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2019年10月国内外地热论文专辑
发布时间:2019-10-12 来源:未知 点击次数: 打印 作者:admin
摘要:热储回灌是地热资源可持续利用、避免环境污染的有效措施。在进行地热开发之前科学合理的规划采灌井井位布局,有利于延长地热井的使用年限。关中盆地是新生代拉张性断陷盆地,地热资源开采利用历史悠久。沣西地区位于关中盆地腹地,地下5000 m深度范围内有5个含水热储层,自上而下分别为第四系下更新统三门组(600~960 m)、新近系上新统张家坡组(960~1920 m)、新近系上新统蓝田-灞河组(1920~2900 m)、新近系中新统高陵群(2900~3800 m)和古近系渐新统白鹿塬组(3800~5000 m)。
本文依据水文地质、地球物理等资料,建立了研究区三维地质模型,采用有限元模拟软件FEFLOW对目前开采最多的蓝田-灞河组热储层在不同对井采灌开发模式下同层采灌时渗流场及温度场的变化进行了模拟计算。结果表明:
1)以30年为系统设计寿命,为确保抽水井和回灌井有水力联系又不发生明显的热突破,抽、灌井井间距以500~600 m为宜;
2)采灌对井的布置以抽水井位于天然径流流场的上游方向、回灌井位于天然径流流场的下游方向为佳;
3)如果设计合理,采灌过程中回灌尾水温度对抽水井出水温度的影响可以得到有效控制;
4)恰当实施地热尾水回灌,同时按照实际需求调节抽水井与回灌井的采灌量,可实现地热资源的可持续开采利用。
上述结果为合理开发利用研究区地热资源提供了依据。
2、水流损失和热补偿共同作用对增强型地热系统产能影响的研究
作者:崔翰博,唐巨鹏,姜昕彤
摘要:基于青海共和盆地-3705m地热田实测数据,结合流固耦合传热理论并运用Comsol软件,建立了离散型裂隙岩体流体传热模型。考虑水流损失和热补偿共同作用,模拟得到了开采过程中上、下岩层(盖层和垫层)为绝热不渗透、传热不渗透、渗透传热时,储层(上、下岩层和压裂层)温度场的变化特征,分析了产出流量、水流损失、产出温度、产热速率的变化规律。研究结果表明:采热过程中产出流量始终小于注入流量;产出流量增幅速率先增大后减小,最后趋于稳定,前3a产出流量增幅超过总增幅量的3/4;忽略水流损失,将高估产热速率,采热初期甚至达到考虑水流损失时产热速率的3倍以上;考虑水流损失,产热速率呈先快速上升再趋于稳定后逐渐下降的趋势,最优开采时间为3a~11a;研究上、下岩层对产出温度的影响,仅考虑传热,采热寿命延长5.43%,同时考虑渗流传热时,采热寿命延长2.71%;采热前9a,水流损失占主导作用,即流入上、下岩层水流损失对产热速率的影响高于热补偿效应,开采10a后,热补偿效应占主导作用;同时考虑水流损失和热补偿效应得到的产热速率变化规律与实际工程更为符合,建议选择低渗透能力的上、下岩层延长增强型地热系统(EGS)运行时间。
来源期刊:应用力学学报,2019年9月单篇优先出版,核心期刊 不同渗流传热条件考虑流量损失产热速率的变化规律 3、CO2羽流地热系统开采特性数值模拟及预测模型
作者:乔宗良,汤有飞,王兴超,潘春健,司风琪,赵伶玲
摘要:为了研究超临界CO2羽流地热系统的采热特性,建立了耦合井筒-储层的数学模型,同时考虑井筒对流动的影响以及岩层的热量补偿作用,通过T2Well/ECO2N软件分析了开采周期内产出流量、热储层压力和温度随时间的变化情况,并以数值计算为基础建立了开采特性预测模型.结果表明:CO2产量在开采初期较小,连续注采10年后流量可达稳定状态,在羽流地热产出CO2时即存在热虹吸效应,出口井温度30年内基本保持恒定;通过单因素分析,研究注入参数对开采特性的影响,其中CO2注入流量对注入井口压力、出口井温度、出口井流量都有显著影响,井间距主要影响出口井温度和出口井压力;基于响应曲面法建立的开采特性预测模型可以更加直观地反映参数对开采特性的耦合影响,并可为地热发电系统的优化设计提供依据. 来源期刊:东南大学学报(自然科学版),2019年4期,EI 参数变化对开采指标的影响
