辽宁地热资源与开采潜力研究

辽宁省地热田点的出露与分布受E-W、NE-NNE、NW向断裂构造控制,目前主要集中分布在丹东-岫岩-安波、鞍山-本溪、熊岳-龙门汤、锦州-兴城-绥中、盘锦、凌源等地.地下热水根据形成类型可分为断裂型、断裂与基底隆起型、沉积盆地基底断裂型、深部构造地热异常型、非地热异常型;按赋存条件可分为孔隙次生热水、基岩裂隙溶隙热水和碎屑岩类裂隙孔隙热水3种类型.热源主要来自地幔对流热及放射性元素蜕变热.地下热水主要受大气降水补给,其温度的高低与循环速度及深度有关.地热资源主要用于医疗保健、民用采暖、养殖以及旅游、健身、娱乐等方面,已取得较好的经济效益和社会效益,有31个地热田点得到不同程度的开发,但总的开发量不足总资源量的1%,低温地热的资源量十分巨大,具有极大的开发潜力.随着经济技术条件的不断发展,大城市、经济发达地区的非地热异常型地热开发将会有快速的发展,2000m将成为非地热异常区的主要开发深度.     

基于测井资料的共和盆地贵德扎仓地热田热储特征分析

青海共和盆地东部的贵德次盆扎仓地区发育复合型高温地热资源,先后施工完成的ZR1井3000 m裂隙型热储测温151.34℃, ZR2井4600 m干热岩热储测温214℃,展现共和盆地良好的地热资源潜力。本文首次报道ZR2井全井常规与特殊测井数据,评价了扎仓沟花岗岩热储的孔隙度、体积密度、岩石生热率、岩石力学、地应力等关键参数,结果显示:ZR2井温测井显示4 092.8 m温度达到180℃, 4602 m深度井温214℃;利用电成像测井识别出两段裂缝集中发育带,分别为4210—4220m和4310—4320m,并对全孔段裂缝的产状进行了统计分析;利用井壁崩落和三井径法,计算该钻孔现今最大主应力方向为近南北向;共解释岩性破碎地层(疑似含水)21.4 m/2层,岩性较完整地层70.4 m/7层,岩性完整地层376.1 m/27层,高放射性地层7.6 m/2层。热储测井解释结果为系统评价热储和开发利用提供参考。     

我国陆区干热岩资源潜力估算

干热岩是一种清洁的可再生地热资源,在过去40年里,干热岩的利用技术日趋成熟,显现出了巨大的利用价值。我国陆区面积广阔且地处三大板块交界处,具有良好的干热岩赋存背景。本文在对我国陆区大地热流、不同深度岩石热导率、岩石生热率以及放射性元素集中层的厚度分析的基础上,利用根据浅部测温资料向地壳深部外推的方法,对我国陆区不同深度温度进行了估算,在此基础上利用体积法对我国陆区3.0～10.0km深处的干热岩资源量进行了估算,结果显示,我国大陆3.0～10.0km深处干热岩资源总计为2.5×1025J,相当于860万亿吨标准煤,按2%的可开采资源量计算,相当于我国目前能源消耗总量的5200倍,其中,位于深度3.5～7.5km之间,温度介于150℃到250℃的干热岩储量巨大,约为6.3×106EJ,按2%的可开采储量计算,也将获得126000EJ的热能,相当于2010年我国能源消费总量的1320倍,开发利用前景巨大。     

青海锡铁山铅锌矿床矿石矿物包裹体特征及成矿的物理化学条件

本文对锡铁山铅锌矿床的矿石矿物包裹体进行了系统研究,查明早期火山喷发沉积成矿热液和火山作用期后主要成矿热液的温度、压力、含盐度、密度、化学成分以及它们的差异;还探讨了主要成矿热液在成矿过程中的不混溶作用以及物理化学条件的演变。火山喷发沉积成矿热液温度110-140℃,含盐度0.85％-5.1％;火山作用期后热液成矿流体温度137-360℃,含盐度33-34.7％,压力260-470b,相当于2000-3000m深处,形成具火山喷气沉积、热液叠加改造型块状硫化物多金属矿床。     

