楊建鋒，王 堯，馬 騰，張翠光

（中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局發(fā)展研究中心，北京100037）

干熱巖蘊(yùn)藏著巨大的熱能，是美國(guó)長(zhǎng)期關(guān)注和探索開(kāi)發(fā)的新能源之一。作為世界首個(gè)提出干熱巖地?zé)豳Y源開(kāi)發(fā)設(shè)想的國(guó)家，美國(guó)自20世紀(jì)70年代開(kāi)始不斷推進(jìn)干熱巖勘查與開(kāi)發(fā)研究[1]。近年來(lái)，美國(guó)在干熱巖資源開(kāi)發(fā)利用的增強(qiáng)型地?zé)嵯到y(tǒng)（EGS）示范研究方面取得了很大成功，大大推進(jìn)了EGS技術(shù)進(jìn)步，干熱巖地?zé)豳Y源商業(yè)開(kāi)發(fā)前景進(jìn)一步明朗。美國(guó)的探索實(shí)踐表明：雖然干熱巖開(kāi)發(fā)利用的EGS工程具有很大的風(fēng)險(xiǎn)和不確定性，但是其商業(yè)化的技術(shù)障礙是可以克服和解決的。

1 美國(guó)干熱巖地?zé)豳Y源勘查開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀

受20世紀(jì)70年代石油危機(jī)的驅(qū)動(dòng)和激勵(lì)，美國(guó)啟動(dòng)了干熱巖地?zé)豳Y源開(kāi)發(fā)利用的探索[2]。盡管經(jīng)歷了很多艱難曲折，美國(guó)推進(jìn)干熱巖地?zé)豳Y源商業(yè)開(kāi)發(fā)的前景越來(lái)越光明。

1.1 聯(lián)邦政府干熱巖勘查開(kāi)發(fā)投入情況

美國(guó)干熱巖勘查開(kāi)發(fā)主要由聯(lián)邦政府能源部（DOE）主導(dǎo)推動(dòng)。1976～2016年，DOE對(duì)干熱巖（2000年之后為EGS）的研發(fā)投入累計(jì)為4.32億美元，期間經(jīng)歷了2次上升期（圖1）。第一次為石油危機(jī)發(fā)生之后的1976～1987年，年均投入880萬(wàn)美元，占地?zé)嵫邪l(fā)總投入的比例由10.0%上升到38.6%；第二次為2007～2016年，目前仍在持續(xù)中，研發(fā)投入從200萬(wàn)美元大幅增至4500萬(wàn)美元，占地?zé)嵫邪l(fā)總投入的比例由40.0%上升到63.4%。干熱巖研發(fā)投入在能源（包括化石能源、核能、可再生能源等）研發(fā)投入中的比例亦呈上升趨勢(shì)，從2006年的0.07%上升到2016年的0.41%。20世紀(jì)90年代至21世紀(jì)初，聯(lián)邦政府對(duì)干熱巖勘查開(kāi)發(fā)投入持續(xù)低迷，反映了其首個(gè)EGS工程于1993年被迫終止之后政府對(duì)干熱巖開(kāi)發(fā)前景的悲觀看法。近年來(lái)聯(lián)邦政府干熱巖勘查開(kāi)發(fā)投入變化趨勢(shì)表明：隨著EGS工程示范研究的推進(jìn)，政府對(duì)干熱巖資源開(kāi)發(fā)利用的前景越來(lái)越有信心。

