“王牌军”是如何炼成的

2024.04.08 中国矿业报   

  ——山东省地矿局第二水文地质工程地质大队高质量发展之路线篇

  ◎  本报记者 张继勇 通讯员 闫燕 桑可 冯守涛

  “积土而为山,积水而为海。”山东省地矿局第二水文地质工程地质大队(以下简称“山东省地矿局第二水文队”)能得到省委书记的关注,不是偶然——其中有着“大口径王牌军”“全国多个首次”等“硬核”实力的加持。

  近年来,山东省地矿局第二水文队坚守地质报国的初心使命和高质量发展的理念,主动服务地方经济发展,在实践中摸索出了一条崭新的发展之路。

  不断向地球深部进军

  随着浅表部资源能源的消耗,可开采资源逐渐减少和枯竭。为保障经济社会发展之需,向地球深部进军成为重要选择。山东省地矿局第二水文队超前谋划,从建队初期便在钻探装备、工艺等方面谋篇布局,加快向地球深部进军的脚步。据该队党委书记、队长吴晓华介绍,想要在地球深部能源领域有所突破,必须要解决中深层地质钻探问题,“王牌军”需要不断锻造通往地球深部的“利器”。

  20世纪90年代以来,全国地勘行业进入低迷时期,山东省地矿局第二水文队克服资金来源少、装备落后等困难,斥巨资更新了一批又一批设备……随之换来的是钻探深度不断实现新突破,从1000米、2000米到3000米,直至4000米……国内大口径钻探深度不断被改写。

  “没有金钢钻,揽不了瓷器活。”向地球深部进军首先需要解决的是装备技术问题。山东省地矿局第二水文队在此方面拥有自己的一套“硬核”实力。近年来,该队致力于大口径深部钻探关键技术研究,通过对多工艺钻进技术方法的探索实践,总结出深部硬岩高温高压复合钻进技术和取心工艺技术,其中包括高温硬岩高效长寿命PDC钻头技术、高温硬岩孔底动力钻具技术、高温硬岩取心钻进技术、高温高压地层钻井液技术等,有效提高了深部高温硬岩全面钻进及取心钻进效率,提高了钻探质量,降低了钻探成本,实现了深部高温高压地层护壁堵漏,为深部能源资源钻探提供了保障,形成了一套可复制、可借鉴的大口径深部能源资源钻探技术体系。

  随后,山东省地矿局第二水文队不断在我国西部盐湖地区开展钻探作业,攻克了缩径、坍塌、造斜性强等一道道难关。从最早的800米深,到完成青海省柴达木盆地碱石山地区钾锂资源勘探3500米深的项目,再到首次钻获我国埋藏最浅、温度最高(3705米、236摄氏度)的干热岩体,该队赢得了一场场胜利,高质量完成了每个项目。

  目前,山东省地矿局第二水文队先后在柴达木盆地、共和盆地完成钾、锂、地热能等深部能源资源勘探项目60余项,累计完成钻探进尺近10万米,在全国范围内完成勘探孔600余眼,其中超过4000米的有7眼。在深部高温硬岩复合钻进技术和取心工艺领域,该队先后荣获国土资源科学技术二等奖、中国岩石力学与工程学会科学技术进步奖二等奖等奖项11项。

  擦亮高质量发展名片

  地热能作为新兴清洁能源,有着诸多优点,但也存在着不少难以突破的技术瓶颈。山东省地矿局第二水文队聚焦山东省最为丰富的地热资源区域,不断加大科技攻关,书写着壮丽新篇章。

  在该队老办公基地院内,透过双层钢化玻璃,我们可以看到一口拥有28年历史的地热井,它像一部历史画卷记录着该队推动地热能勘查与开发利用的发展史。

  1996年,该队受山东省多部门委托,实施了探采结合孔1眼,即地热1井(DR1井)。该钻孔首次发现了鲁西北最具开采潜力的馆陶组砂岩热储,填补了山东省砂岩热储地热开发利用的空白,成为山东省首个供暖用地热井。

  近30年过去了,如今,DR1井在满足社区居民及沿街工商业供暖的同时,仍持续发挥着地质科研作用,为助力节能减排、推动绿色低碳高质量发展发挥着重要作用。 

  这是该队在地热能开发领域首次初露锋芒。数年后,针对行业发展需要,该队敢于向困难“亮剑”,向行业技术难题纵深不断地发起进攻。

  随着地热能开发利用和生态环境保护要求的不断提高,一些行业内较为棘手的问题不断浮出水面,如2005年前后,地热开发利用因在取热过程中存在浪费地下水的现象被社会所诟病。如何实现“取热不耗水”?这成为地热这一清洁能源发展的关键因素。