4、增强型地热系统水平井平行多裂隙换热过程数值模拟
作者:肖鹏,闫飞飞,窦斌,田红,刘恒伟,朱振南
摘要 干热岩(HDR)是一种清洁的可再生能源,主要通过增强型地热系统(EGS)进行开发。由于将水平井多裂隙开发技术应用于EGS中,能够提高EGS的经济效益,因此文章建立三维EGS水平井平行多裂隙模型,并采用CFX软件模拟分析了不同注水流量条件下EGS的运行性能,揭示了裂隙内流体的流动特征与EGS釆热机理之间的关系。研究结果表明:裂隙中的流体会形成流动短路和流动死角,导致EGS的开采率降低;裂隙中流体的温度场会受到流体的流动特征以及热储层温度场的影响;注水流量是影响EGS运行寿命和开采率的关键因素,较大的注水流量会产生流动短路,进而缩短EGS的运行寿命,但会提高EGS的开采率。
来源期刊:可再生能源,2019年7期,核心期刊 三维EGS水平井平行多裂隙模型的示意图
5、化学刺激技术在干热岩储层改造中的应用与最新进展
作者:冯波,许佳男,许天福,李胜涛,宋丹,陈明涛 摘要:干热岩是一种没有水(或含有少量水而不流动)的高温(>180℃)岩体,多为变质岩或花岗岩,岩性致密,很少存在孔隙或裂隙,渗透性极差。增强型地热系统(Enhanced Geothermal System,EGS)是利用水力压裂、化学刺激等措施形成人工地热储层,通过注入载热流体从低渗透性干热岩中经济有效地开采出热能的人工地热开采系统,是开发干热岩型地热资源的有效方法。增强型地热系统成功的关键在于可控性良好的储层改造手段,化学刺激即为储层改造常用的方法之一。通过回顾国内外有关增强型地热系统储层改造中化学刺激技术研究的最新成果,总结了实际应用化学刺激技术的增强型地热系统工程经验。结果表明:增强型地热系统中采用的化学刺激剂多数为酸性化学刺激剂,其中螯合酸具有阻垢性、缓速性、催化性、二次沉淀少、腐蚀性弱等优点,能够实现深穿透、低伤害的储层激发;单一的碱性化学刺激剂(NaOH和Na2CO3)的室内实验结果较为理想,但是场地应用效果并不令人满意,添加了NTA、EDTA等螯合剂的碱性化学刺激剂可减少次生沉淀的生成,从而取得良好的储层改造效果。最后,针对青海共和盆地正在开展的干热岩开发示范工程项目,提出热刺激和碱性化学刺激联合的储层刺激工艺,该工艺有可能在深部高温岩体中产生改造体积更大的地热储层,提高储层改造的效果。
来源期刊:地球科学与环境学报,2019年5期,核心期刊 青海共和盆地部分勘探孔和温泉分布图
6、高温花岗岩遇水冷却后孔隙结构及渗透性研究
作者:靳佩桦,胡耀青,邵继喜,刘志军,胡跃飞
摘要:为研究20~600℃花岗岩遇水冷却后孔隙特征及渗透率变化规律,采用压汞法测试了样品的孔隙结构特征,采用瞬态脉冲衰减法测试了样品的渗透率,并将实测的渗透率与基于Katz-Thompson模型(简称"K-T模型")计算所得的渗透率进行了对比分析。结果表明:随着花岗岩温度的升高,遇水冷却后花岗岩的孔隙率及渗透率均呈现指数式增加,500~600℃是花岗岩遇水冷却后孔隙率及渗透率变化的阈值温度区间;高温花岗岩遇水冷却后形成的内部新孔隙以中孔为主,中孔含量的增加是花岗岩孔隙率及渗透率大幅提升的主要原因;基于K-T模型的渗透率预测值能够较好地反映真实渗透率的变化趋势。研究结果可为高温岩体地热开发工程的设计及施工提供参考。
来源期刊:太原理工大学学报,2019年4期,核心期刊 地热勘查 1、青海共和盆地干热岩赋存地质特征及开发潜力