圖1 1976～2016年美國(guó)聯(lián)邦政府EGS工程研發(fā)投入

1.2 干熱巖資源潛力評(píng)估

潛力評(píng)估與選區(qū)是干熱巖資源開(kāi)發(fā)的重要基礎(chǔ)工作。1970年美國(guó)頒布了《地?zé)嵴羝ò浮?，賦予了美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局（USGS）地?zé)豳Y源潛力評(píng)估的職責(zé)[3,4]。在能源部的支持與資助下，USGS先后于1975年、1978年、1982年和2008年完成了全國(guó)性地?zé)豳Y源潛力評(píng)估與選區(qū)?；谝酝牡?zé)嵴{(diào)查成果資料，特別是70年代石油公司完成的數(shù)千眼鉆井?dāng)?shù)據(jù)，USGS于1975年完成了首次全國(guó)性地?zé)豳Y源潛力評(píng)估，對(duì)全國(guó)50個(gè)州10km深度以內(nèi)大于15℃的地?zé)豳Y源進(jìn)行了定量評(píng)價(jià)，其中包括溫度小于650℃的干熱巖地?zé)豳Y源[5]。1978年根據(jù)新的鉆井?dāng)?shù)據(jù)對(duì)地?zé)豳Y源潛力評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行了更新[6]。根據(jù)低溫地?zé)豳Y源開(kāi)發(fā)的需要，USGS于1982年完成了小于90℃淺層低溫地?zé)豳Y源的潛力評(píng)價(jià)[7]。

根據(jù)近20年來(lái)深部地?zé)犭娏﹂_(kāi)發(fā)需要，USGS對(duì)地?zé)豳Y源潛力評(píng)估方法進(jìn)行了改進(jìn)，形成了中高溫地?zé)豳Y源潛力估算方法：根據(jù)地?zé)岚l(fā)電要求將地?zé)釡囟鹊紫薮_定為90℃；地?zé)嵘疃仍?km以內(nèi)；采用地?zé)釡貥?biāo)測(cè)量?jī)?chǔ)層溫度等[8]。采用改進(jìn)方法，USGS于2008年完成了全國(guó)中高溫地?zé)豳Y源潛力評(píng)估。根據(jù)評(píng)估結(jié)果，在現(xiàn)有技術(shù)條件下，美國(guó)干熱巖地?zé)豳Y源EGS電能潛力為517800 MWe，相當(dāng)于美國(guó)現(xiàn)有發(fā)電裝機(jī)容量的一半，比傳統(tǒng)水熱型地?zé)豳Y源潛力大一個(gè)數(shù)量級(jí)[9]。

1.3 早期干熱巖勘查開(kāi)發(fā)探索

采用人工壓裂方法從地球深部高溫巖石中獲取熱能的設(shè)想，最早可追溯至20世紀(jì)60年代末。當(dāng)時(shí)有科學(xué)家提出了采用核武器進(jìn)行巖石壓裂的方案，但是未被采納。1974年美國(guó)Los Alamos國(guó)家實(shí)驗(yàn)室研究提出了一種從干熱巖中獲取熱能的方法并獲得專利，采用水力壓裂技術(shù)在干熱巖中建造形成儲(chǔ)層，通過(guò)注水井和生產(chǎn)井將儲(chǔ)層聯(lián)通起來(lái)開(kāi)采地?zé)豳Y源。該方法是當(dāng)前干熱巖地?zé)豳Y源開(kāi)發(fā)利用的增強(qiáng)型地?zé)嵯到y(tǒng)（EGS）工程的技術(shù)雛形[10]。

在原子能委員會(huì)（AEC）資助下，Los Alamos國(guó)家實(shí)驗(yàn)室在新墨西哥州的Fenton Hill試驗(yàn)建設(shè)了一個(gè)干熱巖（HDR）系統(tǒng)。該系統(tǒng)于1977年成功實(shí)現(xiàn)干熱巖熱流循環(huán)，1980年開(kāi)展了持續(xù)9個(gè)月的熱流循環(huán)運(yùn)行試驗(yàn)，包括運(yùn)行一個(gè)簡(jiǎn)易的60kW普通發(fā)電機(jī)。Fenton Hill干熱巖系統(tǒng)第一階段試驗(yàn)取得了巨大成功。美國(guó)能源部與德國(guó)、日本聯(lián)合資助開(kāi)展了第二階段試驗(yàn)研究，但是始終未能實(shí)現(xiàn)商業(yè)性發(fā)電的預(yù)期目標(biāo)。由于井孔故障、設(shè)備設(shè)計(jì)缺陷和資金不足，試驗(yàn)研究被迫于1995年終止[11]。通過(guò)分析，實(shí)驗(yàn)室認(rèn)為最大的教訓(xùn)是不能想當(dāng)然地推定應(yīng)力場(chǎng)的分布。

