1月9日,山東省人民政府新聞辦公室在黃河三角洲發布一則重大消息:
山東省地礦局在這里鉆成華東地區溫度最高的“水熱型”地熱井!

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,能實現日發電量約2.52萬度,可滿足近萬人日常用電。
這口井,周邊圈定近40平方千米高溫地熱田,預估總熱量相當于4.78億噸標準煤,全面開發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評價:“這一成果在華東地區尚屬首例,是高溫地熱資源勘探的重大突破!”

習近平總書記指出,向地球深部進軍是我們必須解決的戰略科技問題。這口深井是山東向地球深部要熱能、向科技創新要效益的生動實踐。
鉆頭,如同向地球深處提問的筆尖,一筆一筆寫下解開地熱謎題的答案。

挑戰定論,于無路處辟新路:
實地“望聞問切”
在“低溫區”的質疑聲中立項
時光拉回4年前。
“當時壓力特別大,好多反對的聲音。”山東省地礦局研究員康鳳新回憶,要在東營打鉆刨出第一抔土,先需在四起的質疑聲中立得住。
山東省地礦局八〇一隊生態地質中心主任魏善明甚至數出了比例,“反對和贊同意見,基本是一比一的對峙。”
反對聲音有理有據。2022年,在我國華東整體淺層斷裂的構造下,“淘金”般開掘地下數千米的深層高溫地熱資源,似乎注定人力難及。
當時,地熱資源“西豐東稀”是默認的自然造化結果。板塊遭反復擠壓抬升的西藏、川西等地區熱源富集,而地質結構偏于穩定的華東地區顯然缺乏熱能“天賦”,可謂公認的“低溫倉”。
舉目四望,向華東大地深處“討要”熱能,也先例寥寥。闖入科研無人區就意味著,鉆頭每向下一米,未知風險便成倍增加。
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,向來被認為熱能偏低且均一。這里怎會有“異軍突起”的高溫地熱?
不僅如此,東營地下漫溢咸水,常規探測手段也在此失靈。魏善明解釋:“就跟醫生需要先拍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,作為吃經費的科研項目,預算始終高懸頭頂,即便有如三維地震一類更好的探測手段,動輒數百萬的花費也讓反對聲音更響亮。

但稟賦如此,就代表絕不可為嗎?
科學攻堅,從來就是在看似無路之處辟未來。
高溫地熱開發更是如此。
武強院士直言:“誰能掌握高溫地熱開發的核心理論與技術,誰就能在清潔能源技術競爭中占據主動,構建技術壁壘與產業優勢。”
高溫地熱因其穩定、可調峰的發電特性,是大國能源角力中關鍵一招。縱觀全球,美國、印度尼西亞、菲律賓等國家領跑地熱能發電。
地熱不是第一次站在我國能源舞臺的聚光下。1970年10月,地質學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,就像人類發現煤炭、石油可以燃燒一樣重要。”
而自1989年設立地質界最高獎“李四光地質科學獎”以來,山東省地礦局就有多人載譽而歸。面對華東大陸的地熱全新課題,“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。”
實地“望聞問切”下,山東省地礦局團隊發現東營實則獨具優勢:
它的地下近20公里處存在高溫傳導層,深大斷裂帶構成熱量“高速匝道”,致密巖層則如厚實的“天然棉被”鎖住熱能,一個潛在的“液體熱礦”逐漸清晰浮現。“我們做深入研究后,認為此處地下4000米左右,可能存在高溫熱儲層。”康鳳新語氣堅定。
對山東省地礦局而言,要在東營鉆探的這口數千米深井,亦是過往數十年積累的一次“會考”。“單位自1958年建成,我們天天在打鉆找水找礦。數十載春秋,我們在山東劃出96處地熱田,實現全省中低溫資源評價的全覆蓋。有全省最全的水文地質資料、最強的水文地質專家,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
每一項科研突破,始于向未知的勇敢進發。
當項目實施單位山東省地礦局八〇一隊將鉆頭對準東營這片土地,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,切入黃河三角洲平原綿軟的表層泥沙,帶著團隊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。”項目負責人魏善明全程參與這場向地球深處的攻堅戰。
深度在增加,難度卻指數級攀升:地層復雜、井壁易坍塌、易漏失、高溫高壓環境等,一切皆屬未知。
初期鉆探,伴隨機械富有節奏的轟鳴,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,進入一個大型的地下構造斷裂帶,其猶如“地下迷宮”。
“這種情況在鉆探施工中極為棘手。”山東省地礦局八〇一隊總工程師趙志強解釋說,此刻首要任務是“護壁”,即保持孔壁穩定,防止坍塌。
由于漏失嚴重,隊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,導致前功盡棄;如果堵不住,則鉆探止步,只能終孔。
團隊站在了“懸崖邊”。
那些日子,項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,聯系多家院所,嘗試數十種材料配比,進行上百次試驗……但是團隊迎來的是一次次失敗。
“真的想過放棄。”魏善明坦言。但放棄的念頭背后,是不甘與責任——“那么多兄弟在拼,我們不能停!”
苦心人,天不負。
通過無數次實驗、調配泥漿性能,終于找到了一個完美的平衡點,實現了護壁與暢通的契合。僅攻克這一關,就耗費數月。
鉆頭又開啟工作的節律,晝夜不息。
“越是到了3500米以下,心理壓力就越大,不知道后面會發生什么情況。”張宸愷是山東省地礦局八〇一隊生態地質中心長期駐守項目一線的人員。“那時鉆機日夜運轉,我就睡在旁邊板房里,夜里一聽到對講機突然響起,就會瞬間驚醒,披上衣服就往現場跑。”