作者:张盛生,张磊,田成成,蔡敬寿,唐保蠢 摘要:青海共和盆地贮藏有丰富的干热岩地热资源。为提升共和盆地干热岩地热资源成因的理论认识,进一步推动干热岩资源的勘探,文章从共和盆地干热岩热源机制、盖层条件、储层特征等方面对共和盆地干热岩资源成因件进行了全面分析。首先,结合区域地质构造分析、地热地质调查、地球物理(航磁、地震)解译等手段,在共和盆地恰卜恰岩体内实施了4口深度为2927~3705 m的干热岩勘查孔,并在3705 m处钻获236℃的优质干热岩资源,为中国非现代火山区干热岩地热资源勘探的首个重大突破。其次,系统测试了钻孔不同深度花岗岩放射性,结果表明,共和盆地花岗岩体铀、钍、钾放射性含量略高于大地背景值,放射性生热率较低,对干热岩热源的贡献小,其热源可能来自壳内熔融体。第三,基于地质资料分析和航磁解译,圈定了共和盆地总体面积约1. 4×104km2的潜在干热岩分布区。最后,采用体积法评估了共和盆地干热岩资源潜力,结果表明,共和盆地3. 0~6. 0 km深度范围保守的、静态干热岩资源总量为8974. 74×1018J,换算标准煤可达3066. 19×108t,具有广阔的开发利用前景。
来源期刊:地质力学学报,2019年4期,核心期刊 恰卜恰东西向地热地质剖面图
2、云南腾冲热海高温地热水中汞的地球化学异常及其指示意义 作者:郭清海,吴启帆 摘要:汞是环境中典型有害组分,深部地热系统可能是环境中汞的重要来源之一,但当前地热成因汞的研究程度很低。本文以腾冲火山带热海水热区为研究区,开展了热泉中汞的水文地球化学研究。热海水热区内排泄的中性热泉含有异常高浓度的汞,但酸性热泉则绝大多数未检出汞。热海热泉中的汞与典型的岩浆来源组分氯相同,均主要来源于岩浆流体的混合。在中性热泉中,Hg(II)是汞的占优势地位的价态,Hg2+与不同形态硫化物的配合则是决定Hg(II)的形态分布的直接因素,但pH可通过控制水中硫化物的形态分布来影响Hg(II)的形态分布。Hg(II)不易挥发,故中性热泉中汞含量普遍较高;但酸性热泉中的汞受泉口氧化还原电位较高的影响,以Hg(0)为主要价态,且因Hg(0)易挥发而导致总汞含量极低。就中性热泉而言,其汞含量对水热区断裂分布有重要指示作用,原因为沿不同断裂上升的中性地热水经历的冷却方式不同,最终导致热泉汞含量也表现出显著差异。热泉汞含量对水热系统结构研究有借鉴意义。
来源期刊:地学前缘,2019年网络首发,EI 中性热泉中汞含量空间分布及其与断裂的关系
3、西藏东南缘地热泉华的地球化学特征和成因 作者:陆艺,苏金宝,谭红兵,许鹏,陈振坤 摘要:青藏高原水热活动强烈,热泉分布广泛,泉华常伴随水热活动沉积,其中富含大量矿产资源。泉华的矿物组成和微量元素特征可用来示踪地热矿源和循环演化的路径。西藏东南缘地热资源与中部差异较大,八宿和德达泉华的微量元素含量整体低于藏中(前者为上地壳的n×10-5~n×10倍,后者在n×10-3~n×103倍),其Li、Rb、Cs等元素含量更是低于藏中(前者低于后者数十倍甚至百倍)。出现这种差异的原因主要是地热水水源、冷热水混合比例、径流时间和循环深度的不同及基底的差异;八宿和德达泉华的稀土元素配分曲线为左倾型,藏中为右倾型,系地热水类型不同所致。八宿和德达地区的地表水沿深大断裂下渗受地温梯度和深部部分熔融层的循环加热,温度升高形成地热水,最终出露地表沉积形成泉华。 来源期刊:矿物岩石地球化学通报,2019年网络首发,核心期刊 区域地质背景:1-断裂,2-喜马拉雅山,3-前人数据样点,4-本次采样点,5-喜马拉雅地体,6-拉萨地体,7-羌塘地体,8-松潘-甘孜地体 4、郯庐断裂带是热异常带吗:来自断裂带南段热流的约束 作者:王一波,胡圣标,聂栋刚,张克松,姜光政,王朱亭 摘要:郯庐断裂带是东亚最重要的断裂之一,在构造地质、岩石矿物、地震分布等领域得到了广泛的关注,然而少有针对郯庐断裂带地热学的研究.本文作者对郯庐断裂带南段7口钻井进行了系统测温,采用光学扫描法测试了6口钻井的142块岩心和13块露头样品的热导率,获得了6个高质量的热流数据.结合已发表的热流和地震剖面资料,我们获得了郯庐断裂带南段的岩石圈结构.研究表明,郯庐断裂带南段现今地温梯度从南到北有增大的趋势,介于21.8~30.3℃·km-1.大地热流值介于44.0~81.7mW·m-2,平均61.4±10.8mW·m-2,表现为正常大地热流的特征,并非热异常带.最大热流值出现在庐枞盆地的大陆科学钻探井ZK03处,上地壳浅部极高的生热层很可能是高热流的主要因素.沿郯庐断裂南段地震带浅源地震发震带的底界和350℃等温面耦合较好,指示了深部结构的差异.
