河南省地热资源概况及开发利用区划探讨

河南省地热资源较为丰富,经估算,全省埋深4 000 m以浅新生界热储层地热可开采热水总量为26 844.90×10⁴ m³/a、可利用热能总量为32 413.61×10¹² J/a,折合标准煤1 107 737.50 t/a。地热类型可分为沉降盆地传导型、隆起山地对流型和对流—传导混合型,热源主要来自现代活动性大断裂沟通深部幔源岩浆热及沿断裂破碎带产生的机械摩擦热,水源主要为大气降水,成因模式为深循环。基于河南省地热资源赋存条件,选取地热勘查区划、开采潜力模数、黄河高质量发展区、冬季清洁供暖城市、旅游发展规划、乡村振兴规划、地热规模化利用7个因子,运用AHP法进行地热开发利用区划,按优先开发区、鼓励开发区、限量开发区、暂缓开发区四级进行区划,指导全省地热合理利用,以响应习近平生态文明思想与生态文明建设理论。     

煤-热共采模式下矿井地热水开采及智能调度技术研究

为响应我国“碳达峰、碳中和”战略目标,实现能源绿色清洁转型,开发深部矿井地热资源具有重要意义。以平煤十矿为背景,利用热储体积法,评价了矿区地热水开发潜力,结果显示矿区地热水蕴藏热能7.63×10¹⁷ J,折合标煤26.1 Mt,动态地热流体可采量折合标煤1.01 Mt/a,具有较高开发潜力。基于此,在煤-热共采理论及框架的基础上,提出了矿井地热水开采方法,并提出了一种基于地面热负荷的地热水开采智能调度技术。通过计算矿区热负荷,设计了矿井地热水开采方案,并进行了现场工业性实验。实验结果表明,开发利用矿井地热水可满足平煤十矿矿区17万m²的冬季供暖及7 000余名职工日常洗浴,同时可减少燃煤约10 327 t/a,折合CO₂排放量2.69×10⁴ t/a,为企业带来693.8万元的经济效益。因此,深部矿井地热水开采具有良好的安全效益、经济效益、社会效益与环境效益,可为我国“双碳”目标的实现贡献力量。     

焦作—商丘断裂永城段地热资源评价

焦作—商丘断裂是长期活动壳断裂，垂直落差1 000～2 000 m，具有良好的地热地质条件及热储层。焦作—商丘断裂永城段区域为了使用地热这种优质的可再生资源，对该区域的地质背景、地热地质条件、热储赋存条件进行了分析与研究，分析了该区具有经济价值的下古生界寒武—奥陶系岩溶裂隙热储层的赋存特征。结合水文地质资料，对发育良好、水量丰富、埋深适中、具有开发利用价值的寒武—奥陶系热储层的地热资源量进行了计算，并对区域地热资源的开发利用及节能减排进行了评价。     

黄河流域（济阳段）地热资源在乡村振兴中的应用研究

黄河流域生态保护和高质量发展是国家重大战略。为了助力乡村振兴,促进当地地热资源可持续开发利用,依托黄河流域(济阳段)地热资源调查项目,查明了研究区地热地质条件、热储特征、地热流体特征;在非回灌条件下采用降压试验的方法估算了DS-1井在降深50 m时,可开采量为819.66 m³/d,采用热储法估算地热资源量为1.14×10¹⁹ J。研究区地热资源储量丰富,但开发利用程度较低,已利用地热井主要用于供暖、养殖、洗浴等,利用方式单一。针对研究区内地热资源应用问题,提出了合理化建议：结合济阳区乡村振兴发展规划,在济阳垛石慢城综合体建设中,DS-1井可直接用于“地热+供暖”;研究区内地热水富含多种矿物质,可利用于“地热+温泉康养”;将研究区内地热资源与其他清洁能源有机整合,打造“地热+”绿色发展模式,因地制宜建设“地热+综合能源体系”。研究区内地热资源丰富、医疗价值高、开发利用前景广阔,可以从地热供暖、康养洗浴、农业养殖、温泉旅游、生态保护等多方面精准服务于垛石街道“生态+”的乡村振兴模式。     

广东省湛江市地热田特征及开发利用建议

湛江市地热田为水热型地热田,其热储呈水平层状分布,共有3个热储层。通过对广东省湛江市地热田的地质背景、地热地质条件、热储赋存条件的分析研究,阐述了该区的热储赋存特征,对热储层的地热资源量进行了计算,并对本区地热资源的开发利用提出建议。     

