太原盆地西温庄地热田地热地质条件分析

叙述了西温庄地热田所处区域的地质构造特征,分析了地热田盖层、热储层岩性及埋藏条件。以西温庄地热田XD-1供水井为例,对地热田的水化学特征、温度场特征进行了分析研究,推算了奥陶系中统岩溶含水层的热储层温度。证明了该地热田为适宜开采、经济的地温地热田。     

陕西省关中盆地东大地热田成因机制分析

东大地热田是关中盆地地热资源较为丰富的地区之一,阐述其成因模式对于可持续开发利用热水资源具有一定的指导意义。应用同位素水文地球化学方法,结合区域内地质构造条件,对地热田成因机制进行了系统研究,结果表明该地热田属于中低温对流型地热系统。补给来源于西南部秦岭山区大气降水,深层热水的补给高程下限为1320 m。地下热水经深循环在较大的大地热流背景值下被围岩加热,深层热储最高温度为110℃,热水最大循环深度为3120 m,循环周期约为14461 a。区域内地质构造复杂,处于多条不同方向活动断裂的交汇地带,为热水提供了良好的运移通道。热水在上涌的过程中会混有更多的当地冷水,由于上覆较厚第四系松散堆积物盖层,区域内形成地热异常。     

云南省宜良地热田基本特征研究及成因分析

对云南宜良盆地地热资源水文地质条件、热储层结构及地热田特征等分析研究,可将宜良地热田划分为3个相对独立的地热区,并对宜良地热田基本特征、形成机制、储集形式等规律进行探究,建立了宜良地热田热储概念模型,其成因模式为大气降水补给的断裂控热深循环型地热系统。研究区热储岩性主要为震旦系灯影组白云岩,为岩溶型层状热储,热储温度一般在43℃~55℃之间,埋藏深度一般在800~1200m。宜良断裂带为水热对流循环提供了良好的通道和储集空间,地下热水在震旦系灯影组岩溶含水层中富集,最终形成宜良地热田。     

东营凹陷地热田特征及成因机理研究

按照三级、四级大地构造单元,凸起、凹陷的界线、构造断裂带、地热异常的范围等,将鲁西北地热区划分为若干地热田;在参考鲁北地区馆陶组、东营组热储埋深、厚度、水化学类型、水量、水温等基础上,结合当地的地热规划、开发利用情况及行政区界等,将东营凹陷地热田进一步划分为5个地热区块;通过对东营凹陷地热田已有钻探资料和区域地热地质资料的研究,结合勘查项目研究成果,分析了地热田的埋藏条件、补径排条件、地温场及水文地球化学特征,阐述了地热田边界条件以及地热地质特征,东营凹陷地热田蕴藏着丰富的中低温地热资源,热流体为碎屑岩类裂隙孔隙承压水,矿化度较高,主要由周边山区大气降水入渗补给形成,并建立了地热田成因机理概念模型,为地热资源的合理开发利用提供了重要依据。     

青海省西宁地热田成因分析及资源评价

笔者通过对西宁地热田已有钻探资料和区域地热地质资料,结合近几年的勘查项目研究成果,分析了西宁地热田的埋藏条件、补径排条件、地温场及水文地球化学的特征,阐述了西宁地热田主要以大地热流为热源—低热导率岩层聚热—深循环逐渐加热受迫对流机制—构成控水控热,具有以盆地传导型面状热储为主,兼有断裂对流型带状热储特征.同时,采用热储法对西宁地热田地热资源量进行了评价,该地热田内热储中储存的热量9.343×1014kJ,利用平均布井法计算出该地热田每年开采热量为1.12×1012kJ,折合标准煤3.78×104t,按地热田规模分级为中型低温地热田.初步摸清了西宁地热田分布规律以及资源量,为西宁地热田地热资源合理开发利用提供了重要依据.     

