最近，美國(guó)能源部能源效率與可再生能源辦公室決定投入1450萬美元研究經(jīng)費(fèi)，聚焦地?zé)徙@井技術(shù)，促進(jìn)地?zé)崮茉醇夹g(shù)創(chuàng)新，加快地?zé)岙a(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

“提升地?zé)徙@探技術(shù)水平將有助于開發(fā)我們腳下的熱能以擴(kuò)大本土能源份額。”美國(guó)能源部負(fù)責(zé)能源效率和可再生能源事務(wù)的首席助理部長(zhǎng)幫辦丹尼爾·西蒙斯說，“地?zé)崮苁强煽康幕d能源，運(yùn)行穩(wěn)定又具有靈活性，可以為確保國(guó)家電網(wǎng)的穩(wěn)定性和彈性提供一系列基礎(chǔ)服務(wù)。”

在各類并網(wǎng)發(fā)電的能源中，地?zé)犭娬镜娜萘恳蛩貎H次于核電站。目前，美國(guó)地?zé)岚l(fā)電裝機(jī)總量超過3.8吉瓦。根據(jù)美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局的勘探和評(píng)估，其水熱型地?zé)嵯到y(tǒng)和增強(qiáng)型地?zé)嵯到y(tǒng)地?zé)豳Y源潛在發(fā)電裝機(jī)容量超過100吉瓦。但是只有技術(shù)創(chuàng)新才有可能使這些地?zé)崮苻D(zhuǎn)變?yōu)榫哂薪?jīng)濟(jì)價(jià)值的實(shí)用資源。

地?zé)崮艽蠖嗦癫氐降叵?千米~5千米，地?zé)衢_發(fā)往往在比石油和天然氣開發(fā)更加復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境中進(jìn)行，要面對(duì)惡劣的高溫高壓條件，所以對(duì)科學(xué)技術(shù)提出了很高的要求。在地?zé)衢_發(fā)過程中，鉆探工程費(fèi)用可能占整個(gè)項(xiàng)目投資的一半以上，因此提升地?zé)徙@井效率尤為重要。

美國(guó)能源部這次提供的地?zé)嵫邪l(fā)基金將著重扶持有助于提升鉆孔時(shí)效的技術(shù)創(chuàng)新。這項(xiàng)基金給出了三個(gè)研究方向：減少無進(jìn)尺時(shí)間的技術(shù)，包括有助于鉆探自動(dòng)化的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分析方法和機(jī)器學(xué)習(xí)算法、隨鉆套管護(hù)壁技術(shù)、單通完井技術(shù)、快速處理循環(huán)液漏失的技術(shù)、減小磨損以提高每套井底鉆具總進(jìn)尺的技術(shù)等;提升鉆井進(jìn)尺速度的技術(shù)，包括高溫高壓條件下的新型鉆進(jìn)方法、材料和技術(shù)、改善震動(dòng)控制和利用機(jī)械比能在保持甚至加大進(jìn)尺速率的同時(shí)延長(zhǎng)鉆頭壽命的技術(shù)、提高定向鉆探效率的導(dǎo)向技術(shù)等;加速地?zé)徙@探技術(shù)從實(shí)驗(yàn)室向?qū)嶋H應(yīng)用轉(zhuǎn)化的新模式，通過建立新型合作伙伴關(guān)系加快新興技術(shù)的應(yīng)用和隱形知識(shí)向地?zé)釋?shí)用技術(shù)的轉(zhuǎn)化，制定并實(shí)施鼓勵(lì)地?zé)岙a(chǎn)業(yè)內(nèi)部和地?zé)岙a(chǎn)業(yè)與其他相關(guān)產(chǎn)業(yè)之間共享數(shù)據(jù)和優(yōu)化方案的政策，探索建立第三方認(rèn)證和多方協(xié)作以降低新技術(shù)應(yīng)用風(fēng)險(xiǎn)的體制，開發(fā)和實(shí)施能夠更好適應(yīng)地?zé)岙a(chǎn)業(yè)發(fā)展需要的新的商業(yè)運(yùn)作模式等。

前兩個(gè)方向是硬技術(shù)，而第三個(gè)方向則是軟技術(shù)。根據(jù)美國(guó)內(nèi)華達(dá)州和加利福尼亞州在2005~2010年期間地?zé)嵘a(chǎn)井和回灌井鉆井時(shí)效的調(diào)查，打成一口8000英尺(約2438米)左右的地?zé)峋s需要64天的時(shí)間，平均鉆井進(jìn)尺速率為每天125英尺。分別位于猶他州Milford和內(nèi)華達(dá)州Fallon的兩個(gè)能源部資助的地?zé)崆把丶夹g(shù)地下試驗(yàn)場(chǎng)的鉆井?dāng)?shù)據(jù)表明，目前鉆井過程中無進(jìn)尺時(shí)間占據(jù)了鉆井周期的65%到75%。無進(jìn)尺時(shí)間包括起鉆下鉆、換鉆頭、下套管、固井、測(cè)井、洗井等生產(chǎn)工作時(shí)間和處理循環(huán)液漏失、井壁坍塌、卡鉆等故障的非生產(chǎn)工作時(shí)間，以及因設(shè)備故障、工作失誤和誤工怠工等意外耗費(fèi)的時(shí)間。美國(guó)能源部希望通過該項(xiàng)基金的設(shè)立和項(xiàng)目實(shí)施，全面提升地?zé)徙@井效率，以期到2025年使地?zé)徙@井時(shí)效提高一倍，把鉆井周期的平均進(jìn)尺速率提高到每天250英尺。(李毅 黃少鵬/編譯)