青海锡铁山铅锌矿床矿石矿物包裹体特征及成矿的物理化学条件

本文对锡铁山铅锌矿床的矿石矿物包裹体进行了系统研究,查明早期火山喷发沉积或矿热液和火山作用期后主要成矿热液的温度、压力、含盐度、密度、化学成分以及它们的差异,还探讨了主要成矿热液在成矿过程中的不混溶作用以及物理化学条件的演变。火山喷发沉积成矿热液温度110-140℃,含盐度0.85％-5.1％;火山作用期后热液成矿流体温度137-360℃,含盐度33-34.7％,压力260-470b,相当于2000-3000m深处,形成具火山喷气沉积,热液叠加改造型块状硫化物多金属矿床。     

基于水化学及稳定同位素的西藏察雅地下热水成因研究

西藏察雅分布有两处地下热水,其中娘曲热水流量达23 356 m ³/d,温度达36 ℃,掌握其成因以及地下水循环模式对铁路隧道的规划建设具有重要意义。为查明地下热水水化学特征及其成因模式,采用同位素水文地球化学方法进行研究。结果表明:两处地下热水主要阳离子为Ca ²⁺和Mg ²⁺,主要阴离子为SO₄^2-和HCO₃^-,溶解性总固体含量为1 255~2 051 mg/L,水化学类型分别为SO₄·HCO₃-Ca·Mg型和SO₄-Ca·Mg型。氢氧同位素分析结果表明,地下热水补给来源主要为大气降水,并具有 ¹⁸O漂移现象,反映了热水与围岩的氧同位素交换效应。地下热水的补给高程为4 146~4 185 m,热储温度为53.1~61.0 ℃,循环深度为1 409~2 020 m。其成因模式为:地下水在东北部高山区接收大气降水入渗补给,沿岩溶裂隙管道径流,经深循环获得大地热流加热,受构造及岩层阻水影响沿断层上升,在上升过程中与份额达0.79~0.91的浅层地下水混合,于沟谷等地势切割处出露成泉。综合水文地质条件与隧道位置分析,隧道穿越的两处岩溶富水条带,东部岩溶富水区对隧道突涌水威胁较小;西部岩溶富水区对隧道存在构造岩溶水高压突涌水风险,后期应注意防范。     

利津干热岩型地热资源调查评价关键技术研究

干热岩型地热资源是储量大、用途广的新型、可再生绿色能源,对其进行调查评价意义重大。本次从区域干热岩靶区选址、物探、钻探、岩芯取样测试、综合测井、抽注水试验、目的层压裂、热储评价等方面,系统地总结分析了干热岩型地热资源调查评价中涉及的关键技术。同时以利津干热岩GRY1孔进行说明,结果表明：虽然其天然裂隙率及渗透性较差,但经水力压裂后其渗透系数有大幅提高,压裂模式属于人工高压+天然裂隙复合压裂模式,在可控的孔口压力下能获得较大的注入水量,有利于干热岩资源的开发利用;干热岩做压裂试验时应选取天然裂隙发育段作为压裂试验的目的层,陈庄潜凸起区内埋深5000m范围内干热岩蕴藏的热资源量为2. 654×10↑20J,折合标准煤90. 21亿t;可利用资源量为5. 29×10↑18J,折合标准煤1. 804亿t。该研究对干热岩勘查开发工程场地选址、调查评价等方面具有一定指导意义。     

我国发展增强型地热开采技术所面临的机遇与挑战

介绍了增强型地热系统(EGS)的技术原理及增强型地热资源所具有的分布广、对环境污染小、可循环利用等优点。阐述了我国干热岩地热资源前景广阔,大陆地区3~10km深度段干热岩地热资源总量为2.09×107EJ,按2%的可开采资源量计算,亦达4.2×105EJ,相当于14.3×103亿t标准煤,是中国大陆2010年能源消耗总量的4 400倍。以青海共和贵德盆地为例,该盆地干热岩储层的地温梯度为7℃/hm,井深3 000m温度可达200℃。根据典型干热岩储层特征,讨论了我国开展干热岩吸热系统存在的技术难题,并对开展相关研究给出了建议。     

张家口地下热水资源成因探讨

张家口地热资源丰富，通过对区内地热成矿机制，成矿规律的分析认为，以祁吕系为主的多构造体系复合部位控制了本区地下热水的形成与分布，本区地下热水是大气降水经深循环而成，经计算深循环的深度达为2600m，张家口南部地区有很多个热水异常点，是具有远景意义的地热区。     

