沉积型和火山型地热流体的同位素水文地球化学对比研究

地热资源按地质构造及成因的不同可划分为火山型及沉积盆地型两种类型。国内外许多学者对沉积型地热系统的同位素水文地球化学研究较多,而火山型地热系统研究不足,且沉积型和火山型地热流体的同位素水文地球化学对比研究还有待进一步深入。文章以关中盆地腹部沉积型地热系统及腾冲火山地热系统为代表,应用同位素水文地球化学方法对不同类型地热流体的地质构造、地热流体起源及成因、热储开放程度等进行系统对比研究,进而揭示其异同之处,为我国不同类型地热资源的可持续开发利用提供科学依据。关中盆地与腾冲热海地热系统在热储空间、构造条件、热源方面均存在较大差异,前者热储更为封闭,热储层更厚,后者热储通道更为畅通,热源更为丰富;腾冲热海地热系统热储温度高,埋藏更浅,热水循环更快,更易于开发利用。关中盆地与腾冲热海地热系统均存在比较明显的δ18O富集现象,关中盆地地热流体滞留时间更长是δ18O富集的主控因素,腾冲较高的热储温度是δ18O富集的主控因素;关中盆地腹部为沉积-半封闭型、封闭型,腾冲热海地热系统为火山-半封闭型;在漫长的地质历史时期,水岩反应的程度是决定热储流体水化学类型的主控因素。     

中国沉积盆地型地热资源特征

地热资源作为一种可再生清洁能源,对可持续发展有着重要的意义。本文通过分析中国沉积盆地型地热资源特点,对主要热储层分布进行了论述,并在此基础上对不同热储的水化学特征进行了总结,评价了我国主要沉积盆地型地热资源潜力。沉积盆地型地热资源主要为中低温地热资源,是中国水热型地热资源的主要类型,约占水热型地热资源总量的89%,具有储集空间广、厚度大,地热资源热储类型多、储量大,赋存中低温地热水,资源可利用程度高等特点。沉积盆地型地下热水水化学类型一般由补给区HCO_3-Na型、HCO_3·Cl-Na型等低矿化水,逐渐过渡为Cl·HCO_3-Na型,最终到排泄区或封闭状态下变为Cl-Na型等高矿化水。沉积盆地中热盆地热资源储存量较大,占到主要沉积盆地总储存量的54%,地热资源可开采量占到主要沉积盆地总可开采量的59%,温盆地热资源储存量占到42%,可开采量占到40%,冷盆地热资源储存量仅占到4%,可开采量占到1%。应进一步加强地热资源勘查工作;积极开展地热资源回灌,保证可持续开发利用;推进地热资源梯级综合利用;建立地热资源监测网。     

中国地热资源类型和特征探讨

为了更好地分析和研究地热资源的分布特征和富集规律,评价资源,优选有利区,需要对我国地热资源的类型和特征进行总结,对地热资源进行区划研究。本文在以往水文地质、地热地质、地球物理、大地构造研究的基础上,从中国大地构造演化与地热资源成藏特征出发,对我国地热资源类型和特征进行了初步探讨。认为我国水热型地热资源可分为隆起山地对流型(火山型、深循环型)和沉积盆地传导型(中、新生代断陷盆地型,中、新生代坳陷盆地型和中生代坳陷盆地型);火山型多分布于板块边缘、板块活动边缘,利用方向以发电为主;断裂-深循环型和区域性深大断裂关系密切,可用于采暖、发电等;中、新生代断陷盆地型一般位于板内裂谷地区,以中、低温地热资源为主,利用方向主要为供暖;中、新生代坳陷盆地型一般实用意义小;中国地热资源的分布与中国岩石圈、上地幔动力学演化密切相关,区域构造又控制、影响了地热流体的运移、富集和成藏,可以将其简单的划分为7个成矿域15个成矿带(区)。     