Fenton Hill干熱巖系統(tǒng)關(guān)閉后，美國(guó)干熱巖勘查開(kāi)發(fā)進(jìn)入徘徊期，聯(lián)邦政府投入不斷減少。但是同時(shí)，美國(guó)也通過(guò)參與、跟蹤、分析其他國(guó)家的干熱巖勘查開(kāi)發(fā)工作，包括英國(guó)的Rosemanowes（1977～1991）、日本的 Hijiori（1981～1986）和 Ogachi（1989～2001）、瑞士的Basel（2005～2006）等干熱巖或EGS系統(tǒng)，積累干熱巖資源勘查開(kāi)發(fā)的經(jīng)驗(yàn)與教訓(xùn)[12]。通過(guò)對(duì)這些早期的干熱巖勘查開(kāi)發(fā)研究的分析，獲得了一些重要認(rèn)識(shí)：干熱巖自然斷裂分布與應(yīng)力場(chǎng)分布調(diào)查填圖至關(guān)重要；低壓激發(fā)、水力剪切、高壓水力壓裂對(duì)儲(chǔ)層建造與水力連通性的影響關(guān)系到干熱巖資源的開(kāi)采；扭張性地質(zhì)環(huán)境比壓性地質(zhì)環(huán)境更易于儲(chǔ)層建造等[13]。

1.4 增強(qiáng)型地?zé)嵯到y(tǒng)（EGS）示范研發(fā)

經(jīng)過(guò)一段時(shí)間徘徊后，能源部地?zé)峒夹g(shù)辦公室（GTO）在對(duì)全球已終止的、在建的和運(yùn)行的干熱巖勘查開(kāi)發(fā)工程進(jìn)行系統(tǒng)分析的基礎(chǔ)上，在2000年明確了干熱巖勘查開(kāi)發(fā)研究的主攻方向：推進(jìn)增強(qiáng)型地?zé)嵯到y(tǒng)（EGS）技術(shù)示范研發(fā)。據(jù)公開(kāi)發(fā)表文獻(xiàn)統(tǒng)計(jì)[14～16]，1974年以來(lái)全球投入建設(shè)的EGS工程數(shù)量總體上不斷增加，到2013年累計(jì)達(dá)到39個(gè)，其中在建與運(yùn)行的有30個(gè)，終止或廢棄的有9個(gè)（圖2）；正在建設(shè)尚未發(fā)電的EGS工程有16個(gè)，正在運(yùn)行并投入發(fā)電的EGS工程有14個(gè)。EGS工程數(shù)量的增長(zhǎng)從一個(gè)側(cè)面表明了美國(guó)所確定的干熱巖勘查開(kāi)發(fā)主攻方向是全球大勢(shì)所趨。

圖2 1974以來(lái)全球在建與正在運(yùn)行的EGS工程數(shù)量

2013年以來(lái)，美國(guó)的EGS技術(shù)研發(fā)工作包括130個(gè)研發(fā)項(xiàng)目和5個(gè)EGS示范工程，研發(fā)人員由企業(yè)、大學(xué)和國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家與工程師組成[17]。5個(gè)EGS示范工程由能源部與企業(yè)共同資助，其中能源部投資占工程投入的47%～70%。根據(jù)承擔(dān)研發(fā)任務(wù)的機(jī)構(gòu)來(lái)看，企業(yè)承擔(dān)了36%的研發(fā)任務(wù)，國(guó)家實(shí)驗(yàn)室承擔(dān)了47%的研發(fā)任務(wù)，大學(xué)承擔(dān)了17%的研發(fā)任務(wù)。根據(jù)研發(fā)內(nèi)容來(lái)看，儲(chǔ)層建造技術(shù)占總研發(fā)活動(dòng)的44%，運(yùn)行發(fā)電技術(shù)占39%，勘查技術(shù)占17%。