韩城地区中深层岩溶地热资源热储特征及潜力评价

韩城地区地热资源丰富,具有得天独厚的地热地质优势,特别是在中深层岩溶地热水方面,呈面状分布,属中低温热矿水,具备"水量大、水位浅、水温高、易回灌"等优势。为合理开发利用地热资源,通过介绍韩城地区地热资源分布状况及开发利用现状,总结了地热地质条件,分析韩城地区岩溶地热水热储特征,估算了岩溶地热资源储量,对该区地热资源开发利用发展趋势作了预测。分析认为,后期开发利用阶段应加强物探勘查和地质评价工作,且地热水水温受奥陶系灰岩热储层埋藏深度控制,地热井水矿化度符合医疗用热矿水资源的要求。通过对研究区域中深层岩溶地热资源进行评价分析,可以为该区综合利用开发研究区地热资源提供地质依据。     

新安矿区二1煤煤层气分布特征及资源潜力

以新安矿区二₁煤层为研究对象,基于区内煤田地质勘查、煤炭资源开发资料,结合区内煤矿井观察,分析了煤储层和煤层气分布特征,估算煤层气总资源量347.80×10⁸ m³,资源丰度0.614 4×10⁸ m³/km²。选取地质构造、埋深、煤厚、渗透率、储层压力、资源丰度6个要素对该区煤层气资源潜力进行评价,综合评价认为KD₁、KD₃属较有利区,其他属潜力区。     

韦二煤矿煤储层物性特征及煤层气资源前景

依据韦州矿区煤炭勘探煤层资料、煤层气参数井获取的储层资料，通过对煤层气开发地质信息的有效提取，对韦二煤矿煤储层物性进行深入分析、研究，对煤层气资源量进行了计算，并采用数模方法预测了煤层气抽采率，确定了地面煤层气抽采相对有利区。研究认为:区内煤层含气性整体偏低，煤层甲烷含量在0.20～11.73 m³/t，气含量高值区仅出现在部分煤层、局部区域。多期次构造运动致使裂隙发育复杂化，硬度变小，煤体结构多为碎粒—糜棱结构，渗透率降低。主要可采煤层煤层气资源量为5.55×10⁸ m³，资源丰度为1.51×10⁸ m³/km²，属中等丰度、小型煤层气藏。各煤层煤层气采收率较低，约为15%，可采潜力较差。资源量在煤层分布上相对集中，12、14、15煤层气含量4 m³/t以上重叠区域为煤层气地面抽采相对有利区块。     

煤-热共采模式下地热水非常规开采数值模拟研究

在我国“碳达峰、碳中和”时代背景下，开展矿井地热水资源开发利用实现煤-热共采的研究具有重要战略意义。然而，目前煤-热共采技术尚不成熟，针对矿井地热水抽采的研究还需进一步补充。因此，基于煤-热共采理论及技术框架，提出了一种地热水井下非常规开采方法。分析了矿区热储形成机制，采用热储体积法对矿区地热水资源量进行了估算，评价了矿井地热水开发潜力。同时，数值模拟了地热水非常规开采模式下的热储温度场及生产井水温变化。分析了生产井群参数对热储层温度场及生产井水温的影响，并与常规地热水生产方法进行了对比。最后，讨论了矿井地热水开采利用所产生的社会、经济效益。结果显示：(1)矿区地热水静态可采量为1.14×10¹⁷ J,折合标煤3.9 Mt。动态可采量为2.95×10¹⁶ J/a,折合标煤1.01 Mt/a。(2)生产井水温受回灌水温的影响较大，与回灌方式的关系不大，且回灌水温对生产井水温的影响主要体现在生产后期。(3)随着生产速率的增加，生产井群热突破时间提前，且在热突破点之后的温降速率加快。(4)均衡生产对生产井的服务年限具有有益作用。(5)通过调整非常规...     