  为破解“取热不耗水”难题,该队自2006年起开展地热回灌试验。十年磨一剑,2016年,地热资源“一采一灌、换热间供”模式——山东首个“ 砂岩热储地热资源开发利用与回灌示范工程”落地德州市德城区,经连续7个供暖季监测,地热尾水实现100%回灌。2018年,该队又建立了国内首个地热回灌模拟试验场,大力开展砂岩热储地热尾水回灌堵塞机理、回灌技术及地热水动力场、温度场试验研究,建立了回灌数值模型,研究确定了地热尾水回灌堵塞机理及防治回灌堵塞的方法。

  在多年试验研究的基础上,山东省地矿局第二水文队2019年编制完成国家行业标准《砂岩热储地热尾水回灌技术规程》,打造了政府引导、创新引领、采灌均衡、梯级利用的砂岩热储地热资源开发利用“德州模式”,被时任冰岛国家能源局局长约翰内松誉为“砂岩热储地热水可持续开发的伟大贡献”。后来,这一技术又入选山东省第一批能源领域重点技术、产品和设备目录。

  经过多年的探索实践和不懈努力,山东省地矿局第二水文队在砂岩热储地热回灌研究领域“走在前”,为山东省砂岩热储地热尾水回灌率和回灌规模均居全国领先水平作出了突出贡献。

  “实干兴队”是不灭的精神之火

  山东省地矿局第二水文队的地质队员们一路跋山涉水,且收获丰硕成果,这是他们始终坚持党建引领,牢固树立以献身地质事业为荣、以找矿立功为荣、以艰苦奋斗为荣思想的结果。

  青海茫崖地区气候异常恶劣,“茫茫戈壁滩,风沙飞满天”是对西部无人地区的真实写照。

  在该队保障基地,记者见到了长期生活工作在西部地区的地质勘查中心队员孙胜辉,黝黑的皮肤,脸上“沟壑丛生”,由于长期的风吹日晒,一眼望去犹如一位老者。经介绍得知,他是1986年生人,是位不足40岁的年轻人。

  据他本人介绍,一个勘探项目从设备进场、安装到完工,周期大多在半年以上,大多数勘探队员抛家舍业,长期驻扎在戈壁荒漠。2023年,孙胜辉在茫崖地区连续工作8个月,打破建队以来个人驻扎茫崖地区最长纪录。党委书记、队长吴晓华说:“我队去年在西部钻探收益8000万元,孙胜辉就为队上创下了1/4的收益。”

  除了恶劣天气之外,蔬菜、粮食、饮用水等生活物资短缺也不断考验着地质队员们。为了解决这些基本生活问题,他们需要每半个月到几百公里以外的城镇去采购。

  缺氧但不缺精神,艰苦却不怕吃苦。在高原地区,队员们用精湛的技术和敬业的精神,充分诠释了新时代地质工作者的爱国奉献、开拓创新、艰苦奋斗的优良传统。

  山东省富民兴鲁劳动奖章获得者、山东省地矿局十佳道德模范(敬业奉献模范)马志刚,在不到5年的时间里,完成了包括山东首个页岩气勘探孔(3665米)在内的钾盐、干热岩、地热等共计50多眼孔的钻探,总进尺近15万米,成为全队乃至山东省地矿局的“深钻达人”。

  2015年,马志刚在福建漳州深部干热岩科学钻探工程中,面对4000米的设计深度、全井段花岗岩等一系列施工难题,没有畏惧,迎难而上,一举攻克了掉块、卡钻、井漏以及地层应力释放导致岩心破碎等各种可能中断施工进度的难题,最终高质量完成东南沿海首个干热岩勘探孔,终孔深度4000.86米。

  回忆起这段往事,马志刚用朴素的语言表达了山东地矿人的心声:“作为一个井队长,一名党员,当时我心里想的只有怎么去按时保质保量地完成任务,因为在省里咱这支队伍代表的是二水,可出了省,咱们代表了山东地矿,决不能把咱山东地矿的脸丢在这。”

  不仅以上两位,还有刘帅、刘欢、王学鹏等一大批优秀青年,他们长期默默无闻地从事水文地质、地热地质相关工作,在普通岗位上发光发热,正是凭借着这种战天斗地的胆魄、不折不挠的精神,他们攻克了一个又一个难关、完成了一次又一次任务,也造就了一支有理想守信念、懂技术会创新、敢担当讲奉献的地质铁军。

  惟改革者进,惟创新者强,惟改革创新者胜。一直以来,山东省地矿局第二水文队始终秉承“三光荣、四特别”精神,通过不懈奋斗,走过万水千山,用无数个科技成果证明光环的获得并非一帆风顺,而是需要攻克一个个艰难险关、取得一项项重大成果。而这一切,离不开一名名普通地矿工作者的奉献与付出。

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