通過(guò)近幾年的努力，EGS示范研發(fā)取得了令人鼓舞的進(jìn)展[18,19]。2012年，Geysers EGS示范工程熱流開(kāi)采與運(yùn)行發(fā)電試驗(yàn)取得成功，所獲得的生產(chǎn)汽流能夠?qū)崿F(xiàn)5MW的電力發(fā)電，目前正在設(shè)計(jì)適應(yīng)汽流的新型發(fā)電設(shè)備。2013年，Desert Peak EGS示范工程完成了持續(xù)8個(gè)月的多階段儲(chǔ)層激發(fā)，儲(chǔ)層滲透率顯著增加，流量與注水量均達(dá)到了商業(yè)水平。EGS示范研發(fā)取得了一些新的認(rèn)識(shí)：儲(chǔ)層建造主要依賴于與主應(yīng)力方向一致的自然裂隙的剪切性張開(kāi)，在儲(chǔ)層激發(fā)設(shè)計(jì)時(shí)需要測(cè)量與考慮目標(biāo)地層的自然裂隙產(chǎn)狀與應(yīng)力分布；不同構(gòu)造環(huán)境中啟動(dòng)巖石剪切的注水壓力和注水量數(shù)據(jù)為新技術(shù)測(cè)試提供了基礎(chǔ)依據(jù)；誘發(fā)地震監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可以作為追蹤儲(chǔ)層建造過(guò)程的重要工具，對(duì)于儲(chǔ)層激發(fā)具有重要作用。

2015年，GTO啟動(dòng)了地?zé)崮芮把赜^測(cè)研究計(jì)劃（FORGE）。通過(guò)實(shí)施FORGE計(jì)劃，建設(shè)一個(gè)地下實(shí)驗(yàn)室，推進(jìn)EGS前沿研究，研發(fā)建設(shè)大規(guī)模、經(jīng)濟(jì)可持續(xù)和商業(yè)化的EGS所需要的技術(shù)。

2 美國(guó)干熱巖地?zé)豳Y源勘查開(kāi)發(fā)研究戰(zhàn)略

通過(guò)分析，GTO認(rèn)為推進(jìn)EGS工程研發(fā)的關(guān)鍵包括三個(gè)方面：一是準(zhǔn)確描述儲(chǔ)層應(yīng)力、化學(xué)組成、熱流路徑變化；二是獲得商業(yè)化運(yùn)行發(fā)電所需的生產(chǎn)熱流（50～100kg/s）；三是可以持續(xù)運(yùn)行數(shù)年或更長(zhǎng)。基于EGS研發(fā)現(xiàn)狀與面臨的主要問(wèn)題，GTO于2013年研究提出了干熱巖地?zé)豳Y源EGS研發(fā)戰(zhàn)略[20]；2019年初，發(fā)布了美國(guó)“地?zé)崮芮把夭t望臺(tái)研究計(jì)劃”（FORGE）技術(shù)路線圖。

2.1 EGS研發(fā)戰(zhàn)略目標(biāo)與主要任務(wù)

EGS研發(fā)的長(zhǎng)期目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)EGS工程低成本商業(yè)發(fā)電運(yùn)營(yíng)。近期目標(biāo)是推動(dòng)EGS技術(shù)不斷進(jìn)步和成熟，具體指標(biāo)如下：

