冬奥之城的地热开发-实地探访第一口地热井

8月22日，河北省张家口市崇礼区一片繁忙的建设景象，载满砂石水泥等建筑材料的大型货车穿梭往来。位于太子城小镇附近的钻探工地上昼夜轰鸣，高高的钻塔下，锐利的钻头正在穿透厚密的岩层，探寻一种深埋地下的清洁能源——地热。

崇礼地热“第一井”

“这是我们在崇礼区部署的第一眼地热井。”张家口地区地热资源调查评价项目负责人袁文真告诉记者，该井定名ZK01-2，设计井深1500米，7月15日正式开钻，“目前已完成一开固井工作”。

作为可再生能源，开发地热对于减少北方煤炭供暖、优化大气质量、建设绿色低碳宜居城市有着重要意义。张家口是“一带一路”中蒙俄经济走廊重要节点城市，是京津冀地区重要的生态涵养区和国家规划的新能源基地之一，而崇礼又是2022年冬奥会场馆所在地，更需要大力发展地热等可再生清洁能源。

2015年发布的《河北省张家口市可再生能源示范区发展规划》中指出，在地热资源丰富的赤城、阳原、怀来等县，积极谋划一批、建设一批、储备一批地热供暖项目，重点推进典型示范项目建设。

然而，由于以往的地热勘查及研究工作程度较低，这里的热储结构、热成因机制、资源潜力等仍存在盲点。“原有工作精度难以满足区域能源发展需求，更难以满足城市清洁资源利用需求。我们希望，按照中国地质调查局的部署，通过开展地热资源调查与综合评价工作，能够精准服务张家口市可再生能源示范区建设、冬奥会场馆周边能源保障工程，为张家口地区绿色发展提供地质科技支撑和有效服务。”在一排绘制着项目科研目标、技术应用等内容的展板前，袁文真介绍说。

“探采结合”承担科研使命

从去年开始，深部中心地热探测与利用研究室袁文真、张代磊等项目组成员就长期驻守张家口地区，来往于崇礼—赤城、宣化—怀来、阳原—蔚县3个研究区。

据张代磊介绍，这里的地热田主要分布在坝下低中山盆地中，点多面广。经调查，研究区内主要控热构造为两组大中型新构造断裂，其中规模较大的断裂为赤城—大河南断裂。“在区域地下水排泄区，两组断裂交汇处往往为热水上涌部位，会形成温泉或隐伏地热田。”

地热钻探是精确验证调查成果最为有效的手段。

经过前期野外踏勘、地热地质调查、地球物理勘查、地球化学勘查等工作，项目组圈定了地下热水开发有利靶区，部署了多个地热拟钻井位。“2020年，我们在张家口地区圈定了3处拟钻井位，一处就是太子城村云顶滑雪场的这眼ZK01-2井，另一处在怀来东花园镇附近，目前正在准备钻探设备进场安装；还有一处计划部署在崇礼太舞小镇。”张代磊说。

据介绍，这些地热井均属于探采结合井，且以“探”为主，也就是说，不仅仅要为当地寻找可以应用的地热资源，为冬奥会场馆及周边地热资源的开发利用提供决策支撑，还有着重要的科研任务——为科研人员提供一系列重要的地质参数。

“我们将借助原位试验、测试分析、数值模拟等手段，获取与地热相关的地层结构、地质构造、岩性、地温变化、热储特征、地热流体化学等特征，进行地热资源量计算与潜力评价，进一步研究山间盆地地热资源成藏规律与热成因机制，形成适用的探测技术方法，评价区域地热资源潜力，并在此基础上提出地热资源可持续开发利用区划，供当地政府决策。”袁文真说。

“崇礼地热井的施工难度集中在地层上。这里上覆大段的花岗岩，坚硬致密，要钻穿深达千米的花岗岩，寻找片麻岩目的层，才能找到高温热储。”指着岩心盒中排列整齐的花岗岩岩心，张德龙讲解道。

未来的两个月中，ZK01-2井还将继续它探索地下深部地热资源的使命，而袁文真、张代磊、张德龙这些年轻人，也将在更加悠长的岁月里、在青山绿水间，书写属于他们的精彩人生。