河南省沉积盆地水热型地热资源特征及潜力评估研究

通过对河南省沉积盆地水热型地热资源特征梳理,结合河南省地热地质背景条件和主要热储层水文地质特征,对河南省沉积盆地地热资源特征进行分析。同时选取地热资源可开采量、可采资源模数、单井单位涌水量、热储埋深和热储温度等5个指标,采用主成分分析法建立评估模型,对盆地新生界热储和下古生界热储资源潜力进行评估,并对各构造单元热储层地热资源潜力进行排序。结果可知:(1)河南省沉积盆地水热型地热资源依据热储层时代及储水介质特征,主要分为新近系孔隙热储、古近系裂隙孔隙热储、下古生界岩溶热储,分布在黄淮海平原及山间盆地,为河南省主要地热资源类型,其中以新近系热储层储存的热水量最大。(2)从盆地各构造单元热储分区潜力评估和排序结果来看,河南省地热资源潜力排在前3位的依次为汤阴断陷O-∈热储层、济源-开封凹陷E热储层和通许凸起O-∈热储层。本次研究结果为下一步河南省地热资源勘查开发提供了科学依据。     

甘肃省地热资源赋存特征及潜力评价

甘肃省地热资源丰富,其地热资源的开发利用具有较大的潜力。本文介绍了甘肃省地热资源分布概况,结合地区构造、地热水化学特征、地热资源量及开发利用现状探讨了甘肃隆起山地对流型与沉积盆地传导型地热资源的赋存特征,并对两种类型地热资源潜力进行了分析评价。结果表明,沉积盆地地热资源分布于河西、陇西及陇东盆地等,热储类型为裂隙型和孔隙型,热储层自元古宙至新生代均有发育,岩性以砂岩为主;隆起山地型地热资源主要分布于祁连山和西秦岭造山带,热储类型为断裂破碎带,岩性以花岗岩为主;通过潜力计算得知,全省热量开采系数≥0.4的仅占29.17%,表明目前甘肃地热资源开采程度较低,开采潜力较大。     

我国主要水热型地热系统形成机制与成因模式

我国地处环太平洋地热带与地中海-喜马拉雅地热带的交汇部位,且中、新生代沉积盆地发育,地热资源丰富。近年来,我国地热开发利用蓬勃发展,但由于没有进行整体性的地热系统分析,缺乏因地制宜的不同地区地热勘查开发方案,各地地热资源勘查开发工作存在一定的混乱现象。本文从系统论观点出发,提出了我国地热资源"同源共生-壳幔生热-构造聚热"的成因理论,并以我国主要水热型地热系统为例,建立了水热系统分析的系统论观点,将我国主要水热系统划分为沉积盆地古潜山型复合水热系统、沉积盆地深坳陷层控型水热系统、断陷盆地地压型水热系统、陆陆碰撞板缘型水热系统、板缘俯冲带热控构造型水热系统、隆起山地深循环型水热系统以及近代火山型水热系统等七种类型,并系统分析了典型水热系统的运移条件、热源机制,归纳阐述了不同类型的水热系统的成因模式,进一步完善了我国地热资源研究的基础理论和方法,为区域地热资源勘查开发提供了理论依据,对于进一步推进我国地热资源的科学开发利用具有一定的指导意义。     

安徽长江经济带地热资源赋存特征及潜力评价

【研究目的】安徽长江经济带地热资源储量丰富,未来开发利用前景好,对该区域进行地热资源评价可为安徽省能源结构优化及地热资源可持续开发利用提供科学依据。【研究方法】在分析研究区地质构造、地层岩性、地热流体水化学类型等地质与水文地质条件的基础上,揭示了安徽长江经济带地热资源概况及分布特征,探讨了隆起山地对流型和沉积盆地传导型地热资源的赋存特征,并对其储量及开发利用潜力进行评价。【研究结果】安徽长江经济带地热资源热储主要赋存在巢湖—和县基岩隆起区、大别山隆起区、沿江基岩隆起区、江南隆起等隆起山地及定远断陷盆地、肥东断陷盆地、霍山—九井盆地、庐枞断陷盆地、安庆断陷盆地、宣城断陷盆地等沉积盆地。前者隆起区热储类型为带状,岩性以断裂破碎带中花岗岩为主,后者断陷盆地热储类型为层状及层状兼带状,岩性以砂岩和碳酸盐岩为主。带内热储主要为偏硅酸·氟热矿水,隆起山地型地热流体水化学类型主要为SO₄、HCO₃型水,沉积盆地型地热流体水化学类型主要为HCO₃型水。通过潜力评价可知,隆起山地型地热资源潜力较小,且处于开发利用状态的地热田基本处于超采状态;沉积盆地型地热资源潜力相对较大,其中潜力大、中和小的盆地分别有4处、6处和10处。【结论】安徽长江经济带区域内地热资源潜力分布不均,地热资源需要分区规划利用,并且需要考虑高氟、高矿化度热矿水利用造成的地表水环境污染。     