（1）到2020年實(shí)現(xiàn)EGS示范工程5MW發(fā)電運(yùn)行。

（2）單位發(fā)電成本從2011年的0.24美元/kW·h降低到2030年的0.06美元/kW·h。

為了提高研發(fā)成功率，示范工程采取先易后難的策略。首先選擇現(xiàn)有水熱型地?zé)崽镩_(kāi)展EGS工程研發(fā)，充分利用地?zé)崽镆延械脑O(shè)施和勘查資料，降低EGS工程成本和風(fēng)險(xiǎn)，有效增強(qiáng)儲(chǔ)層滲透率，實(shí)現(xiàn)多年持續(xù)發(fā)電。然后，再選擇水熱型地?zé)崽镟徑?、未開(kāi)展過(guò)水熱型地?zé)衢_(kāi)發(fā)的區(qū)域（綠地）開(kāi)展EGS工程研發(fā)。目前，GTO建設(shè)的5個(gè)示范工程有2個(gè)位于水熱型地?zé)崽飪?nèi)，2個(gè)鄰近水熱型地?zé)崽铮?個(gè)位于綠地內(nèi)，分別是Desert Peak EGS和Brads Hot Spring EGS、The Geysers EGS和Raft River EGS、Newberry EGS（表1）。

EGS研發(fā)主要任務(wù)包括：查明目標(biāo)層自然裂隙與流動(dòng)路徑；在目標(biāo)層建造新裂隙和流動(dòng)路徑；監(jiān)測(cè)流動(dòng)路徑變化；層位分割；管理與維持儲(chǔ)層裂隙與流動(dòng)路徑；研發(fā)鉆井技術(shù)；建模與模擬；研發(fā)測(cè)量與分析工具等。

表1 美國(guó)EGS示范工程概況

2.2 技術(shù)研發(fā)路線圖

根據(jù)EGS工程建設(shè)階段，EGS技術(shù)研發(fā)可劃分為三個(gè)方面：勘查、儲(chǔ)層建造、運(yùn)行發(fā)電。基于近年來(lái)的技術(shù)研發(fā)進(jìn)展，同時(shí)考慮到相關(guān)領(lǐng)域的先進(jìn)技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r，特別是石油開(kāi)發(fā)技術(shù)、頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)技術(shù)以及地球物理、地球化學(xué)調(diào)查技術(shù)，GTO提出了勘查、儲(chǔ)層建造和運(yùn)行發(fā)電三個(gè)方面的技術(shù)研發(fā)路線圖。

2.2.1 勘查技術(shù)研發(fā)

干熱巖勘查是EGS工程建設(shè)的基礎(chǔ)性工作，其目的是全面查明干熱巖地質(zhì)條件，為后續(xù)的儲(chǔ)層建造與運(yùn)行發(fā)電奠定基礎(chǔ)，降低EGS建設(shè)的風(fēng)險(xiǎn)。干熱巖勘查技術(shù)可進(jìn)一步細(xì)分為幾類技術(shù)：干熱巖自然裂隙與流動(dòng)路徑調(diào)查；鉆探；建模；測(cè)量與分析工具。其中鉆探、建模、測(cè)量與分析工具等三類技術(shù)方法涉及EGS工程建設(shè)的各個(gè)階段。

到2030年，干熱巖勘查技術(shù)研發(fā)路線圖是：從采用地球物理技術(shù)推斷地質(zhì)條件，到簡(jiǎn)單地質(zhì)與地球物理建模與實(shí)地觀測(cè)相結(jié)合、針對(duì)場(chǎng)地優(yōu)化地質(zhì)建模工作流程，最后到針對(duì)各種情況形成通用地質(zhì)建模工作流程（圖3）。圖3中還列出了鉆井技術(shù)、建模技術(shù)、測(cè)量工具技術(shù)研發(fā)路線?？梢钥闯?，由于石油、天然氣、頁(yè)巖氣等礦產(chǎn)資源與干熱巖在埋藏與勘查開(kāi)發(fā)上具有很多相近的特征，現(xiàn)有的干熱巖勘查更多地引入了油氣勘查技術(shù)[21]。改進(jìn)與升級(jí)油氣勘查技術(shù)，以適應(yīng)干熱巖高溫高壓的地質(zhì)環(huán)境，是干熱巖勘查技術(shù)研發(fā)的重要起點(diǎn)。