兰州—民和盆地地下热水资源潜力评估

通过对兰州—民和盆地地热地质条件综合研究,首次提出热储的概念模型,即地壳深部供热—深大断裂导热—低热导率岩层聚热—侧向地下径流补水。首次明确圈定地下热水资源远景区4处,并采用定量的方法估算出4个远景区的静态可采地下热水资源量热值为6 75×1012KJ(相当于2302 66万吨标准煤的能量)。其中兰州七里河远景区和水登咸水河远景区分别占可采总量的16 24%和77 87%,二者的资源潜力相对较大,具备较好的经济技术开发条件。     

西安市临潼区渭水曲项1-1井储层特征与地热资源评价

渭水曲项1-1井位于关中盆地西安凹陷东部渭南断阶构造,揭露蓝田灞河组(N_(2l+b))、高陵群(N_(1gl))、白鹿塬组(E_(3b))以及红河组(E_(2h))四组储层;其中白鹿塬组孔隙度高(31.2%)、热水温度高(91.21℃),为本井最优质储水层,属新生界砂砾岩-砂岩孔隙裂隙层状传导型热储系统。渭水曲项1-1井100年内预计产热量2.35×10~(16)J,相当于标准煤1.35×10~6t,折合热能7.35MW。热水中,氟化物、砷、铜含量较高,不适宜作为饮用水、农田灌溉水和渔业用水。氟、偏硼酸、偏硅酸含量达到命名矿水浓度。     

兰州—民和盆地地下热水资源潜力评估

通过对兰州—民和盆地地热地质条件综合研究,首次提出热储的概念模型,即地壳深部供热—深大断裂导热—低热导率岩层聚热—侧向地下径流补水。首次明确圈定地下热水资源远景区4处,并采用定量的方法估算出4个远景区的静态可采地下热水资源量热值为6 75×1012KJ(相当于2302 66万吨标准煤的能量)。其中兰州七里河远景区和水登咸水河远景区分别占可采总量的16 24%和77 87%,二者的资源潜力相对较大,具备较好的经济技术开发条件。     

青海祁连山冻土区天然气水合物资源量的估算方法——以钻探区为例

祁连山冻土区天然气水合物DK-1、DK-2、DK-3、DK-4号钻孔揭示,该区天然气水合物及其异常主要产出于破碎岩层裂隙中和砂岩孔隙中,根据不同的赋存类型分别赋予具体地质含义,并运用体积法建立了2种产状天然气水合物资源量的计算方法。基于野外地质观测统计数据和室内分析测试结果,在钻探区约40×104m2的范围内,计算得到砂岩孔隙中的天然气水合物资源量约为6.24×104m3天然气,破碎岩层裂隙中的天然气水合物资源量约为88×104m3天然气,总的资源量约为94.2×104m3天然气。可以看出,钻探区中产于破碎岩层裂隙中的天然气水合物资源量是主体,这与钻探中肉眼观察的结果一致。     

岩质顺层边坡的平面滑移破坏机制分析

沿岩层层面的平面滑动破坏是顺层边坡发生最多、规模很大的一种破坏模式,根据其顺层滑移的力学机制将平面破坏分为滑移-拉裂型和水力驱动型两种类型。根据平面刚体模型,给出了滑移-拉裂型滑坡的失稳判据,即滑坡的条件为边坡高度要大于临界高度。地下水在顺层边坡后缘张裂隙和滑动面形成的渗流通道中运动时,对滑体将产生3个方面的力学作用：张裂隙静水压力、滑动面扬压力和拖曳力。根据水力-驱动型滑坡的计算分析表明,边坡后缘张裂隙充水高度直接决定了3种水压力的大小,当张裂隙充水高度达到临界值后,边坡在水压力作用下发生滑移破坏。     

试论贵州地下热水类型

贵州地下热水资源为低温及中低温地下热水,具有广泛的用途和开发价值.地下热水全属于板块内部地热区,分为地壳隆起地区和沉积盆地两个地质类型,按热储产出状态和热储岩层的结构构造特征分为若干类型.按地下热水系统的不同,分为循环型地下热水和封存型地下热水两大基本类型.     