来源期刊:地球物理学报,2019年8期,EI ZK03岩性、温度、地温梯度和热流随深度变化图
5、带状热储地热田的地球物理场特征——以湖南省热水圩地热田为例 作者:赵宝峰,汪启年,官大维 摘要:湖南省热水圩地热田是东南沿海地区温度最高、储量最大的地热田之一,热储形态为带状。为分析该热田的资源分布规律,指导类似地区的勘探,在区内布置了高精度重磁测量及可控源音频大地电磁测量(CSAMT)工作,构建了区内断裂系统,分析了优良热储位置的地球物理场特征,取得以下认识:①区内发育两组4个方向断裂,第一组为早期形成相互垂直的NNE和NWW向断裂,第二组为晚期形成夹角约75°近NS和NEE向断裂;②优良热储位于NWW向断裂F4和近NS向断裂F7交汇带附近,地球物理场显示为剩余重力场低值区与高值区的边界,磁性低异常与高异常的边界,电法剖面上的垂向电性低阻带。
来源期刊:物探与化探,2019年4期,核心期刊 可控源音频大地电磁测量剖面与地质解释
6、大地电磁测深法在银川盆地地热资源调查评价中的应用 作者:朱怀亮,胥博文,刘志龙,石峰,辛玉齐,曹学刚,程国强 摘要:为进行地热资源调查,以银川盆地西部斜坡区为研究对象,通过2条大地电磁测深剖面51个测点的二维偏离度、构造走向等进行分析和计算,并采用非线性共轭梯度二维反演方法对TM模式的数据进行反演,获得了大地电磁测深剖面二维反演电阻率模型。反演结果表明,研究区4 km以浅电性结构单元可分为三层,分别为低阻层—中高阻层—低阻层,推断研究区自上而下依次为第四系、古近系—新近系和奥陶系。根据区域地热地质资料,研究区内最为有利的热储层为新近系红柳沟组,其次为古近系清水营组和新近系干河沟组。通过本次大地电磁测深调查,圈定了研究区有利地热资源储藏范围,证实了大地电磁测深法在沉积盆地地热资源勘查中具有一定的适用性。 来源期刊:物探与化探,2019年4期,核心期刊 L1(a)、L2(b)反演电阻率断面及其地质解释 7、武汉城市圈岩溶热储水化学特征及水——岩作用研究 作者:牛俊强,范威,郭昆 摘要:根据武汉城市圈岩溶热储地热田的地下热水水化学数据,总结了岩溶热水的水化学类型,分析了岩溶热水中主要组分随温度的变化特征,重点研究了水—岩作用程度和作用时间的关系,系统分析了热水中主要离子的水化学作用过程。研究结果表明,热水中主要组分含量受温度和水岩作用过程控制,TDS含量随水岩作用时间的增加而增加,随着TDS含量的增加,水岩作用受碳酸盐溶解控制逐渐转变为受硫酸盐溶解控制,高TDS时,盐岩溶解作用加强;浪口、五洪山、蛇屋山地热田属同一个岩溶水流系统,汤池地热田、马口地热井属同一个水流系统,其他地热田属各自独立的水流系统。
来源期刊:物探与化探,2019年4期,核心期刊 岩溶热水与冷泉水三线图 国外地热
1、Buiding a Geothermal Future on a Sedimentary Foundation 沉积盆地地热资源前景 作者:John Holbrook 摘要:首先,由于热电转换的新技术,现在可以从沉积盆地中开采传统的地热资源。大多数传统地热资源利用闪蒸汽动力,需要非常高的热量,高温地热资源在沉积盆地中是罕见的。新兴的朗肯循环发电机能够经济开发温度低于200℃的流体,这种地热资源在沉积盆地中更常见。其次,依靠沉积盆地大流量地热井来进行区域供暖的项目已经开始启动并在未来有望扩展。第三,地球是一个很好的电池,地热能和太阳能的耦合是一个较好的解决方案,在沉积盆地深处可以注入太阳能加热的热水转换为地热能,可以减少太阳能在非需求时段的损失。以上三点均说明了沉积盆地地热研究正在兴起。 来源期刊:AAPG年会多媒体,2019年5月 美国大地热流分布图 2、Geothermal and Electric Power Analysis of Horizontal Oil Well Fileds Williston Basin,North Dakota,USA 美国Williston盆地页岩油水平井地热资源发电潜力分析
作者:Will Gosnold,Sidike Abudureyimu,Irina Tsiryapkina,Dongmei Wang and Mark Ballesteros
