全国首例地热井井壁分布式长期地温监测获得成功

近日，由由中国地质调查局水文地质环境地质调查中心自主研发的中深层地热井井壁分布式长期地温监测系统在天津东丽湖地热科学钻探CGSD-01现场获得成功。

该系统在成功下井后，顺利通过了第一阶段测试，获得了首批高质量的地热监测数据。运行一周来，系统运行稳定，获取到了首批高质量监测数据，标志着全国首例地热井井壁分布式长期地温监测获得成功，为我国热储动态监测提供了新思路和新的解决方案，为地热资源精细化研究起到积极推动作用。

Get 1、地温监测的必要性

地热能作为一种很好的新能源，可广泛应用于洗浴、医疗保健、供暖、发电、种植与养殖、矿泉饮用等领域，具有良好的社会效益、经济效益和环境效益。

但要想在冬季供暖中长期稳定的开发利用地热能，对热源取热区的地下结构进行了解，尤其是摸清地下温度的变化及分布规律是非常有必要的。因此，通过设置地温监测系统，及时掌握地热井地温动态的变化特征，科学的指导地热供暖系统的稳定运行，使系统达到最优性能和保护地质环境具有重要意义。

图一 开工现场

Get2、地温监测系统原理

传统的地温监测常通过地热井测温仪等设备和技术来测温。而中国地质调查水环中心自主研发的深孔分布式光纤温度监测系统(专利号：ZL 2016 2 0976425.0)，以光纤后向拉曼散射技术与光时域反射技术为基础，利用拉曼散射的反斯托克斯光对环境温度的敏感效应，实现光缆沿线的长距离分布式温度测量，该系统测温范围：-20～350℃(可扩展)，温度分辨率0.01℃，空间分辨率1m。该系统克服了微弱信号采集、动态噪声压制、高灵敏度信号解调与高温校准等多方面技术难题，改变了以往采用热敏电阻、留点温度计等点式测温方法耗时与漏测的不足，长期测量可避免测温过程对井温的扰动，真正实现钻孔静态温度的分布式测量。

图二 1050米深度取出的岩心

Get3、东丽湖深部地热科学钻探井项目简介

天津是全国仅有的集“中国温泉之都”、“中国温泉之城”、“中国温泉之乡”、“地热能开发利用示范单位”于一体的大城市，目前地热资源的开发利用不但在国内领先，也已经走在了世界前列。

东丽湖地区是中国地质调查局实施的六大科技攻坚战之一“京津冀地热资源调查”中的“三区”之一。CGSD-01井作为该地区地热科学钻探的第一口钻井，于2017年11月20日正式开钻。该井位于天津潘庄凸起构造区东丽湖西南方向，由勘探技术研究所承担的地质调查项目《天津潘庄凸起构造区地热资源调查》和《京津石地热资源调查》共同实施。

CGSD-01井设计为三开井，设计井深4000米，揭穿蓟县系雾迷山组三、四段，目的层揭露蓟县系雾迷山组一、二段，覆盖层以下100m定深取心。该井是天津地区目前最大程度揭露雾迷山组地层构造的地热勘探井，对摸清天津东丽湖地区深部热储的地质结构与空间分布、物性特征，获取系列地热-水文地质参数，评价深层地热资源及其可利用性，在此基础上，实施深部热储实时监测，获取长周期批量监测数据，实现深部地热监测的技术突破，初步建立中深层地热资源勘查-开发-监测-科研示范基地，支撑中国地质调查局地热能源勘查开发工程技术中心的建设起到重要作用。

图三 下光缆现场

Get4、东丽湖深部地热科学钻探井的意义

一、揭示天津潘庄凸起构造区深部热储的空间分布形态特征，查明地热资源潜力及可利用性，解决深部地热热源机制等基础地质问题，引导天津地区清洁地热能源深层次勘查开发;

二、突破高温地热井多参数监测系统的研发，建立深部热储动态监测技术方法体系，为构建地热能规模化开发利用地质环境监测平台奠定基础;

三、攻克采灌均衡条件下的地热资源评价技术方法，探索地热资源大规模开发的可持续利用模式;

四、为建立天津东丽湖地热科研与开发利用基地提供基础支撑，实现地热资源可持续开发利用的创新性工程、工艺示范引领。

(来源：综合中国国土资源报、中国地质调查局网站、天津市国土资源和房屋管理局等信息)