辽宁省中新生代盆地地下热水富集规律研究

辽宁省中新生代盆地地层中赋有有丰富的地热资源.这些地热田分布广,热储层位稳定,地温温度高,其所在地层岩性有较好的富水性能,地热能储存量较大,具有良好的勘查开发前景.盆地深部地热预测可划分4个地段:(1)基底翘起热储浅埋地段;(2)断块凸起热储深埋地段;(3)盆地中心热储超深埋地段;(4)冷水干扰低-中温过渡地段.辽宁省中新生代盆地交通便利,人口集中,地热资源的应用有着良好的发展前景.以煤炭,石油及天然气等能源发展起来的城市煤炭资源已近枯竭,油气资源开发利用也有一定的时限,在能源结构调整中,地热资源已显现出了它的蓬勃生机.对地热资源的开发利用能够节省大量宝贵的煤炭、油气等不可再生的有机化学资源,这对今后将产生不可估量的资源效益.地热资源是一种环保型资源,它的开发利用无疑在解决资源问题的同时也在环境建设方面做出了贡献.     

郑州市地热资源热储特征分析

郑州市位于河南省中部,蕴藏较丰富的地热资源.结合地热成因和开发利用情况,郑州市热储划分为断裂型和沉积盆地型,其中沉积盆地型自上而下划分为第一热储层、第二热储层.阐述了各热储层埋藏深度、岩性、水文地质参数、富水性及地下热水循环特征,为地热资源评价提供基础.     

特约主编致读者

地热与石油是共存于沉积盆地的两种资源。油田地热是地热学的一门重要分支学科,它主要涉及含油气盆地的今、古地温状况,盆地热历史及其与油气形成的关系。近年来,油田地热的研究也拓展到油气区地热资源的勘查和地热能的开发利用等方面。以“油田地热”为主题专辑的19篇论文分为两部分内容：一是与油气勘探密切相关的沉积盆地热体制研究成果,主要包括含油气盆地的地热特征、深部热结构和热流变结构、盆地热历史重建等方面的成果;二是油区地热资源的勘查与利用方面的研究成果,分析了我国油气区地热资源的勘查、开发和利用现状及发展趋势。本专辑的出版能使读者对中国油田地热研究的进展和发展趋势有进一步的了解。 沉积盆地的热体制研究包括现今地温分布特征、热历史、深部岩石圈热结构和热流变结构等方面的研究。我国系统的油田地热研究始于20世纪80年代初,经过各部门广大科研人员近30年的不懈努力,在我国大陆地区获得了高质量的大地热流数据1 246个,完成了新版的热流数据汇编,基本廓清了我国主要沉积盆地大地热流背景。盆地热演化是盆地动力学研究的重要内容,也是含油气盆地沉积岩层内的有机质成熟并向烃类转化过程中的关键因素之一。盆地热历史研究近年来的主要进展体现在热史重建方法方面,即在低温热年代学古温标方法和前陆盆地构造热演化模型中有重要的进展,本专辑的9篇论文展示了这方面的成果。利用多种古温标耦合反演方法重建热历史不仅克服了单一古温标的缺陷并可进行相互补充和验证,同时也提高了研究结果的精度和可信度,从而使得定量恢复古老盆地复杂热历史得以实现。而前陆盆地构造热演化模型的建立,则是实现了构造与热的较好结合,拓展了盆地动力学模型用于恢复热历史的范围。同时,地球深部热状况是深部地球动力学和岩石圈活动性研究的重要内容,明确岩石圈热流变结构纵横向及时间上的变化特征有助于解释盆地形成、大陆边缘和造山带等的动力学过程,进而反映岩石圈的地球动力学特性。本专辑的4篇论文展示了典型盆地的热结构、热流变结构的成果,并在岩石圈热结构、热岩石圈厚度、热流变结构的演化研究中取得了新认识,为地质历史时期深部动力学研究提供了重要的参数。 沉积盆地的油田分布区往往也是地热资源广泛分布的地区。我国主要油气区蕴藏着丰富的中低温地热资源。科学开发、利用地热资源对于缓解雾霾与大气治理具有积极作用。近年来,国内在油区地热资源的开发利用方面的研究工作也开展得如火如荼。对含油气盆地的地热资源潜力进行评价是地热开发利用的基础。本专辑5篇地热资源方面的论文包含了地热单元分类分级评价体系、地热系统类型划分和三个实际地区的研究实例。为了更好地分析地热资源的分布特征和富集规律、评价资源潜力并优选有利勘探开发目标,提出了从全球构造到地热藏的地热单元分类分级评价的思路并将地热单元由大到小划分为地热域、地热区、地热带、地热系统和地热藏等5个级别。此外,提出了地热系统的概念模式和功能单元,并结合地质构造背景和热源类型将地热系统划分为隆起山地岩浆活动型、隆起山地非岩浆活动型、沉积盆地岩浆活动型和沉积盆地非岩浆活动型地热系统四类。总体上,我国油田区地热资源的开发利用研究方面刚刚起步,但油田区具有丰富的地热资源,且油田地质资料丰富,可利用的废弃井数量大,油田区地热能利用市场非常广阔。 本专辑的作者大都是中青年的“热二代”和“热三代”,既有来自高校和中国科学院各研究所的研究人员,也有来自油田和地热研究院的专家,他们是我国目前油田地热研究的中坚力量。感谢诸位专家学者的热烈响应和积极参与！让我们共同为中国油田地热研究的繁荣而努力！ 最后,感谢本专辑的所有作者、审稿人、编辑部人员为本专辑出版付出的辛勤劳动。     

