DOE实施交叉研发计划推动地下能源资源开发
3月10日，美国能源部（DOE）发布了“地下技术与工程研究、开发与示范计划”（SubTER）第三轮招标公告[1]，将资助900万美元用于4-8个项目，包括两个研究方向：（1）现场示范碳封存信息监测、核实和核算技术；（2）开发新式地下地层物理成像和表征技术，推动地热开发，关键研究目标参见表1。SubTER交叉计划拟结合信息、传感、能源、新材料等技术开发，来应对开发与管理地下能源资源所面临的挑战，包括油气、地热等开发以及碳封存和核废料地质贮存等活动。
表1 地下技术与工程研究、开发与示范计划第三轮项目招标研究目标
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研究方向 |
研究目标 |
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现场示范碳封存信息监测、核实和核算技术 |
开发和部署低成本、高灵敏度、高准确率的二氧化碳（CO2）封存信息的监测、核实和核算技术，以实现对CO2封存信息的实时监测和获取，追踪和量化CO2羽流的时空分布和迁移，分析CO2羽流迁移时相应的地层压力变化和其他物理特征的变化（如地下应力），以更好地了解CO2分布和迁移的行为 |
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开发新式地下地层成像和表征技术 |
开发新式高分辨率成像技术，来更好地描绘地下地层的裂纹和地层流体情况；开发新的表征技术，包括先进的传感器和对比材料，以更好获取地层的物理和化学信息，完善地热勘探技术和知识框架，减少地下能源勘探过程中的潜在风险 |
DOE专门成立了由部门内相关业务局和职能局代表组成的SubTER技术工作组，来快速识别关键科技挑战，并有效协调部门内和跨部门的研发工作，前两轮招标在2014年和2015年已资助DOE国家实验室开展了19个前期研究项目。SubTER计划制定了全面的地下技术研究、开发和部署战略，涵盖四大核心技术领域（参见表2）[2]。
表2 地下技术与工程研究、开发与示范计划涵盖四大核心技术领域
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技术领域 |
研究内容 |
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钻井完整性 |
开发新型传感器和自适应材料，以组建新型三维声波钻井完整性监测系统，确保钻井环境的完整性，保障钻井作业和生产的安全 |
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地层应力和地震诱因分析 |
光诱导的荧光光谱传感器进行原位地层压力测量和深部矿井调查；采用多变量、大数据来分析诱发地震的原因。降低开发地下资源的潜在风险 |
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渗透性控制 |
通过知识耦合，整合水力压裂、地震探测和电位变化探测技术，改善钻井方法，消除地层流体发生溢流潜在危险 |
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新的地下信号探测技术 |
开发先进的地下地层系统表征技术，包括新的地下信号探测器（如钻井μ子探测器），整合多个数据集，识别关键系统转换和自动化 |
（郭楷模 陈伟）