圖3 勘查技術(shù)研發(fā)路線圖（據(jù)Ziagos等）

2.2.2 儲(chǔ)層建造技術(shù)研發(fā)

從干熱巖中開(kāi)采熱能，需要采用人工方法在目標(biāo)地層中激發(fā)形成具有足夠裂隙且相互聯(lián)通的儲(chǔ)熱層，通過(guò)熱交換將熱能提取到地面以供發(fā)電。截至目前，儲(chǔ)層建造是EGS工程建設(shè)中難度最大的部分。雖然經(jīng)歷了40余年的探索，儲(chǔ)層建造技術(shù)仍然還不成熟[22]。儲(chǔ)層建造技術(shù)包括生成新裂隙與流動(dòng)路徑、流動(dòng)路徑監(jiān)測(cè)、分層分隔以及鉆探、建模、測(cè)量工具等技術(shù)。

圖4 儲(chǔ)層建造技術(shù)研發(fā)路線圖（據(jù)Ziagos等）

到2030年，儲(chǔ)層建造技術(shù)研發(fā)路線圖是：從傳統(tǒng)油氣高壓破碎技術(shù)、可控分階段水力剪切與壓裂技術(shù)、依據(jù)綜合監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)施鉆孔與生成裂隙，到實(shí)時(shí)優(yōu)化生產(chǎn)率技術(shù)（圖4）。對(duì)于生成新裂隙與流動(dòng)路徑，在改進(jìn)油氣開(kāi)發(fā)的水力壓裂技術(shù)基礎(chǔ)上，研發(fā)多區(qū)熱力/水力壓裂與剪切、控制流量與壓力壓裂、優(yōu)化單位體積裂隙表面積等技術(shù)。對(duì)于流動(dòng)路徑監(jiān)測(cè)，從旋轉(zhuǎn)測(cè)井與失蹤試驗(yàn)技術(shù)，到研發(fā)短路區(qū)與微地震MEQ變化監(jiān)測(cè)、MEQ與地球物理耦合確定主流動(dòng)路徑、采用智能流體探測(cè)和定位主流動(dòng)路徑、實(shí)時(shí)追蹤流動(dòng)路徑等技術(shù)。

2.2.3 運(yùn)行發(fā)電技術(shù)研發(fā)

運(yùn)行發(fā)電目的是從儲(chǔ)層中通過(guò)熱交換把熱能提取上來(lái)，利用熱能進(jìn)行發(fā)電，然后把降溫后的流體再注入儲(chǔ)層，實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)組持續(xù)運(yùn)行，所發(fā)電能源源不斷地供應(yīng)社會(huì)。目前已建成的EGS工程多數(shù)經(jīng)歷了持續(xù)數(shù)月不等的熱能開(kāi)采循環(huán)試驗(yàn)，但是均未能實(shí)現(xiàn)商業(yè)化運(yùn)營(yíng)。麻省理工學(xué)院（MIT）研究認(rèn)為儲(chǔ)層可能在運(yùn)行6年之后需要在未干擾干熱巖中重新鉆井與激發(fā)，還需要一些研究利用經(jīng)濟(jì)模型估算儲(chǔ)層的運(yùn)行時(shí)間[23,24]。由于截至目前運(yùn)行發(fā)電積累的數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)有限，EGS運(yùn)行發(fā)電技術(shù)仍存著很大的不確定性。

圖5 運(yùn)行發(fā)電技術(shù)研發(fā)路線圖（據(jù)Ziagos等）

到2030年，運(yùn)行發(fā)電技術(shù)研發(fā)路線圖是：從過(guò)去的簡(jiǎn)單開(kāi)采與注入策略，到依據(jù)實(shí)地監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)開(kāi)采與注入、依據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和模型模擬開(kāi)采與注入、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與模型模擬指導(dǎo)運(yùn)行等（圖5）。運(yùn)行發(fā)電技術(shù)包括裂隙與流動(dòng)路徑管理、流動(dòng)路徑監(jiān)測(cè)、分層分隔以及鉆探、建模、測(cè)量工具等技術(shù)。