北京小汤山地热田成因的探讨

小汤山位于北京市昌平县境内,小汤山镇附近出露着天然温泉,泉水温度约53℃。附近钻孔ZK13为51℃、ZK7为60℃、ZK9为40℃。该泉水对于多种疾病具有明显疗效,是疗养业发展的良好场所。     

苏北盆地老子山地热田成因模式

老子山地热田是苏北盆地的典型地热田之一,阐明其成因模式对于该地热田的进一步开发和热水资源的可持续利用具有一定的指导意义。基于大地热流测试和水文地球化学方法对其进行了系统研究。结果表明:该区大地热流背景值为63.9 mW/m²,地热水与浅层地下水和地表水之间在水化学和同位素组成上存在明显差异。经分析,该地热系统属于中低温对流型。其补给区位于距地热田南部约60 km处的盱眙－张八岭一带的丘陵地区,热储温度为73~120 ℃,循环深度为2 350~4 200 m,循环周期约为7 800 a,热水在区内NNE－SSW向与NW－SE向断裂的交汇处上涌,形成地热田。     

太原盆地西温庄隆起硫酸盐型岩溶热矿水成因研究

太原盆地是新生代断陷盆地, 盆地内受南北和东西多组断层控制形成了多个断垒、断块, 岩溶热矿水主要分布在三给地垒以南和田庄断裂以北的区域。岩溶热矿水的主力产水层为奥陶系的峰峰组和上、下马家沟组的碳酸盐岩储层。项目组采集了18个地热水样品, 同时收集了已有文献中的9个地热水和3个地下冷水的水化学数据。根据分析化验结果, 岩溶热矿水的水化学类型为SO₄-Ca ·Mg型。根据热矿水中的离子浓度关系和主要矿物的饱和度指数可以推断水化学类型主要受石膏层的影响。地下水溶滤过程中除了方解石与白云石溶解作用外, 石膏的溶解作用占主导地位。根据矿物饱和度指数, 石膏溶解产生过多Ca2+以及热矿水温度的升高还导致了方解石或者白云石更加饱和, 可能发生沉淀。西温庄隆起内的岩溶热矿水混合了古水, 年龄均大于20 000 a, 岩溶热储温度为72.6~91.1 ℃, 循环深度为2123~2663 m。长时间的水岩相互作用, 为热矿水的形成提供传导加热的时间和丰富的矿物质组分。西温庄隆起作为岩溶热矿水温度、TDS以及锶浓度的高值区, 是盆地内热矿水的汇水区, 同时也是区域热矿水条件最好的区域。TDS和Sr浓度升高趋势反映了地下水从补给区到盆地内排泄区明显的溶滤作用, 并且发生了由低TDS的HCO₃-Ca ·Mg型地下冷水往高TDS的SO₄-Ca ·Mg型岩溶热矿水的发展。     

北京市延庆地热田成因模式

通过对地热流体水化学、同位素以及热储岩石热物性测试,分析了延庆地热田大地热流特征、地热流体补给来源、年龄、循环深度以及热储温度等,从源、通、储和盖四方面系统总结了地热田成因。结果显示:延庆地热田属于由正常大地热流加热的非火山型地热系统,热田内大地热流值为75.6m W/m~2,地热流体补给来源于延庆西北部山区的大气降水。热田内三个主要热储中的地热流体年龄和循环深度存在一定区别。燕山期花岗岩、白垩系砂岩和蓟县系白云岩热储中地热水年龄分别为15～21ka、28ka、48ka。花岗岩和砂岩热储中地热流体循环深度约2500m。白云岩热储中流体循环深度为2900～3600m,热储温度分布范围为80.5～98.3℃,平均热储温度90.6℃。     

太原盆地岩溶热储地热资源评价

太原盆地断裂构造发育,地热资源丰富,是我国具有代表性的中低温地热田,故太原盆地地热资源的整体评价对其大规模的开发利用具有重要意义。以太原盆地构造演化分析、地震和电法等剖面解释、最新钻井测井解释成果为研究基础,以盆地二级构造单元为划分依据,采用"热储体积法"将太原盆地划分为8个地热田并作为评价单元。针对8个评价单元的寒武-奥陶系碳酸盐岩岩溶热储进行了精细评价。综合评价得出太原盆地碳酸盐岩岩溶热储具有热储盖层稳定、埋深浅、储集层段多、储量大等特点。表现为岩溶热储上覆盖层厚度400～2 000 m,储集层从老至新依次发育了奥陶系峰峰组、上马家沟组、下马家沟组、亮甲山组和寒武系凤山组、长山组6套主力含水层段。地温梯度一般为3～4℃/100 m之间,热储温度为30～80℃。在此基础上,根据地热田热储面积和厚度、热储温度、孔隙度、比热容和密度等参数,计算西温庄地热田地热资源量,得出太原盆地可采资源量13.84×10⁸ GJ,折合标煤4 721.9×10⁴ t,初步摸清了太原盆地的地热资源分布规律以及资源量。     

