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一、成果基本情况
成果名称：渤海湾盆地干热岩勘查与高效开发技术示范
推荐单位：中国地质学会地热专业委员会
主要完成单位：河北省煤田地质局第二地质队（河北省干热岩研究中心）、中国地质科学院水文地质环境地质研究所、中国石油集团渤海钻探工程有限公司、无码流出
、中国矿业大学（北京）
学科分类名称：水文地质学（1705064）
任务来源：河北省科学技术厅
主要完成人：上官拴通、张薇、齐晓飞、苏野、王红科、冯波、邢林啸、涂坤、王风才、姜振蛟、李亭昕、卢伟、王续学、宋鹤、赵超
项目起止时间：2017 年1 月—2023 年 12 月
知识产权情况：本成果拥有发明专利 10 项、实用新型专利 17 项、软件著作权 4 项，发表学术论文30余篇，代表性论著详见后文《主要知识产权目录》。
二、成果简介
干热岩地热资源是储量巨大、零碳排放、热转化效率高的清洁能源，是我国能源结构转型、落实“双碳”目标的核心战略资源。渤海湾盆地唐山马头营凸起区新太古界结晶岩热储资源潜力突出，但其干热岩开发现存在三大技术瓶颈：盆地深部壳幔热演化与聚热机理不清；热储埋深大、探测多解、靶区定位难；高温硬岩造缝改造困难，微震风险难管控，严重阻碍东部干热岩规模化勘查与开发。
依托河北省重点研发、地质勘查专项等系列科研项目，由地勘单位、科研院所、油气工程企业、高校组建跨学科协同攻关团队，围绕环渤海沉积盆地干热岩“找得到、造得成、控得住”核心目标，突破系列理论与关键技术，形成三大原创性核心创新成果：
（1）创建环渤海盆地干热岩“幔源供热-凸起聚热-构造导热-盖层保热”四维传热聚热理论，量化区域“冷壳热幔”结构，幔源热流占比57.2%、地壳放射性产热占42.8%，揭示凸起热折射汇聚、断裂对流复合传热机制；建立层次分析定量评价体系，形成靶区优选技术，圈定马头营等7处优质靶区，在3965m 深度钻获157℃干热岩体，实现我国中东部沉积盆地干热岩整装勘查重大突破。
（2）发明重磁电多源物探与水化学多指标耦合精细探测成套技术。集成广域电磁、大地电磁、重磁联合反演刻画深部岩体，配套氢氧同位素示踪、地热温标、放射性气体地球化学识别体系，构建“重磁电定空间、水化学定温度”多场耦合探测模式，解决单一物探多解、地热异常识别难痛点，大幅提升深部隐伏干热岩钻孔定位精度，形成盆地型干热岩标准化勘查技术体系。
（3）自主研发耐温180℃以上、降阻率78%的耐高温低摩阻变粘压裂液，配套高温酸化液、多级暂堵转向剂；创新变排量刺激、暂堵转向、周期性停泵释能的复杂缝网建造工艺，开发FRACINV水文-微震融合裂隙刻画技术，建立“监测—预警—梯度缓变注入”一体化防震控震体系，攻克深层变质岩造缝连通、微震防控难题。在河北、江苏、海南、青海等多地开展井组示范，成功建成国内东部首个干热岩“一注一采”试验井组，实现稳定循环换热与干热岩试验性发电，填补我国东部盆地干热岩工程示范空白。
项目形成完整理论、勘查、储层改造安全调控技术链条，授权发明专利10项、实用新型17项、软著4项，编制技术标准1项；在《Energy》《Renewable Energy》《地学前缘》等刊发表论文30余篇，成果被国内外专家多次正面引用。
技术成果已在山西、江苏、江西、等十余省区推广应用，落地干热岩勘查开发工程10余处，累计规避勘查开发风险、节约工程成本1.69亿元；建成唐山马头营北方干热岩示范科普基地，搭建产学研育人平台，培育百余名地热高层次人才；项目成果支撑《国家地热能源开发示范工程名录》及多省份清洁能源规划编制，获央视、河北卫视专题报道。
依托马头营示范基地持续开发，可满足区域886万平方米清洁供暖需求，年减排CO2约47.80万吨，显著降低化石能源消耗。成果完善我国沉积盆地干热岩全流程技术体系，为全国同类盆地干热岩产业化开发提供成套理论与工程方案，具备重要理论价值与显著经济、生态、社会效益。
三、客观评价