云南地热资源及开发利用

云南位于喜马拉雅－特提斯构造域与滨太平洋构造域的复合部位，地质构造十分复杂，新生代火山岩浆活动激烈。特殊的地质地理条件，形成了丰富的地热资源，使云南成为我国地热资源大省。对云南地热资源的研究已有２０多年的历史，然而地热资源开发利用的层次却较低，高温地热资源至今还未得到真正利用。本文通过对前人资料的综合研究，将全省地热资源按温度分为过热水－高温、中、低温和低温三种类型；按成因分为火山岩浆型、新生代盆地型和褶皱山区断裂带型，并对地热带的分布规律及地热田的成因机理进行了分析研究，描绘了全省地热资源的总貌，继而指出地热资源在工业、农业、矿业、医疗饮疗保健、旅游等事业方面广阔的开发利用前景。     

兰州地热资源赋存特征浅析

根据勘探孔资料分析,兰州盆地地热资源属于中低温沉积盆地型地热资源,其分布位置主要受盆地南北两条大断裂控制。热盖层为巨厚的第三系泥岩、砂质泥岩;热储层为第三系砂岩和白垩系砂砾岩。地温与地层岩性和深度有关,细颗粒地层导热性差,粗颗粒地层导热性好,深度越大地温越高。     

河北省干热岩地热资源赋存分布研究

干热岩作为重要地热资源的组成部分,具有清洁、稳定、可再生的资源优势及巨大的高温发电潜力。基于河北省地温场分布特征,地热地质背景、大地热流、酸性岩体分布及盖层特征,初步认为省内基岩构造凸起区或山间盆地构造活动区存在低孔隙度、渗透性而缺少流体的隐伏高温变质岩系。综合分析初步圈出了6块干热岩地热资源赋存潜力区。在此基础上结合国内外干热岩成因机制分析将河北省干热岩地热资源的赋存类型分为沉积盆地型、沉积盆地型叠加高温放射型、近代火山型和板块俯冲型4种成因模式。     

安徽省地热资源分布特征及开发利用建议

安徽省地热资源丰富,开发利用潜力巨大。通过对安徽省地热资源调查评价与区划示范研究,将安徽地热资源划分为隆起山地对流型和沉积盆地传导型两大类型,其中隆起山地对流型地热资源主要分布于大别山区、巢湖—和县一带及皖南山区,沉积盆地传导型地热资源主要分布在亳阜断陷盆地、淮南陷褶断带及合肥断陷盆地。安徽省已发现的地热流体大多为温热水或温水,少数为热水。同时对全省地热资源的开发利用现状及存在问题进行了调查和分析,并就如何合理开发利用地热资源提出了相关的建议和对策。     