开封凹陷区深层地热资源评价

为推动清洁能源的开发利用,减少碳排放,服务国家清洁取暖试点城市建设,以开封市区为例,评价分析了开封凹陷区深层地热资源。根据研究区内存在的开封断裂和祥符—刘店断裂,把研究区切割为4个区块进行研究,计算得出,新生界热储储存热水资源总量为107.47×10 10 m 3;地热储存热量为439.90×10 18 J。根据《地热资源地质勘查规范》（GB 11615—2010）对地热田规模的划分,得出3个大型地热田,分别为新近系明化镇组热储、新近系馆陶组热储和古近系热储。研究确保地热能安全可持续开发利用,推进清洁能源开发利用进程;可为后期城市发展规划和建设项目布井方案（采灌井比、采灌井间距）提供地热能源利用技术依据。     

对流型地热区二氧化硅地热温标的应用研究

热储温度是评价地热资源不可或缺的参数,对于地热资源合理开发利用具有非常重要的意义。地热温标是确定深部热储温度的一种简单实用的方法。二氧化硅地热温标是应用最早也是最常用的地热温标,其应用的前提是地热流体在上行冷却过程中不发生混合（稀释）和沉淀,但对流型地热区深部高温地热流体在上涌过程中不同程度的与浅部冷水进行混合或稀释,所采水样是不同程度稀释的热冷混合水,采用二氧化硅地热温标公式计算出来的结果通常偏低,不能真正代表深部热储的温度,必须进行修正。常用的修正方法计算繁琐,可操作性和代表性差。根据五龙口地热区69组水样的SiO2含量和水温的统计分析,修正计算得出较可靠且具有代表性的深部热储温度和SiO2含量及热冷水混合比。该方法快捷实用,可供类似地热区热储温度预测时参考。     

鄂东罗田县典型地热田水文地球化学特征及相关性

鄂东罗田县地热资源丰富，发育多处地热田，但对各地热田的系统性研究不足。选取该县4处典型地热田，通过分析地热流体的水化学、C-H-O同位素特征，探讨地热流体的成因和各地热田的相关性。结果表明，区内地热流体属蒸汽型水，水化学类型主要为SO₄-Na·Ca型和SO₄-Ca·Na型；硅焓模型估算地热流体热储温度为144～195℃,冷水混入比例为66.6%～76.3%;C-H-O同位素组成指示地热流体由大气降水补给，年龄为4 490～10 290 a BP。综合分析认为，区内地热田主要受控于区域性NE向断裂，自东北向西南(白庙河→姚家嘴→许家冲/三里畈地热田),总体表现出地热流体的径流距离、Cl^-与Na⁺浓度、热储温度、化学平衡程度等逐渐升高的特征，推断白庙河、姚家嘴、许家冲地热田属同一地热系统(东安河地热系统)。研究成果对东安河地热系统乃至更大区域的地热资源勘查工作具有指导意义。     

湖北省南漳县九集地热水文地球化学特征及成因浅析

九集地热为湖北襄阳地区发现的首个中深层地热。从地热水化学特征、微量元素和同位素特征分析入手，结合区域地质及水文地质条件，探讨地热流体水文地球化学特征及形成过程，初步分析地热成因。结果表明，该区地热流体类型为HCO₃-Ca·Mg型水，热储环境较为开放，热储温度为59.5℃,地热流体循环深度为2 167.65 m;地热流体由大气降水经深部循环，受大地热流和深大断裂沟通的热对流作用形成；该地热属低温地热，兼具断裂构造型和地温增温型地热。研究结果对襄阳地区同类型中深层地热资源的勘探开发具有一定的指导和借鉴作用。     

新乡市平原示范区地热资源地质特征及开发利用研究

新乡市平原示范区独特的自然地理条件和地质环境条件,赋存了丰富的地热资源。研究了新乡市平原示范区地热资源地质特征,研究区属于中牟凹陷地热区,主要热储层为新近系明化镇组半固结碎屑岩孔隙裂隙热储层、新近系馆陶组半固结碎屑岩孔隙裂隙热储层、古近系半固结碎屑岩孔隙裂隙热储层,地热类型为层状分布的盆地型地热,地温场类型为地层热传导型,区内断裂无显著导热、导水特征,地温场以地层传导型为主,地温梯度在2.33～3.02℃/hm。并分析了开发利用情况,根据研究区开发利用潜力,为平原示范区建设绿色低碳城市提供地下清洁能源开发利用技术。     