本项目创新成果获得了国内外专家学者、政府部门及企事业单位的广泛认可，并引起中央电视台、地方卫视等主流媒体与社会各界的重点关注。代表性论文发表于《Energy》《Renewable Energy》《地学前缘》等国内外行业权威期刊，并被知名学者正面引用。经行业知名专家评价，项目整体成果达到国际先进水平，部分成果达到国际领先水平。相关技术成果已在多家单位推广应用，有效提升了生产产值与经济效益，为国内多处干热岩地热资源开发提供了重要技术支撑。依托本项目，还培养了一批国家级、省部级高层次人才，取得了显著的经济、社会和环境效益。
1.科技鉴定评价
2026年7月14日，河北省科学技术厅组织相关专家对本项目的成果进行了鉴定，武强院士和朱家玲教授等多位评委一致评价为：该项目历时七年，联合多家单位，开展多学科交叉融合技术攻关。完成了全区干热岩地质调查、地球物理与地球化学勘查，构建了“一注一采”试验井组，实施了干热岩井组储层压裂、监测、换热及发电试验等工作，取得了“基础理论—关键技术—工程实践”全链条创新成果。项目成果填补了河北省环渤海一带干热岩资源勘查开发技术研究空白，为今后类似成矿模式区块开展干热岩资源勘查开发提供了重要支撑。整体技术达到国内领先、国际先进水平。
2019年，中国工程院多吉院士等多位行业知名专家在项目评审会上一致认为，项目在4000 m深度探获了大于150℃的高温干热岩热岩体，是中国中东部地区干热岩勘查的重大突破。2021年，中国工程院武强院士、天津大学朱家玲教授等在《河北省唐山市马头营凸起区干热岩地热资源利用关键技术集成研究与示范》项目阶段性评审会上给予评价，认为项目意义重大，所用的工艺先进，应用前景广阔，在我国首次实现了干热岩EGS试验性发电，为我国干热岩开发利用奠定了坚实基础。
2.学术评价
针对创新成果一的评价：中国工程院院士多吉在2019年马头营干热岩成果评审会上，对本项目提出的干热岩优势传热机制研究给予充分肯定，认为其具有极大的推广潜力。
针对创新成果二的评价：无码流出
院长许天福教授在行业权威期刊《地球科学》上发表的论文《干热岩地热能开发技术挑战与发展战略》（2024, 49(6): 2131-2147）中引用了本项目研究成果，并高度评价了本项目的干热岩勘查探测技术，认为该项目实现了中国东部地区干热岩勘查开发的重大突破，对河北省乃至京津冀地区优化能源结构、改善大气环境、打好污染防治攻坚战具有积极的支撑作用，同时对京津冀乃至环渤海地区的干热岩勘查也具有重要的借鉴意义。
针对创新成果三的评价：中国矿业大学张洪伟教授在《矿产保护与利用》上发表的研究中，对本项目创建的干热岩热储裂隙多尺度定量识别技术的突破给予高度评价，并基于该成果展望了未来深部高温高压岩体热储力学参数与物理仿真技术的发展方向；中国工程院院士李根生在《天然气工业》上撰文引用了本成果的干热岩地热系统换热数值模拟结果，并据此进一步建立了基于热-流-固耦合的单主井筒多分支径向井传热模型；澳大利亚悉尼新南威尔士大学Bahaaddini M教授、清华大学赵志宏教授、中国科学院地质与地球物理研究所陈红然教授等在Rock Mechanics and Rock Engineering、Case Studies in Construction Materials、Engineering Analysis with Boundary Elements等国际TOP期刊上，多次引用本项目关于深部岩体热储裂隙多尺度定量识别技术、干热岩热储改造物理仿真理论及储层改造工艺体系的研究成果，充分肯定了项目在该领域取得的突破性进展。
3.行业评价
本项目马头营干热岩勘查成果先后获得权威认可。2020年，《中国能源产业发展蓝皮书》引述该成果，认定其为京津冀地区钻获埋藏最浅的干热岩资源，实现了我国中东部地区干热岩勘查的重大突破。2021年，自然资源部将其列入《国家地热能源开发示范工程名录》，作为我国干热岩开发标杆项目，指出该项目实现了重大技术突破，为我国干热岩开发利用奠定了基础，并强调其对京津冀能源结构调整的推动作用。
项目也得到各级领导的高度重视。2021年，河北省委副书记许勤、省委常委袁桐利等省领导作出重要批示，要求继续深入推进干热岩勘查开发利用研究，省自然资源厅等有关部门主动对接并予以支持。此后，自然资源部凌月明、许大纯等部领导也明确批示，认为此项目在储层建造及对井连通方面作了有益探索，应鼓励继续试验，为我国的干热岩开发积累经验和数据。