威海市七里汤地热田特征及其成因机制

为保护威海市七里汤地热温泉,笔者通过地热地质调查、地球物理勘查、地球化学勘查等方法探讨了七里汤地热田的水源、热源、地温场、聚热模式、水热运移通道等要素,建立了地热田成因概念模型,揭示了其成因机制。结果表明：①地热水水化学类型以SO4·HCO3–Ca·Na和HCO3–Na·Ca型水为主,水质动态较为稳定。②热水主要补给来源是大气降水,大气降水入渗后沿着横口–杨格庄深大断裂深循环到地下约为2276 m,水温加热至114.39℃左右,在断裂交汇处再沿着破碎带上涌溢出地表成泉。③入渗地下水沿着断裂构造带往深部运移过程中不断吸取围岩中的热量,地热田温泉成因类型为深循环–对流型。④七里汤等胶东温泉地热田均受断裂控制,地热异常区的面积不大,地热田规模小,虽然胶东温泉地热具有良好的开发市场前景,但必须控制开采,以免过量开采造成资源枯竭、热水温度下降。研究成果对威海地区地热资源开发利用有一定指导意义。     

地热田高地温异常成因机理及温度分布特征

在地热研究中地热田高地温的形成原因、为何地热田深部会出现低地温梯度等说法不一, 未有定论.本文对前人所提出的地温场影响因素逐一进行了分析, 采用地热场正演模拟手段, 对有异常热源供热-岩浆囊和无热源的热传导两种情况进行了研究.认为多数异常热源如岩浆囊, 相对于地质演化时间尺度而言, 其冷却速度较快, 并不能直接为地热田供热; 寻找地热田主要在浅部有一定厚度的好的热盖层和深部有高导层的区域进行; 构造运动所引起的物性-热传导性的横向不均匀性才是引起高地温场的主控因素; 地热田在垂向上温度随深度呈镜像倒影关系, 会呈现浅层地温高, 向深部地温梯度急剧减小, 直到"高导均化深度", 大量地热田温度实测结果说明了这一结论的正确性.     

Characteristics and Formation Mechanism of the Geothermal Field in the North China Downfaulted Basin

The geothermal field is mainly controlled by the regional tectonic framework characterized by alternationsof uplifted and depressed basement. and exhibits a similar zoned distribution of temperatures. In the upliftedarea the geothermal gradient (G) and terrestrial heat flow value(q) of the Cenozoic sedimentary cover are rela-tively high, with G=3.5-5.0℃/100m and q=63-84mW/m~2; whereas in the depressions they are rela-tively low, with G=2.7-3.5℃/100m and q=46-59mW/m~2. In the whole region, G=3.58℃/100m and q=61.5±13.4nW/m~2, indicating a comparatively high geothermal background and the presence of localgeothermal anomalies. A comparison of the results of mathematical simulation of the geothermal field with themeasured values shows a good agrecment between them. The geothermal difference between various tectonicunits is caused chiefly by the lateral and vertical variation of thermal properties of shallow crustal rocks. Thisphenomenon can be regarded as the result of redistribution of relatively uniform heat flows from the deep crustin the surficial part of the crust in the process of their upward conduction.     