牛驼镇凸起区干热岩地热资源赋存分布特征及开发利用前景

综合分析研究牛驼镇凸起区大地热流值的分布、莫霍面深度、重磁特征和相关测温资料后,发现牛驼镇凸起区赋存的干热岩地热资源具有开发利用的价值。另外,对以往钻孔测温资料的整理研究发现,牛驼镇凸起区新生界地温梯度值介于3～13 ℃/hm,地温异常区面积达617.86 km²,利用经验公式T（z）＝T₀＋q₀Z/K－AZ²/2K,预测在-4 000 m水平地温最高可达200 ℃,在此基础上,采用体积法资源量估算公式Q=ρ×C_ρ×V×（T-T₀）,按30％的估算系数计算,标高在-3 500～-4 000 m可预获干热岩地热资源量（热能）0.99×10¹⁹ J,折合标准煤3.39亿t。并对牛驼镇凸起区干热岩资源的开发利用前景进行了评价和建议。     

豫西某地热井油层封堵处理措施

随着地热资源开发深度和广度的不断增加，地热成井的风险越来越大^[1]。豫西某地热普查井位于汾渭大型地堑盆地的东南缘，设计井深1600 m,实际1651 m套管完井，钻遇地层为第四系、新近系及古近系地层。取热热储为新近系、古近系碎屑岩类孔隙裂隙热储，含水层下入同径梯形丝滤水管。该井在洗井抽水过程中发现地层冒油。根据物探测井曲线分析及周边地热井调研，初步分析油层位于1530 m和1580 m两处各2 m的地层。本文介绍了通过黏土球临时封闭及水泥永久封堵油层达到地热井交井条件及空压机、泥浆泵和封隔器联合洗井的工艺措施，使出水量和出口水温分别由40 m³/h和46℃增加到51.0 m³/h和54℃的满意效果的。     

唐口煤矿地热资源开发及利用研究

为了对山东唐口煤矿矿井深部地热资源进行利用,根据唐口煤矿矿区地质资料和水文钻孔资料,对矿区奥陶系地热资源形成原因和赋存状况进行调查,提出了一种利用矿井原有井巷工程进行矿井地热水开采的模型,根据矿区多种余热资源的赋存情况,提出了矿山地热资源综合利用方案。研究结果表明:在上覆厚盖层和区内大断裂的影响下,唐口矿区地热资源主要赋存于矿区南部的奥陶系地层,储层地热水平均水温44℃,地热水具有腐蚀性但不易结垢;在矿区南部井下硐室钻凿地热井,设计同层两采一灌钻井,抽采的地热水经管道运输至井上,在地面换热站实现集中换热,可满足3 000m~3/d的热水供应;矿区热储层地热资源总量为5.02×10~(17)J,并结合矿区矿井排水、矿井回风、矿区生活用水中的可利用热源,可实现日功率为12.45 MW的热量供应。矿井地热资源的开发利用,可以达到节能减排和保护矿区环境的目的,为我国矿山地热发展和绿色矿山建设提供新思路。     

高阳县地热资源评价

通过对高阳地热田的地层与地质构造背景、地热地质条件以及热储层埋藏条件的研究和分析,阐述了研究区热储层主要为新近系明化镇组孔隙热储层、馆陶组孔隙热储层和基岩裂隙岩溶热储层。通过热储法将3个热储层的地热资源量和可开采量进行了计算,高阳县地热资源总量3.400×10~(19)J,可采地热资源量1.933×10~(19)J。初步摸清了高阳县地热资源量,为今后高阳地热田地热资源合理开发利用提供了重要的依据。     

河南省中深层地热地质特征、靶区选择及物探工程设计

河南省地热资源丰富,分析了通许凸起鄢陵段和李口向斜凹陷区地热2个研究区地热地质特征,主要为地温场特征、热储特征以及地热流体特征,得出研究区地温梯度较高区,导水构造多,具有丰富的地热资源。并分析了2个研究区的靶区选择和物探工程设计。研究可为实现河南省调整优化能源结构、治理大气污染、发展低碳经济的战略目标提供政策与技术支撑,服务河南省生态环境保护与高质量发展,意义重大。     

纳雍县董地地热资源赋存规律研究

通过对毕节市纳雍县董地乡及附近地热地质条件的综合研究,认为区内董地背斜具有良好的储热蓄水性能,地热流体资源主要赋存于第一储集单元热储含水层中,且区内东西向发育的董地断层及其次级断层为左行走滑断层并伴随上扬趋势,在上扬过程中与浅层的断层带及裂隙连接在一起构成网状破碎带,构成了该区地下流体资源运移与储存的有利通道和赋存空间,地热流体资源形成及赋存条件相对较好。因此。区内在断裂和褶皱构造复合区域,是地热流体富集的最佳部位,具有循环径流深、水温较高、流量丰富的特点;对后期区内地热资源继续勘查提供借鉴。