深地改造技术——我们为地球做个微创手术

演讲者：刘庆

推荐单位：北京地质学会

各位评委、专家，各位嘉宾，大家好！我叫刘庆，来自北京市地热研究院，我今天演讲的题目是《深地改造技术——我们为地球做个微创手术》。

2014年我刚来北京，正值北京雾霾高发期;2015年，柴静的《穹顶之下》更是震撼人心;紧接着，从国家到市政府，出台了“打赢蓝天保卫战、建设国际一流的和谐宜居之都”等一系列攻坚任务。那么，我们如何实现这些目标呢？天然气、地热能等清洁能源为我们指明了方向。可是，这些资源通常都埋藏在地表以下几千米的地层里，地层条件复杂，开发难度大。我们就在想，能不能人为地改变一下地层环境，降低开发难度呢？答案是肯定的，而这一核心关键技术就是：深地改造技术。

那么，问题来了，什么是深地改造技术？

在介绍深地改造技术之前，我想先向大家介绍一种医学手段“微创手术”，我们人体内的血液在血管中不断循环，为人体输送养分和能量，可是如果我們的血管发生堵塞了，人体就会感受到不适应，现在医学水平非常发达，医生在我们血管堵塞部分放一个人工支架，就可以轻松地解决堵塞问题，重新疏通我们的血管。

其实对于地球也是一样。地球内部的裂缝、孔、洞就是地球的血管，在这些血管内流动的地下流体就是地球的血液。如果地球的血管发生堵塞了，同样需要我们当一回医生，为地球做个微创手术，打通它的血管。

在介绍了深地改造技术之后，大家难免会有这样一个疑惑：深地改造技术和我们最先介绍的雾霾有什么关系呢？别着急，精彩还在后面。接下来我想通过三个故事来向大家介绍深地改造技术到底有什么用。

第一个故事，我与北京城市副中心。2014年，我们在北京城市副中心进行地热勘探开发中，发现地热地层物性很差，到底有多差呢？我们把热储层的透水能力和常见的砖块和玻璃的透水能力对比，发现副中心地热地层的透水性较玻璃稍微好点，但是跟砖块就差十万八千里了，所以我们地热水在里面很难流动。

因此我们对该区域热储层开展了深地改造实验研究。首先我们把地层岩石中的孔、缝都提取出来，发现孔、缝非常少，并且相互不连通;改造后，孔、缝数量明显增多了，并且连通性非常好。但是，由于这个模拟是实验室小尺度的，对于指导我们实际几百米甚至上千米范围的施工尚且存在一定局限性。

于是我们把尺度放大，从室内小岩石块，扩大到宏观地层范围，发现深地改造技术对井筒周围地层改造效果非常显著。

在此基础上，我们对北京城市副中心地热井开展了深地改造技术试验，改造后我们目标井产水能力提高了126%，注水能力改善非常显著。

第二个故事，是关于页岩气开发的。2015年，非常有幸，我参与了四川威远的页岩气深地改造施工。页岩气，顾名思义，藏在页岩里面的天然气，这就好比瓶装水就是用瓶子装着的水，当然桶装水就是用桶装着的水了。页岩最大的特点就是致密，什么意思呢？想象一下，我们左手上有一块海绵，右手上是一块玻璃，我们往海绵上滴水，很快就渗进去了，我们往玻璃上滴水，水还在玻璃面上，这是因为玻璃很致密。由于页岩很致密，里面的页岩气出不来，所以我们就需要对页岩地层进行人工改造，从而形成了大面积的裂缝网络，为页岩气提供人工的流动通道。

第三个故事，是在干热岩方面的研究工作。干热岩，和刚才我们提到的常规地热能最大的区别就是干，是一种高温无水的地层。所以我们在开发干热岩的时候，往往需要至少两口井，一口往里面注水，然后经由地层加热后，再由采水井将热水采出来。但是如何把保证注水井和开采井的连通性，是干热岩开发利用的关键。深地改造技术，可以充分利用地层里面的缝、孔，人工在两口井之间形成流动通道，这就好比有两根平行的血管，它们之间是不存在血液循环的，但是如果我们人工给中间搭建一个血管，这样两个血管就连通了，如果这根血管是注水井，这根血管是采水井，那么中间这根血管就是我们人工改造的流动通道了。

通过以上介绍，我们可以发现，深地改造技术在清洁能源开发方面潜力巨大。一方面，它有助于开发和推广清洁能源、调整能源结构，响应政府号召;另一方面呢，对解决新能源开发技术难题，拓宽能源领域具有积极作用。

在这里，让我们再来回顾一下：雾霾，一个污染我们家园、危害我们身体健康的问题，将在我们深地改造技术的推广下，在地热能、天然气等清洁能源的应用中，慢慢成为记忆，成为我们酒足饭饱后讲给孩孙们的历史故事。届时，我相信我们的天更蓝，水更绿，人更美。

我的演讲到此结束，谢谢大家。