摘要:沉积盆地中深层温度通常介于90ºC~150ºC,双工质发电转换系统的效率很低,一般为6%,近年来技术进步使得系统效率接近14%。油田地热开发强调利用现有的基础设施,并把重点放在联合生产或通过将经济效益不高的油气井改为地热开发井。虽然技术上可行,由于必须要保证有足够的流体使得这两个方案都面临着挑战。然而,在多井平台上的水平加密钻井和双工质系统利用总的油和水流量可以解决这个问题。为了验证这个方法的有效性,分析了威利斯顿盆地的两个小型和两个大型Bakken页岩油田的发电潜力。
来源期刊:AAPG年会多媒体,2019年4月 地质背景图
原文:https://pan.baidu.com/s/1GMH53i3A9dVO88owO-k9Gg 提取码:jclm 另外在QQ群文件夹下也可获取,QQ群号:328033288 ·END· 文章投稿与合作联系 geothermics@163.com QQ群328033288 《地热能开发利用“十三五”规划》发布 地热,石油类高校不可错过的转型契机 Soultz干热岩发电站访学笔记 关于可燃冰与干热岩的几个科学知识问题 深井(套管)换热量究竟多大? 新疆发现高温地热,未来潜力可能更大 2018年 中国地热纪要 中石化地热产业发展现状 地热能在城市发展中的应用 雄安新区—地热大事记 美国能源部最新资助的7个地热研究项目 冷眼看热点|中国干热岩开发:任重而道远 院士专访|地热是一种不可多得的未来能源 央视首发|地质调查出品:地热那些事 小兔子头直线分割线 地热铁头娃 无需赞赏,分享转发就是莫大支持
本文依据水文地质、地球物理等资料,建立了研究区三维地质模型,采用有限元模拟软件FEFLOW对目前开采最多的蓝田-灞河组热储层在不同对井采灌开发模式下同层采灌时渗流场及温度场的变化进行了模拟计算。结果表明:
1)以30年为系统设计寿命,为确保抽水井和回灌井有水力联系又不发生明显的热突破,抽、灌井井间距以500~600 m为宜;
2)采灌对井的布置以抽水井位于天然径流流场的上游方向、回灌井位于天然径流流场的下游方向为佳;
3)如果设计合理,采灌过程中回灌尾水温度对抽水井出水温度的影响可以得到有效控制;
4)恰当实施地热尾水回灌,同时按照实际需求调节抽水井与回灌井的采灌量,可实现地热资源的可持续开采利用。
上述结果为合理开发利用研究区地热资源提供了依据。
2、水流损失和热补偿共同作用对增强型地热系统产能影响的研究
作者:崔翰博,唐巨鹏,姜昕彤
摘要:基于青海共和盆地-3705m地热田实测数据,结合流固耦合传热理论并运用Comsol软件,建立了离散型裂隙岩体流体传热模型。考虑水流损失和热补偿共同作用,模拟得到了开采过程中上、下岩层(盖层和垫层)为绝热不渗透、传热不渗透、渗透传热时,储层(上、下岩层和压裂层)温度场的变化特征,分析了产出流量、水流损失、产出温度、产热速率的变化规律。研究结果表明:采热过程中产出流量始终小于注入流量;产出流量增幅速率先增大后减小,最后趋于稳定,前3a产出流量增幅超过总增幅量的3/4;忽略水流损失,将高估产热速率,采热初期甚至达到考虑水流损失时产热速率的3倍以上;考虑水流损失,产热速率呈先快速上升再趋于稳定后逐渐下降的趋势,最优开采时间为3a~11a;研究上、下岩层对产出温度的影响,仅考虑传热,采热寿命延长5.43%,同时考虑渗流传热时,采热寿命延长2.71%;采热前9a,水流损失占主导作用,即流入上、下岩层水流损失对产热速率的影响高于热补偿效应,开采10a后,热补偿效应占主导作用;同时考虑水流损失和热补偿效应得到的产热速率变化规律与实际工程更为符合,建议选择低渗透能力的上、下岩层延长增强型地热系统(EGS)运行时间。
来源期刊:应用力学学报,2019年9月单篇优先出版,核心期刊 不同渗流传热条件考虑流量损失产热速率的变化规律 3、CO2羽流地热系统开采特性数值模拟及预测模型
作者:乔宗良,汤有飞,王兴超,潘春健,司风琪,赵伶玲