青藏高原普若岗日冰原80m深冰层温度变化分析

2000年10月在普若岗日冰原海拔6000m处的80m深冰芯孔中,利用热敏电阻温度计测量了冰层温度.结果显示,所有温度曲线除2m深度以上表层温度已受到低温冷波强烈干扰开始转型外,主要曲线均表现为暖季型.最低冰温度-9.9℃,出现在12m深度处.以12m深度为界,上部冰层温度变幅大,下部冰温随深度增加基本呈直线型升高,温度梯度较上部小.观测期间,4m之上冰温随时间逐渐降低,其降幅随深度增加而逐渐减小.最大日降低幅度在0.m处达0.62℃,1m处为0.3℃,2m处为0.20℃.据冰层温度状况和气候条件,普若岗日冰原应属极大陆型冰川.     

矿山压力对底板破坏深度监测研究

目前肥城煤田6 1%的煤炭储量受底板奥陶系灰岩岩溶水威胁,采场底板破坏深度的监测是该煤田底板水害防治的重要内容,选择肥城煤田曹庄井田8煤层和9煤层开采作为监测对象,利用向底板岩层注水方法监测岩层破坏情况。利用专利产品“钻孔双端封堵测漏监测仪”,监测煤层采前的底板原始裂隙发育程度和采后矿山压力底板的破坏深度。监测结果表明,8煤层开采造成的底板破坏深度可达36.5m;9煤层开采底板破坏深度可达14.2m。      

雄安新区容城地热田热储空间结构及资源潜力

雄安新区地热条件优越,尤其是牛驼镇凸起和容城凸起具有多年的地热开发历史。容城地热田绝大部分地区适合地热的规模化开发,同时容城地区也是新区建设初期主要的规划开发区,地热资源在服务新区生态文明建设和清洁供暖方面具有重要的意义。容城地热田主要热储层包括新近系明化镇组孔隙型砂岩热储,寒武系、蓟县系以及长城系基岩热储。蓟县系为区域主要的热储层,埋深700～3000 m,厚度500～2000 m,热储温度50～98℃,具有水量大、水质好、储层易于回灌的特点;长城系热储在凸起中心部位仍具有较大的开采潜力,D14钻孔显示长城系热储单位涌水量达到2.6 m~3/h·m,井口水温63.7℃,可作为新区的后备资源。容城地热田按照主要热储层上部覆盖地层构造差异由西向东分别为西部斜坡区、中央隆起区、东部断陷区,由西向东热储开发潜力逐渐变大。本文通过热储法计算了容城地热田年地热可采资源量折合标准煤76.3万t;数值法模拟了水位下降不低于150 m,开采井温度下降小于2℃条件下,年地热可采资源量折合标准煤81.09万t,两者结果相近,评价结果可为容城地热资源规划开发提供参考。     

浅析吉林市圣德泉地热资源成因

吉林圣德泉生态园观光旅游区地处伊—舒地堑盆地中部,开发利用第三系砂岩-砂砾岩中的地下热水资源。该地区地热成因属于断裂构造和盆地增温复合型。目前大部分开采的地热田埋藏深度为950～2 000 m,储热层厚度200～300 m,日开采量200～300 m3,水温59～62℃,属于低温地下热水。     

南海北部天然气水合物富集特征及定量评价

为寻找有资源前景的高富集天然气水合物及水合物储层的精细刻画方法,利用南海6次钻探发现的高饱和度水合物层的测井、岩心和三维地震数据,分析水合物富集层测井与地震异常特征.发现:（1）不同饱和度的孔隙与裂隙充填型水合物层的测井和地震异常不同,裂隙充填型水合物层具有各向异性;（2）受高通量流体运移的影响,在粉砂沉积物的水合物稳定带底界附近能形成中等饱和度的水合物层,识别标志为稳定带内极性与海底一致的强振幅反射,而非BSR和振幅空白;（3）裂隙充填型中等饱和度水合物层在地震剖面上表现为地层上拱和弱-中等强度振幅反射.储层-疏导-气源的耦合控制着水合物的富集特征和分布,断层与流体运移控制着细粒粉砂质沉积物中水合物的富集与厚度.基于饱和度岩相的统计学反演,能识别3 m非水合物和低饱和度水合物层及空间分布.