房里的燈光常亮至天明，映照著鉆頭一次次被磨損又被更新的過程。
請教頂尖專家，聯(lián)系多家院所，嘗試數(shù)十種材料配比，進(jìn)行上百次試驗(yàn)……但是團(tuán)隊(duì)迎來的是一次次失敗。
“真的想過放棄?！蔽荷泼魈寡?。但放棄的念頭背后，是不甘與責(zé)任——“那么多兄弟在拼，我們不能停！”
苦心人，天不負(fù)。
通過無數(shù)次實(shí)驗(yàn)、調(diào)配泥漿性能，終于找到了一個完美的平衡點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了護(hù)壁與暢通的契合。僅攻克這一關(guān)，就耗費(fèi)數(shù)月。
鉆頭又開啟工作的節(jié)律，晝夜不息。
“越是到了3500米以下，心理壓力就越大，不知道后面會發(fā)生什么情況。”張宸愷是山東省地礦局八〇一隊(duì)生態(tài)地質(zhì)中心長期駐守項(xiàng)目一線的人員。“那時鉆機(jī)日夜運(yùn)轉(zhuǎn)，我就睡在旁邊板房里，夜里一聽到對講機(jī)突然響起，就會瞬間驚醒，披上衣服就往現(xiàn)場跑?！?/p>
挑戰(zhàn)并未止步于鉆孔成功。在到達(dá)目的熱儲層進(jìn)行洗井抽水過程中，項(xiàng)目又遇到了新難題：出水不理想。
“目的熱儲層是奧灰地層，這一層存在裂隙，地下熱水正是通過這些裂隙流動?！蔽荷泼鹘忉?，“但在鉆探過程中，產(chǎn)生的大量巖屑可能堵塞了部分裂隙。此外，熱儲層裂隙發(fā)育不均勻，導(dǎo)致水流通道不順暢。”
又是幾經(jīng)波折，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)尋得“高溫酸化壓裂技術(shù)”?！斑@就像給深部巖層做‘微創(chuàng)疏通手術(shù)’?！壁w志強(qiáng)比喻，通過向幾千米下的熱儲層高壓注入特殊的酸液并施加壓力，溶解堵塞物、撐開微小裂縫，從而讓地下熱水更順暢地流通。
但說起來容易做起來難。在3500米以下的高溫高壓環(huán)境中，酸化壓裂面臨著一系列難題：酸液配方必須既能有效溶解堵塞物，又不能腐蝕井下設(shè)備；注入壓力和速度必須精確控制，既要撐開裂縫，又不能造成巖層破壞；反應(yīng)時間必須恰到好處，時間短了效果不佳，時間長了可能產(chǎn)生副作用。
“我們專門調(diào)配了特定的酸化解堵液，并通過精確控制其配比、注入速度和反應(yīng)時間等參數(shù)，對目標(biāo)層段進(jìn)行酸化壓裂作業(yè)。”魏善明說，如此操作后，我們仿佛打開了閘門，原本下面可能只是些分散的細(xì)小縫隙，現(xiàn)在被疏通串聯(lián)成一條河流，熱水一下子涌出來了。
然而，新的難題隨之而來：即便“熱河”暢通，如何將高溫?zé)崴掷m(xù)穩(wěn)定采上來？普通水泵和監(jiān)測設(shè)備在160多度高溫和相當(dāng)于一個10米高樓壓在腳面上的高壓下，很快會損壞失效。
團(tuán)隊(duì)再次迎難而上，研發(fā)出耐高溫、大揚(yáng)程的深井抽水系統(tǒng)及監(jiān)測設(shè)備。這就如同為超高井安裝了強(qiáng)大的“心臟”與靈敏的“神經(jīng)”，能長時間穩(wěn)定抽出高溫?zé)崴?，并能?shí)時精準(zhǔn)監(jiān)測流量、壓力等關(guān)鍵數(shù)據(jù)。
當(dāng)技術(shù)難題一一攻克，滾燙的蒸汽裹挾著熱水從“東高熱1”井口噴涌而出。
“這一路像在不停攀登，總是山重水復(fù)，卻又能柳暗花明?！蔽荷泼魍蚓?，語氣平靜卻蘊(yùn)涵著波瀾。
一張新的“中國尋熱圖”：
為我國清潔能源供給打開戰(zhàn)略新空間
東營港邊，深冬霧靄中，一口紅藍(lán)相間的小井側(cè)，蒸汽循管線騰起，直沖半空。
這口被命名為“東高熱1”的地?zé)嵘罹晒︺@探，將為同類地質(zhì)條件地區(qū)探測開掘帶來曙光。
“總結(jié)此次經(jīng)驗(yàn)，我們進(jìn)一步創(chuàng)建了‘沉積盆地潛山水熱型’高溫成熱理論?！鄙綎|省地礦局局長張成偉打了個精妙比方，“這就相當(dāng)于為類似地質(zhì)地區(qū)，我們可以提供一張成體系的‘尋寶圖’，大家不用再靠經(jīng)驗(yàn)‘開盲盒’找高溫地?zé)崃?。?/p>
山東大學(xué)能源與動力工程學(xué)院副研究員李德祥更顯興奮：“這極有可能釋放全國更大的一個地?zé)釢摿?。?/p>
地?zé)峁┙o穩(wěn)定性是突出的優(yōu)質(zhì)屬性，使其在一眾新能源中亦能“殺出重圍”?！昂惋L(fēng)電、水電、光伏這些間歇性供給的新能源不同，地?zé)釒缀醪皇軞夂?、天氣、水文等任何條件的影響，波動性非常小?！蔽鋸?qiáng)院士說?！皷|高熱1”及隨其創(chuàng)建的“沉積盆地潛山水熱型”高溫成熱理論所展現(xiàn)的可能藍(lán)圖，將有效增強(qiáng)我國能源供給韌性，進(jìn)一步打開清潔能源戰(zhàn)略新空間。
“東高熱1”的鉆頭已停下，但它和伙伴們的遠(yuǎn)征并未結(jié)束。
在更為隱秘的褶皺與斷裂帶深處，在地?zé)嶂獾膹V袤巖層中，一場場關(guān)于黃金、富鐵、稀缺戰(zhàn)略資源的攻堅(jiān)仍正在上演。
為給國家能源資源“強(qiáng)韌性”，山東省地礦局近年布局稀有金屬和戰(zhàn)略性“卡脖子”礦種勘探，“為國尋寶”不曾一日松懈。省地礦局科技與國際合作處處長李國宏透露，今年元旦一過，許多同事已馬不停蹄地趕赴全國各地?！暗氐V人常常說向深處去、向遠(yuǎn)處去，為國尋寶、以苦為樂，這個是一件讓人激動的事?！?/p>
在山川之間，他們叩問大地，為保障國家能源資源安全打下一個個新鉆。
鉆頭挺進(jìn)，永不停息。地球深部，有更多的寶藏等待被喚醒。