摘要:为了研究超临界CO2羽流地热系统的采热特性,建立了耦合井筒-储层的数学模型,同时考虑井筒对流动的影响以及岩层的热量补偿作用,通过T2Well/ECO2N软件分析了开采周期内产出流量、热储层压力和温度随时间的变化情况,并以数值计算为基础建立了开采特性预测模型.结果表明:CO2产量在开采初期较小,连续注采10年后流量可达稳定状态,在羽流地热产出CO2时即存在热虹吸效应,出口井温度30年内基本保持恒定;通过单因素分析,研究注入参数对开采特性的影响,其中CO2注入流量对注入井口压力、出口井温度、出口井流量都有显著影响,井间距主要影响出口井温度和出口井压力;基于响应曲面法建立的开采特性预测模型可以更加直观地反映参数对开采特性的耦合影响,并可为地热发电系统的优化设计提供依据. 来源期刊:东南大学学报(自然科学版),2019年4期,EI 参数变化对开采指标的影响
4、增强型地热系统水平井平行多裂隙换热过程数值模拟
作者:肖鹏,闫飞飞,窦斌,田红,刘恒伟,朱振南
摘要 干热岩(HDR)是一种清洁的可再生能源,主要通过增强型地热系统(EGS)进行开发。由于将水平井多裂隙开发技术应用于EGS中,能够提高EGS的经济效益,因此文章建立三维EGS水平井平行多裂隙模型,并采用CFX软件模拟分析了不同注水流量条件下EGS的运行性能,揭示了裂隙内流体的流动特征与EGS釆热机理之间的关系。研究结果表明:裂隙中的流体会形成流动短路和流动死角,导致EGS的开采率降低;裂隙中流体的温度场会受到流体的流动特征以及热储层温度场的影响;注水流量是影响EGS运行寿命和开采率的关键因素,较大的注水流量会产生流动短路,进而缩短EGS的运行寿命,但会提高EGS的开采率。
来源期刊:可再生能源,2019年7期,核心期刊 三维EGS水平井平行多裂隙模型的示意图
5、化学刺激技术在干热岩储层改造中的应用与最新进展
作者:冯波,许佳男,许天福,李胜涛,宋丹,陈明涛 摘要:干热岩是一种没有水(或含有少量水而不流动)的高温(>180℃)岩体,多为变质岩或花岗岩,岩性致密,很少存在孔隙或裂隙,渗透性极差。增强型地热系统(Enhanced Geothermal System,EGS)是利用水力压裂、化学刺激等措施形成人工地热储层,通过注入载热流体从低渗透性干热岩中经济有效地开采出热能的人工地热开采系统,是开发干热岩型地热资源的有效方法。增强型地热系统成功的关键在于可控性良好的储层改造手段,化学刺激即为储层改造常用的方法之一。通过回顾国内外有关增强型地热系统储层改造中化学刺激技术研究的最新成果,总结了实际应用化学刺激技术的增强型地热系统工程经验。结果表明:增强型地热系统中采用的化学刺激剂多数为酸性化学刺激剂,其中螯合酸具有阻垢性、缓速性、催化性、二次沉淀少、腐蚀性弱等优点,能够实现深穿透、低伤害的储层激发;单一的碱性化学刺激剂(NaOH和Na2CO3)的室内实验结果较为理想,但是场地应用效果并不令人满意,添加了NTA、EDTA等螯合剂的碱性化学刺激剂可减少次生沉淀的生成,从而取得良好的储层改造效果。最后,针对青海共和盆地正在开展的干热岩开发示范工程项目,提出热刺激和碱性化学刺激联合的储层刺激工艺,该工艺有可能在深部高温岩体中产生改造体积更大的地热储层,提高储层改造的效果。
来源期刊:地球科学与环境学报,2019年5期,核心期刊 青海共和盆地部分勘探孔和温泉分布图
6、高温花岗岩遇水冷却后孔隙结构及渗透性研究
作者:靳佩桦,胡耀青,邵继喜,刘志军,胡跃飞
摘要:为研究20~600℃花岗岩遇水冷却后孔隙特征及渗透率变化规律,采用压汞法测试了样品的孔隙结构特征,采用瞬态脉冲衰减法测试了样品的渗透率,并将实测的渗透率与基于Katz-Thompson模型(简称"K-T模型")计算所得的渗透率进行了对比分析。结果表明:随着花岗岩温度的升高,遇水冷却后花岗岩的孔隙率及渗透率均呈现指数式增加,500~600℃是花岗岩遇水冷却后孔隙率及渗透率变化的阈值温度区间;高温花岗岩遇水冷却后形成的内部新孔隙以中孔为主,中孔含量的增加是花岗岩孔隙率及渗透率大幅提升的主要原因;基于K-T模型的渗透率预测值能够较好地反映真实渗透率的变化趋势。研究结果可为高温岩体地热开发工程的设计及施工提供参考。
来源期刊:太原理工大学学报,2019年4期,核心期刊 地热勘查 1、青海共和盆地干热岩赋存地质特征及开发潜力
