“地热”热下要命的低地温陷井

-论地热田温度镜像倒影关系和垂向温度三段论

 地大北京小平同志

划重点：地热事业会热、不赞同存在岩浆囊或放射性等异常热源、我国地热田主要为传导型。

这连续几年的大气污染，让政府意识到清洁能源的重要性。风能、太阳能已经火过了，现在自然想到了地热能，似乎取之不尽，用之不竭。于是，“地热”热起来了，正规地热队伍、从搞油气的杀过来的队伍、国家级研究院、私人老板，都来趟这个热点，以为碰“地热”就是又一个“馅饼”，但会存在陷井！

近两年的地热开发连遇滑铁卢，在已发现有温泉、或已在开发的1000米左右的浅层地热的地方打钻，继续深钻，打至2000-6000米时，却出现令人诡异的低温，让地热开发得不偿失-钻井成本远大于地热利用，为地热探测和利用蒙上一片乌云，不靠政府补帖，亏大了。我把这个低温称为要命的低温陷井！

以下列图为例，我国多个地热田均已发现这个现象。目前最成功的是共和盆地，就拿它说事儿。如下图所示，R3井(李林果,2017)，打到200米，出现130度，同志们兴奋了！按这个梯度计算，再打200米深，可能会翻倍，达到260度？于是再打，打到400米，还是130度，兴许是中间的热储产生了热对流，使深浅混合了？于是再打，一直打到快3000米了，温度也没增加几度，最终只到了140度，再也不敢打了（有些夸张）。若只打200米，成本10万，像老家打地下水井一样，几百上千元搞定，而打2000米，200万，打5000米，1亿元！这成本差异可大了，若能早一点预知温度不会增长，在200米处打钻就停下来。

其它地方的地热井呢？以甘孜为例(武斌,2013)，在青藏高原东缘，认为是岩浆最活跃的地区，周围有大量温泉，某公司聪明，打到了200米，出现了90度高温，再向下打到600米，温度几乎不变，停钻，兄弟不敢再向下打了！

广东阳江市新州地热田（蔺文静，201）基本类似，在地热田深部，地温梯度大大降低：

国外也不例外，这是法国某地热田的地温曲线（万志军,2005）：

是什么原因造成这样的低温？

通过近年来研究认为，我国的地热田几乎是传导型，且没有岩浆囊直接供热。地热田是由于高热导体快速将地温传导致浅部，浅部在有热盖层的情况下，产生了局部高温。形成了古隆起高，盆地区低，以古隆起顶部开始算起，如下图所示，和基底起伏呈正相关关系。

上图看着有点费劲，我简化一下，用一个理想的古隆起模型，如下图所示，粗黑线为古隆起模型，并假设无异常热源，只有基底热流，古隆起热导率高，模拟得到这时的地温场分布特点，周边为盆地区，中间为古隆起区，背景色为具有古隆起时的地温场分布特征，重点来了：

1）温度等值线剖面图整体上呈镜像倒影关系，以古隆起中部为对称点，上下温度曲线基本上呈镜像对称关系；

2）古隆起顶部B为浅部最高地温，称为地热甜点；

3）隆起区和两边的盆地区对比，古隆起温度分为三个段:

●高地温梯度段H：B点到地表，特点是，相同深度下地温远大于盆地区；

●低地温梯度段L：为B点之处至古隆起中点，特点是，温度增加幅度不大，但比盆地区温度还是略高；

●低温度段D：在古隆起中点至基底，特点是，相同深度下，比盆地区温度还低。

这个还是抽像了，换个模型，如左下图所示，中间为古隆起，两条竖黄线分别代表盆地区和古隆起区的地温场分布，右下图蓝线为盆地区的地温曲线，红线为隆起区的地温随深度变化的曲线，可以看出，在高梯度段，盆地区温度大大小于隆起区地温（红线）；在低梯度段也大，但温度增加幅度减小了；在低温段，则盆地区的温度比隆起区的温度还高。

也许您会问，这，这，这，就不好理解了，前两段还好理解，但后面一句意味着，找深部地热要去盆地区找罗？这，这，这，太不可思议了！我凌乱中…..，这是什么鬼，怪异？真有地热田下的温度比盆地区还低的？

献上一个例子吧，说明的确在地热田地区，温度场在垂向上可以分为三段。去年刚打的献县GRY1井，如下图所示。这口井在献县东北一个温泉附近打的，说明这个地区的确存在地温异常。井打到1000米处，的确呈现高温，90度，这一段是高地温梯度段H；但过了1000米后，温度增加量就急剧降低，即前述低地温梯度段L；到3700米时，温度居然比盆地区还低了，之下的就是低地温段。图中红线为GRY1井曲线，其它曲线分别为CCSD-1为我国在江苏打的第一口大陆深钻井井温曲线；SN5为新疆塔里木盆地塔中隆起打到7000米的井；NG4为GRY1西北30公里饶阳凹陷的一口盆地内的井，这些井温代表了大陆地区的地温随深度的线性变化。 显然，若提前认识到了三段式分布，则在1200米处停止，则可以达到最大经济效益。

一点建议：要重视地热田的勘探；地温场的研究；不能引用找油气的思路，油气是有源的，而地温场不像油气啊，它是分子状态的传递，没有“源”，有本质的区别。

再次强调：本博文并不是想给地热泼凉水，而是希望能重视地质研究；考虑成本，才可持续，仅依靠政府支持，不是市场经济的做法。

参考文献

毛小平，地热田高地温异常成因机理及温度分布特征。地球学报，2018年3月，39(2): 216-214.