苏北盆地干热岩地热资源前景分析

苏北盆地属于中、新生代“断陷型”盆地,发育前震旦系变质基底及古生代海相台地沉积,经历燕山期大规模岩浆-火山-构造活动,之后连续断陷沉降并沉积了厚度巨大的新生代地层;新生代苏北盆地处于持续活跃的洋陆构造带内,其特殊的构造位置使区内拥有相对高的大地热流值和较大的地温梯度,具有巨大的地热资源潜力。基于区域地热地质综合研究,本文针对苏北盆地地质构造特征、地温数据、地球物理信息等系统分析,初步证实了盆地内不仅存在浅部中低温地热资源,而且推断出盆地深部拥有温度较高的干热岩资源,其热源主要来源于深部的地幔,是本地区新生代区域伸展裂陷、地幔上涌、岩石圈减薄等作用的结果。根据干热岩选区的科学准则,盆地内优势前景区拥有丰富的动态热源、导热效果极佳的热通道、规模巨大的优势热储、良好保温作用的热盖层,并依据此初步建立成因模型,为进一步勘探与开发提供参考依据。     

山东高青县沉积盆地型地热流体地球化学特征及成因探讨

高青县地热资源类型为沉积盆地型,主要热储层为古近系东营组孔隙 裂隙型砂岩热储,井口出水温度在53～768℃,水化学类型为Na Cl型。地温场受构造控制影响,为传导型地热系统。根据水化学主要离子组分特征及相关关系、氢氧同位素特征研究,证实高青热田地热水水源为晚更新世大气降水补给,其成因类型为沉积水,且滞留时间较长,水岩作用强烈。     

山东省水热型地热资源及其开发利用前景

山东省地热资源分布广泛,资源储量丰富。从山东省大地构造特征和大地热流值分布规律入手,根据地热传导理论,对山东省水热型地热资源的分布规律和资源量进行了研究。研究表明,山东省地热资源的分布受区域地质构造严格控制,根据地热成因可分为隆起山地板内深循环对流型和沉积断陷盆地传导型。结合地热成因和热储类型,进一步将全省分为4个地热资源区: I—鲁东地热区; II—沂沭断裂带地热区; III—鲁西隆起地热区; IV—鲁西北地热区。山东省地热资源量折合标准煤为143.73´10⁹ t,不考虑回灌条件,现状地热开发利用量不足已查明可采量的3%,具有较大开采潜力。根据地热资源分布特征合理有效地开发利用地热资源,是山东省压减化石能源消费、推动能源结构优化、改善大气环境质量的有效途径。     

邢东地热水的化学特征、起源及利用

根据位于河北邢台东部太行山前大断裂东侧的金地热1号井的水质化验资料和测温资料,邢东地热水为镭、硅、氟、硫酸钙钠型高热复合矿水,具有较好的医疗价值,为核试验之前降水而成;地热温度随埋藏深度而自然增高（埋深2 900m时,井温89.9℃）,其地热类型属于盆地型中低温地热资源.     

我国干热岩资源分布及勘探:进展与启示

干热岩是地热资源的重要赋存形式之一,是未来地热开发的主攻方向.我国干热岩勘查工作近年来进展迅速,先后在不同地区发现了优质的干热岩资源,取得了我国干热岩资源勘查突破,但同时也存在不少勘查失败的案例.本文在分析高放射性产热型、沉积盆地型、近代火山型和强烈构造活动带型等四种类型干热岩成因模式的基础上,结合我国的地质构造背景、地热地质条件,对未来我国干热岩资源重点勘查方向及靶区进行了论述,并重点针对目前不同类型区干热岩资源勘探工程进行了梳理,简要分析了不同勘探区的选址依据、勘探过程、地温场分布及特征、前景预测等,并初步进行了经验总结,希望对我国未来干热岩资源勘查及开发工作起到借鉴作用.     

松辽盆地北部热储体系特征及开发利用

松辽盆地属中、新生代形成的大型断拗陷陆相湖成盆地,为典型的沉积盆地型板内地热带.松辽盆地北部不仅是特大型的砂岩型油气田,也是特大型的层状低中高温地热田.通过对前人多年相关资料的分析研究,进一步证实松辽盆地北部由上至下分布4套盆地或区域泥岩盖层和4套热储层,二者空间配置组合形成了4套热储体系,并对4套热储体系特征进行了阐述.目前,松辽盆地北部地热资源没有进行系统的区域勘查评价研究,只进行了局部地段的勘查评价研究,没有编制相应的区域性开发利用方案,只进行了初步小规模粗放式的开发利用,开发利用程度低,资源浪费比较严重,没有做到绿色环保和可持续开发利用.据此提出松辽盆地北部地热资源开发利用对策与建议.