众所周知，地球是个大熔炉。一个个“小而肥”的油气田，其实也是一个个大“热田”。

　　从可持续能源综合发展形势看，地热是油田发展新能源、建设绿色油气田的重要增量选项。特别是“双碳”目标提出之后，持续挖掘油气业务绿色生产新潜力，推动地热产业由“后卫”转“前锋”，成为油气行业兼顾保障国家能源安全和践行低碳发展要求的重要战略举措。

油田地热快步走上产业化之路

　　巨大的地热储量，为地热开发利用提供了重要资源保障。我国油气需求还有较长的增长期，国内油气保供任务依然艰巨。“双碳”目标的提出以及悄然进行的能源消费革命，推动能源特别是油气行业将油田地热作为去碳减碳之重点，可以说油田地热成为建设和发展绿色低碳型油气田的重点。

　　油田具备开发利用地热的良好条件：一方面，油田地热资源可以就地取材，井打到一定深度都会有热源；另一方面，现有的油气田废弃井设施和油田工程技术优势为油田开发利用地热创造了先天有利条件。已开发的国内油田地热资源目前主要用于供暖、养殖、原油加热和小规模发电，整个利用量仅占其资源量的极小部分。油气田要实现绿色低碳化发展，油田地热在路径选择方面非常具有竞争力。

　　油田地热热源获取主要有三种路径，包括注采过程中采出水余热利用、油田废弃井改地热井、通过钻探新地热井获取地热源。首先充分利用油气生产过程中注水二次采油、三次采油过程往地下循环注入和采出水的余热回收，特别是国内老油田目前多数进入高含水期，大部分含水率普遍高达90%以上，油田生产过程中有大量水源注入地下用于维持地层压力，同时又有大量的水随油气一起采出，油气分离后再形成新的水源。

　　随着老油田挖潜力度的持续加大，会有越来越多的污水产生。中国石油华北油田早在上个世纪就开始了油田地热的探索，地热开发利用起步早、试点多，在2010年就证实中低温地热发电的可行性，近两年又建成油田余热利用项目7个，清洁能源替代取得突出成效。今年，华北油田主动加压，推出新能源“343”“十大战役”工作部署，力争到“十四五”末建成北京地区地热供暖基地、雄安新区及周边余热供暖基地。其次做好油田废弃井改地热井工作。

　　根据相关统计，目前世界范围内有3000万口废弃井。美国得州有超过36万口废弃井，其中至少1.8万口废弃井的井深超过3000米，这些井的井底温度普遍在125℃～175℃；我国目前已突破10万口。油田分布广泛的华北平原、松辽盆地、渤海湾盆地和鄂尔多斯盆地地热资源都十分丰富，都有着极高的开采利用价值，资源分布油热不分家的特点十分明显。以中国石化胜利油田为例，其大多数油井井深1000～3000米，产出流体温度可达60～100℃，有些井流体温度甚至更高，完全可用来进行废弃井转地热井改造。此外，还可以通过钻探新地热井获取地热源。油气田多处于地热资源条件丰富地区，除了利用污水余热、依托废弃井改造途径利用地热之外，在油田生产生活区系统开展地热资源勘查，依托油田企业勘探开发工程技术优势，通过钻探新的地热井实现对地热的有效利用也是重要途径之一。

　　目前包括中国石油大学、地质大学和美国斯坦福大学的国内外学者对废弃井改造措施和取热应用进行了大量研究，提出了采用增强型地热系统和井下换热器取热等方法，并以此为基础讨论了废弃井地热资源的发电及供暖开发路径，理论上进一步拓宽了地热在油田的应用空间。近期，中国石油辽河油田首个地热工业应用示范项目就将10口废弃油水井改造成地热井，部分替代站内烧天然气加热采出液和软化水伴热。

　　中国石油技术研发和工程试验取得了一系列重要成果。在技术研发方面，目前已形成或初步形成采出水余热利用、深井直接换热、地温场模拟、吸收式热泵等12项关键技术。利用来自地球深部的地热资源，中国石油将形成四大工程示范区：中深层地热供暖示范区、高温地热发电示范区、采出水余热利用示范区和废弃井改造地热示范区；形成2大先导试验区：干热岩开发利用先导试验区和炼化余热利用先导试验区，既能增加利于大气治理的清洁能源供应，又可将生产中的余热变废为宝。

干热岩地热能源新星冉冉升起

　　 干热岩地热资源是一般温度大于180℃，埋深数千米，内部不存在流体或仅有少量地下流体（致密不透水）的高温岩体，存量巨大。中国首次发现大规模可利用干热岩资源位于青海省共和盆地；青藏高原南部约占我国大陆地区干热岩总资源量的1/5；2019年在山东部分区域发现干热岩富存区。

　　国家自然科学基金重大项目“干热岩地热资源开采机理与方法”近日启动。该项目是我国地热资源开采领域首个国家自然科学基金重大项目。由中国石油大学（北京）作为牵头依托单位，联合深圳大学、成都理工大学、中科院地质与地球物理研究所和中石化石油工程技术研究院等单位共同承担。由中国石油大学（北京）李根生院士牵头负责的此研究项目汇聚了我国干热岩地热资源开采领域的优势研究力量，多学科交叉、产学研融合、优势互补。

　　据了解，本项目聚焦干热岩地热资源开采中的钻井建井、压裂造储、流动取热关键环节的重大问题和挑战，研究高效建井、立体造储与稳定取热的原理方法，突破高温破岩钻井、缝网压裂连通、取热优化调控等关键科学问题，构建“透明”干热岩体，为钻井、压裂、取热提供数字化平台，创新轴-扭冲击振动破碎高温干热岩方法，探索干热岩柔性压裂造储和高效开采综合调控方法。为我国干热岩地热高效开采提供理论和方法，将有助于我国约占全球１/６的干热岩地热资源开发利用，有助于加快我国能源结构调整和转型，构建清洁低碳、安全高效的能源体系，助力国家“双碳”目标和绿色低碳高质量发展。

　　干热岩是一种具有独特优势的清洁可再生能源，具有储量丰富、绿色环保、高效稳定、不受季节/昼夜限制等特点，开采潜力巨大。

　　国家自然科学基金重大项目面向科学前沿和国家经济、社会、科技发展及国家安全的重大需求中的重大科学问题，超前部署，开展多学科交叉研究和综合性研究，充分发挥支撑和引领作用，提升我国基础研究源头创新能力。该项目是国家自然科学基金项目类型中除基础科学中心项目、重大科研仪器研制（部门推荐）项目外，支持力度最大的项目。