临汾盆地曲沃地热田热储特征研究

临汾盆地曲沃地热田地热资源丰富,目前该区域地热以温泉洗浴为主,开发利用方式单一,缺少对地热田热储层特征的系统认识。为了进一步科学开发曲沃地热田,基于区域地质构造、实钻沉积地层、水化学分析等数据,对曲沃地热田地热地质条件进行综合分析,初步明确了地热田边界及储盖组合特征。利用取芯分析测试资料、测井解释成果对研究区热储层进行综合评价,结果显示:奥陶系上马家沟组厚度大、有效储层占比高,是曲沃地热田的优质储层,可作为地热供暖项目重点开发层位。     

洛阳盆地地热资源与龙门地热田的关系

龙门地热田的形成是其特殊地质构造制约地下水运动的结果，F1，F2为龙门地热田的控热构造，F41为地热田的导水构造，∈3为龙门地热储层，上覆数百米的二叠，三叠系则成为龙门地热田的盖层，龙门地热田之北邻洛阳盆地为凹陷区，但地温梯度却为3．1℃／100m，明显高于龙门及其它相邻地区，经对洛阳盆地地热背景及控热条件分析认为：延伸并隐伏于洛阳盆地中的龙门控热构造F1，F2断层，仍具有导热性质，F1，F2断层虽被F3错开，还仍具有导水作用，经F1，F2排入洛阳盆地的热水，不但提高了洛阳盆地的地温，而且也是洛阳盆地热储层，下第三系砂，砾岩含水层的主要补给水源，故根据龙门地热勘探情况，选择洛阳盆地的地热开发目标区应为F1构造带上和隐伏的北东向断裂带上，取水层段应为下第三系上部的断裂带附近。     

Multi-objective Optimization of Geothermal Extraction from the Enhanced Geothermal System in Qiabuqia Geothermal Field, Gonghe Basin

A geothermal demonstration exploitation area will be established in the Enhanced Geothermal System of the Qiabuqia field, Gonghe Basin, Qinghai–Xizang Plateau in China. Selection of operational parameters for geothermal field extraction is thus of great significance to realize the best production performance. A novel integrated method of finite element and multi-objective optimization has been employed to obtain the optimal scheme for thermal extraction from the Gonghe Basin. A thermal-hydraulic-mechanical coupling model (THM) is established to analyze the thermal performance. From this it has been found that there exists a contraction among different heat extraction indexes. Parametric study indicates that injection mass rate (Qin) is the most sensitive parameter to the heat extraction, followed by well spacing (WS) and injection temperature (Tin). The least sensitive parameter is production pressure (pout). The optimal combination of operational parameters acquired is such that (Tin, pout, Qin, WS) equals (72.72°C, 30.56 MPa, 18.32 kg/s, 327.82 m). Results indicate that the maximum electrical power is 1.41 MW for the optimal case over 20 years. The thermal break has been relieved and the pressure difference reduced by 8 MPa compared with the base case. The optimal case would extract 50% more energy than that of a previous case and the outcome will provide a remarkable reference for the construction of Gonghe project.     

河北牛驼镇地热田高温地热水成因分析

牛驼镇地热田以基岩热储层最优,是目前地热田开发利用条件最好的热储层。牛驼镇基岩热储水温60℃~100℃,顶板埋深最浅处小于500m,一般为800~1500m,涌水量50~110 m3/h。基岩地热水水化学类型为Cl—Na型水,偏硅酸浓度46~92mg/L,偏硼酸浓度5.0~33 mg/L,氟浓度5.41~11 mg/L,是优质的理疗矿泉水。本文着重从构造运动的角度分析了牛驼镇高温地热水的形成。阐述了自元古代的吕梁运动开始至二叠纪期间,研究区在经过"三降两升"的五个地史发展期中不仅沉积了良好的基岩热储层,亦储藏了丰富的水源。随着新生代喜山运动的活跃,在牛东等断裂的控制下,牛驼镇凸起发育成熟,在此过程中,牛驼镇凸起暴露地表,沉积了新近系和第四系,构成基岩热储的良好盖层。另外,由于基岩热储岩性的热导率较高及埋藏深度较浅,使得牛驼镇地热田拥有相对较高温度的地热水资源。     

陇东盆地地热系统地温场特征及平凉地热勘查评价

甘肃陇东盆地属鄂尔多斯盆地西南部,包括西缘冲断带、天环向斜与东部斜坡带等次级地质构造单元,赋存白垩系自流盆地型地下热水和奥陶系碳酸盐岩岩溶型水,盆地内大地热流值普遍偏低。本文就平凉地热资源勘查和钻探验证的基础上,从区域地热地质构造、深部构造、盆地结构、地温场特征对地热赋存条件、影响温度的因素和热源机制进行了分析,对地热资源开发前景进行探讨和评价。