作者:张盛生,张磊,田成成,蔡敬寿,唐保蠢 摘要:青海共和盆地贮藏有丰富的干热岩地热资源。为提升共和盆地干热岩地热资源成因的理论认识,进一步推动干热岩资源的勘探,文章从共和盆地干热岩热源机制、盖层条件、储层特征等方面对共和盆地干热岩资源成因件进行了全面分析。首先,结合区域地质构造分析、地热地质调查、地球物理(航磁、地震)解译等手段,在共和盆地恰卜恰岩体内实施了4口深度为2927~3705 m的干热岩勘查孔,并在3705 m处钻获236℃的优质干热岩资源,为中国非现代火山区干热岩地热资源勘探的首个重大突破。其次,系统测试了钻孔不同深度花岗岩放射性,结果表明,共和盆地花岗岩体铀、钍、钾放射性含量略高于大地背景值,放射性生热率较低,对干热岩热源的贡献小,其热源可能来自壳内熔融体。第三,基于地质资料分析和航磁解译,圈定了共和盆地总体面积约1. 4×104km2的潜在干热岩分布区。最后,采用体积法评估了共和盆地干热岩资源潜力,结果表明,共和盆地3. 0~6. 0 km深度范围保守的、静态干热岩资源总量为8974. 74×1018J,换算标准煤可达3066. 19×108t,具有广阔的开发利用前景。
来源期刊:地质力学学报,2019年4期,核心期刊 恰卜恰东西向地热地质剖面图
2、云南腾冲热海高温地热水中汞的地球化学异常及其指示意义 作者:郭清海,吴启帆 摘要:汞是环境中典型有害组分,深部地热系统可能是环境中汞的重要来源之一,但当前地热成因汞的研究程度很低。本文以腾冲火山带热海水热区为研究区,开展了热泉中汞的水文地球化学研究。热海水热区内排泄的中性热泉含有异常高浓度的汞,但酸性热泉则绝大多数未检出汞。热海热泉中的汞与典型的岩浆来源组分氯相同,均主要来源于岩浆流体的混合。在中性热泉中,Hg(II)是汞的占优势地位的价态,Hg2+与不同形态硫化物的配合则是决定Hg(II)的形态分布的直接因素,但pH可通过控制水中硫化物的形态分布来影响Hg(II)的形态分布。Hg(II)不易挥发,故中性热泉中汞含量普遍较高;但酸性热泉中的汞受泉口氧化还原电位较高的影响,以Hg(0)为主要价态,且因Hg(0)易挥发而导致总汞含量极低。就中性热泉而言,其汞含量对水热区断裂分布有重要指示作用,原因为沿不同断裂上升的中性地热水经历的冷却方式不同,最终导致热泉汞含量也表现出显著差异。热泉汞含量对水热系统结构研究有借鉴意义。
来源期刊:地学前缘,2019年网络首发,EI 中性热泉中汞含量空间分布及其与断裂的关系
3、西藏东南缘地热泉华的地球化学特征和成因 作者:陆艺,苏金宝,谭红兵,许鹏,陈振坤 摘要:青藏高原水热活动强烈,热泉分布广泛,泉华常伴随水热活动沉积,其中富含大量矿产资源。泉华的矿物组成和微量元素特征可用来示踪地热矿源和循环演化的路径。西藏东南缘地热资源与中部差异较大,八宿和德达泉华的微量元素含量整体低于藏中(前者为上地壳的n×10-5~n×10倍,后者在n×10-3~n×103倍),其Li、Rb、Cs等元素含量更是低于藏中(前者低于后者数十倍甚至百倍)。出现这种差异的原因主要是地热水水源、冷热水混合比例、径流时间和循环深度的不同及基底的差异;八宿和德达泉华的稀土元素配分曲线为左倾型,藏中为右倾型,系地热水类型不同所致。八宿和德达地区的地表水沿深大断裂下渗受地温梯度和深部部分熔融层的循环加热,温度升高形成地热水,最终出露地表沉积形成泉华。 来源期刊:矿物岩石地球化学通报,2019年网络首发,核心期刊 区域地质背景:1-断裂,2-喜马拉雅山,3-前人数据样点,4-本次采样点,5-喜马拉雅地体,6-拉萨地体,7-羌塘地体,8-松潘-甘孜地体 4、郯庐断裂带是热异常带吗:来自断裂带南段热流的约束 作者:王一波,胡圣标,聂栋刚,张克松,姜光政,王朱亭 摘要:郯庐断裂带是东亚最重要的断裂之一,在构造地质、岩石矿物、地震分布等领域得到了广泛的关注,然而少有针对郯庐断裂带地热学的研究.本文作者对郯庐断裂带南段7口钻井进行了系统测温,采用光学扫描法测试了6口钻井的142块岩心和13块露头样品的热导率,获得了6个高质量的热流数据.结合已发表的热流和地震剖面资料,我们获得了郯庐断裂带南段的岩石圈结构.研究表明,郯庐断裂带南段现今地温梯度从南到北有增大的趋势,介于21.8~30.3℃·km-1.大地热流值介于44.0~81.7mW·m-2,平均61.4±10.8mW·m-2,表现为正常大地热流的特征,并非热异常带.最大热流值出现在庐枞盆地的大陆科学钻探井ZK03处,上地壳浅部极高的生热层很可能是高热流的主要因素.沿郯庐断裂南段地震带浅源地震发震带的底界和350℃等温面耦合较好,指示了深部结构的差异.