3 對(duì)我國(guó)的啟示與建議

隨著干熱巖地?zé)豳Y源開(kāi)發(fā)利用前景的逐步明朗，越來(lái)越多的國(guó)家加入了EGS工程研發(fā)的行列。除了美國(guó)之外，英國(guó)、德國(guó)、法國(guó)、瑞典、日本、澳大利亞、瑞士、薩爾瓦多、韓國(guó)等先后啟動(dòng)了EGS技術(shù)研發(fā)與工程建設(shè)，部分EGS進(jìn)入了試驗(yàn)性運(yùn)行發(fā)電階段，越來(lái)越多的公司進(jìn)入了該領(lǐng)域，EGS大規(guī)模商業(yè)運(yùn)營(yíng)前景可期[25～27]。2010年和2015年世界地?zé)岽髸?huì)對(duì)EGS開(kāi)發(fā)應(yīng)用前景進(jìn)行了預(yù)測(cè)，到2050年EGS發(fā)電裝機(jī)容量將達(dá)到70GW，包括水熱型地?zé)豳Y源在內(nèi)發(fā)電總裝機(jī)容量將達(dá)到140GW，屆時(shí)地?zé)岚l(fā)電占全球電力生產(chǎn)總量的比例將上升到8.3%[28,29]。長(zhǎng)期來(lái)看，一旦干熱巖資源商業(yè)開(kāi)發(fā)獲得突破，有可能改變未來(lái)全球的能源供給與消費(fèi)格局。2018年初，中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局提出將干熱巖資源勘查開(kāi)發(fā)作為戰(zhàn)略性科技問(wèn)題進(jìn)行攻堅(jiān)，有利于大大縮短我國(guó)與世界先進(jìn)水平的差距?；诿绹?guó)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)我國(guó)開(kāi)展干熱巖資源勘查開(kāi)發(fā)科技攻堅(jiān)提出如下建議：

3.1 系統(tǒng)總結(jié)與充分借鑒國(guó)外EGS研發(fā)經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合我國(guó)實(shí)際形成干熱巖資源勘查開(kāi)發(fā)研究頂層設(shè)計(jì)

與傳統(tǒng)水熱型地?zé)豳Y源比較，干熱巖地?zé)豳Y源具有埋藏深、開(kāi)采難度大、直接利用困難等特點(diǎn)。經(jīng)過(guò)40余年的研究和探索，干熱巖地?zé)豳Y源勘查開(kāi)發(fā)目前仍面臨著諸多的技術(shù)瓶頸。美國(guó)作為干熱巖勘查開(kāi)發(fā)的早期開(kāi)創(chuàng)者，在首個(gè)干熱巖系統(tǒng)被迫終止之后研發(fā)活動(dòng)進(jìn)入低潮，EGS工程研發(fā)一度滯后于法國(guó)、德國(guó)等國(guó)家。在系統(tǒng)總結(jié)干熱巖勘查開(kāi)發(fā)技術(shù)進(jìn)展、特別是其他國(guó)家已建與在建EGS工程成功經(jīng)驗(yàn)與失敗教訓(xùn)之后，美國(guó)重新調(diào)整了干熱巖地?zé)豳Y源勘查開(kāi)發(fā)的主攻方向，確定了EGS工程研發(fā)戰(zhàn)略與路線圖，從而在近年的研發(fā)中取得了令人鼓舞的進(jìn)展。我國(guó)作為干熱巖勘查開(kāi)發(fā)的后來(lái)者，應(yīng)系統(tǒng)總結(jié)和充分借鑒國(guó)外EGS研發(fā)經(jīng)驗(yàn)，既可以避免其他國(guó)家走過(guò)的一些彎路，又可以縮短干熱巖勘查開(kāi)發(fā)技術(shù)研發(fā)的時(shí)間。同時(shí)，應(yīng)充分考慮我國(guó)干熱巖資源稟賦、石油天然氣勘查技術(shù)優(yōu)勢(shì)、頁(yè)巖氣勘查開(kāi)發(fā)技術(shù)積累等實(shí)際情況，研究提出我國(guó)干熱巖地?zé)豳Y源的勘查開(kāi)發(fā)和利用戰(zhàn)略目標(biāo)和總體方案。