挑戰并未止步于鉆孔成功。在到達目的熱儲層進行洗井抽水過程中,項目又遇到了新難題: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。”魏善明解釋,“但在鉆探過程中,產生的大量巖屑可能堵塞了部分裂隙。此外,熱儲層裂隙發育不均勻,導致水流通道不順暢。”
又是幾經波折,項目團隊尋得“高溫酸化壓裂技術”。“這就像給深部巖層做‘微創疏通手術’。”趙志強比喻,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;反應時間必須恰到好處,時間短了效果不佳,時間長了可能產生副作用。
“我們專門調配了特定的酸化解堵液,并通過精確控制其配比、注入速度和反應時間等參數,對目標層段進行酸化壓裂作業。”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小縫隙,現在被疏通串聯成一條河流,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,如何將高溫熱水持續穩定采上來?普通水泵和監測設備在160多度高溫和相當于一個10米高樓壓在腳面上的高壓下,很快會損壞失效。
團隊再次迎難而上,研發出耐高溫、大揚程的深井抽水系統及監測設備。這就如同為超高井安裝了強大的“心臟”與靈敏的“神經”,能長時間穩定抽出高溫熱水,并能實時精準監測流量、壓力等關鍵數據。
當技術難題一一攻克,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,卻又能柳暗花明。”魏善明望向井口,語氣平靜卻蘊涵著波瀾。

一張新的“中國尋熱圖”:
為我國清潔能源供給打開戰略新空間
東營港邊,深冬霧靄中,一口紅藍相間的小井側,蒸汽循管線騰起,直沖半空。
這口被命名為“東高熱1”的地熱深井成功鉆探,將為同類地質條件地區探測開掘帶來曙光。
“總結此次經驗,我們進一步創建了‘沉積盆地潛山水熱型’高溫成熱理論。”山東省地礦局局長張成偉打了個精妙比方,“這就相當于為類似地質地區,我們可以提供一張成體系的‘尋寶圖’,大家不用再靠經驗‘開盲盒’找高溫地熱了。”
山東大學能源與動力工程學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熱潛力。”
地熱供給穩定性是突出的優質屬性,使其在一眾新能源中亦能“殺出重圍”。“和風電、水電、光伏這些間歇性供給的新能源不同,地熱幾乎不受氣候、天氣、水文等任何條件的影響,波動性非常小。”武強院士說。“東高熱1”及隨其創建的“沉積盆地潛山水熱型”高溫成熱理論所展現的可能藍圖,將有效增強我國能源供給韌性,進一步打開清潔能源戰略新空間。

“東高熱1”的鉆頭已停下,但它和伙伴們的遠征并未結束。
在更為隱秘的褶皺與斷裂帶深處,在地熱之外的廣袤巖層中,一場場關于黃金、富鐵、稀缺戰略資源的攻堅仍正在上演。
為給國家能源資源“強韌性”,山東省地礦局近年布局稀有金屬和戰略性“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。“地礦人常常說向深處去、向遠處去,為國尋寶、以苦為樂,這個是一件讓人激動的事。”
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,永不停息。地球深部,有更多的寶藏等待被喚醒。