来源期刊:地球物理学报,2019年8期,EI ZK03岩性、温度、地温梯度和热流随深度变化图
5、带状热储地热田的地球物理场特征——以湖南省热水圩地热田为例 作者:赵宝峰,汪启年,官大维 摘要:湖南省热水圩地热田是东南沿海地区温度最高、储量最大的地热田之一,热储形态为带状。为分析该热田的资源分布规律,指导类似地区的勘探,在区内布置了高精度重磁测量及可控源音频大地电磁测量(CSAMT)工作,构建了区内断裂系统,分析了优良热储位置的地球物理场特征,取得以下认识:①区内发育两组4个方向断裂,第一组为早期形成相互垂直的NNE和NWW向断裂,第二组为晚期形成夹角约75°近NS和NEE向断裂;②优良热储位于NWW向断裂F4和近NS向断裂F7交汇带附近,地球物理场显示为剩余重力场低值区与高值区的边界,磁性低异常与高异常的边界,电法剖面上的垂向电性低阻带。
来源期刊:物探与化探,2019年4期,核心期刊 可控源音频大地电磁测量剖面与地质解释
6、大地电磁测深法在银川盆地地热资源调查评价中的应用 作者:朱怀亮,胥博文,刘志龙,石峰,辛玉齐,曹学刚,程国强 摘要:为进行地热资源调查,以银川盆地西部斜坡区为研究对象,通过2条大地电磁测深剖面51个测点的二维偏离度、构造走向等进行分析和计算,并采用非线性共轭梯度二维反演方法对TM模式的数据进行反演,获得了大地电磁测深剖面二维反演电阻率模型。反演结果表明,研究区4 km以浅电性结构单元可分为三层,分别为低阻层—中高阻层—低阻层,推断研究区自上而下依次为第四系、古近系—新近系和奥陶系。根据区域地热地质资料,研究区内最为有利的热储层为新近系红柳沟组,其次为古近系清水营组和新近系干河沟组。通过本次大地电磁测深调查,圈定了研究区有利地热资源储藏范围,证实了大地电磁测深法在沉积盆地地热资源勘查中具有一定的适用性。 来源期刊:物探与化探,2019年4期,核心期刊 L1(a)、L2(b)反演电阻率断面及其地质解释 7、武汉城市圈岩溶热储水化学特征及水——岩作用研究 作者:牛俊强,范威,郭昆 摘要:根据武汉城市圈岩溶热储地热田的地下热水水化学数据,总结了岩溶热水的水化学类型,分析了岩溶热水中主要组分随温度的变化特征,重点研究了水—岩作用程度和作用时间的关系,系统分析了热水中主要离子的水化学作用过程。研究结果表明,热水中主要组分含量受温度和水岩作用过程控制,TDS含量随水岩作用时间的增加而增加,随着TDS含量的增加,水岩作用受碳酸盐溶解控制逐渐转变为受硫酸盐溶解控制,高TDS时,盐岩溶解作用加强;浪口、五洪山、蛇屋山地热田属同一个岩溶水流系统,汤池地热田、马口地热井属同一个水流系统,其他地热田属各自独立的水流系统。
来源期刊:物探与化探,2019年4期,核心期刊 岩溶热水与冷泉水三线图 国外地热
1、Buiding a Geothermal Future on a Sedimentary Foundation 沉积盆地地热资源前景 作者:John Holbrook 摘要:首先,由于热电转换的新技术,现在可以从沉积盆地中开采传统的地热资源。大多数传统地热资源利用闪蒸汽动力,需要非常高的热量,高温地热资源在沉积盆地中是罕见的。新兴的朗肯循环发电机能够经济开发温度低于200℃的流体,这种地热资源在沉积盆地中更常见。其次,依靠沉积盆地大流量地热井来进行区域供暖的项目已经开始启动并在未来有望扩展。第三,地球是一个很好的电池,地热能和太阳能的耦合是一个较好的解决方案,在沉积盆地深处可以注入太阳能加热的热水转换为地热能,可以减少太阳能在非需求时段的损失。以上三点均说明了沉积盆地地热研究正在兴起。 来源期刊:AAPG年会多媒体,2019年5月 美国大地热流分布图 2、Geothermal and Electric Power Analysis of Horizontal Oil Well Fileds Williston Basin,North Dakota,USA 美国Williston盆地页岩油水平井地热资源发电潜力分析
作者:Will Gosnold,Sidike Abudureyimu,Irina Tsiryapkina,Dongmei Wang and Mark Ballesteros
摘要:沉积盆地中深层温度通常介于90ºC~150ºC,双工质发电转换系统的效率很低,一般为6%,近年来技术进步使得系统效率接近14%。油田地热开发强调利用现有的基础设施,并把重点放在联合生产或通过将经济效益不高的油气井改为地热开发井。虽然技术上可行,由于必须要保证有足够的流体使得这两个方案都面临着挑战。然而,在多井平台上的水平加密钻井和双工质系统利用总的油和水流量可以解决这个问题。为了验证这个方法的有效性,分析了威利斯顿盆地的两个小型和两个大型Bakken页岩油田的发电潜力。
来源期刊:AAPG年会多媒体,2019年4月 地质背景图
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