3.2 加強(qiáng)國(guó)際合作與人才引進(jìn)，加快縮短我國(guó)干熱巖勘查開(kāi)發(fā)與國(guó)外的技術(shù)差距

盡管近年來(lái)我國(guó)在干熱巖勘查開(kāi)發(fā)方面取得了明顯進(jìn)展[30,31]，但是在干熱巖勘查、EGS關(guān)鍵技術(shù)等方面與國(guó)外相比還存在很大差距[32]。美國(guó)、德國(guó)、法國(guó)等在干熱巖勘查開(kāi)發(fā)方面有著長(zhǎng)期的技術(shù)積累，人才、技術(shù)、管理、經(jīng)濟(jì)方面優(yōu)勢(shì)明顯。為了使我國(guó)干熱巖勘查開(kāi)發(fā)迎頭趕上國(guó)外先進(jìn)水平，一方面需要“走出去”，考察、學(xué)習(xí)國(guó)外進(jìn)展與做法，另一方面需要“請(qǐng)進(jìn)來(lái)”，利用國(guó)外的智慧解決我國(guó)在干熱巖勘查開(kāi)發(fā)中遇到的問(wèn)題，通過(guò)國(guó)際合作，使我國(guó)進(jìn)入國(guó)際干熱巖勘查開(kāi)發(fā)的大家庭，最終在促進(jìn)干熱巖資源開(kāi)發(fā)利用領(lǐng)域貢獻(xiàn)中國(guó)智慧。實(shí)踐表明，從國(guó)外引進(jìn)相關(guān)人才，是縮短國(guó)內(nèi)外技術(shù)差距的有效途徑，在干熱巖方面亦是如此。有關(guān)部門可以物色在國(guó)外實(shí)驗(yàn)室、大學(xué)或公司長(zhǎng)期從事干熱巖勘查開(kāi)發(fā)研究的華人學(xué)者，早日引進(jìn)國(guó)內(nèi)，增強(qiáng)研究實(shí)力。

3.3 開(kāi)展跨學(xué)科跨部門力量整合，推進(jìn)地調(diào)機(jī)構(gòu)、大學(xué)、科研院所、公司聯(lián)合攻關(guān)

干熱巖勘查開(kāi)發(fā)涉及領(lǐng)域廣泛，既涉及地質(zhì)、地球物理、地球化學(xué)、地?zé)?、鉆探等領(lǐng)域，又涉及設(shè)備制造、熱力發(fā)電、經(jīng)濟(jì)分析、工程管理等領(lǐng)域。美國(guó)在EGS研發(fā)力量組織方面，組成了由國(guó)家實(shí)驗(yàn)室、大學(xué)、企業(yè)的科學(xué)家和工程師組成的研究團(tuán)隊(duì)，在推進(jìn)EGS技術(shù)研發(fā)的同時(shí)有利于為EGS商業(yè)化運(yùn)營(yíng)積累經(jīng)驗(yàn)。我國(guó)具有集中力量辦大事的制度優(yōu)勢(shì)，應(yīng)借鑒美國(guó)的成功做法，效仿海域天然氣水合物試采的模式，組織相關(guān)地調(diào)機(jī)構(gòu)、大學(xué)、科研院所和公司聯(lián)合攻關(guān)，在趕上、并行國(guó)外先進(jìn)水平之后，早日實(shí)現(xiàn)干熱巖地?zé)峥辈殚_(kāi)發(fā)技術(shù)在國(guó)際上的超越和引領(lǐng)。