雄安新区深部储热构造探测研究与地热井优选技术

为了给雄安新区下步高温、高产地热井的探测提供借鉴, 需要归纳总结雄安新区高阳地热田雁翎潜山高温、高产地热井的成热地质规律。本文系统分析了雁翎潜山地热田地热地质条件与地温场背景, 通过对莫霍面上隆、深大断裂、凹凸相间构造格局、深浅断裂系统的控热、导热作用的综合研究, 总结归纳了地球物理场、区域水动力场、水化学场与温度场的多场耦合指示等探测评价技术对地温场的指示作用。在此基础上, 确定了研究区高温、高产地热井的主要优选布设依据: ①雁翎潜山是距饶阳、霸县深凹陷较近的低凸起, 深凹陷的莫霍面相对上隆使其底部形成相对较高的温度, 热流自深凹陷底部向与凹陷相邻的低凸起汇聚, 有利于形成深部高温异常; (2)雁翎潜山距区域深大走滑断裂——马西断层较近, 马西断层河间段气藏为R/Ra>1的幔源氦异常区, 指示马西断层有可能导通深部幔源热; 潜山东侧的出岸断裂等断裂岩溶发育, 利于碳酸盐岩地下水的深循环对流加热后上涌; (3)雁翎潜山距太行山相对较远, 且未处于与太行山补给区水力联系较密切的安新—文安构造变换带, 受补给区冷水影响较小; 距区域深部岩溶地下水汇流区较近, 有利于热流的集聚。雁翎潜山井口水温123.4°C、109.2°C地热井的成功实施, 说明了深部碳酸盐岩地热井位优选探测技术的科学有效性, 对雄安新区乃至华北盆地深部高温、高产地热井位的优选具有很好的示范意义。     

浙江构造裂隙型带状热储地热及其勘查靶区预测

本文以桐庐县阆里村石峦坞矿区DR1地热井为例,通过对区域构造、断裂构造、地层岩性及水文地质特征等的综合分析,将地热井位置选于区域复向斜构造内,阆里背斜的东翼,F3F6 F7断裂形成的三角区内,以富水性好的灰岩与非灰岩交界断层F3作为耙区断层。经过CSAMT物探测线及后期钻孔工作验证,成功勘探出水温为34.6℃水量936m3/d的地热水。满足了构造裂隙型带状热储地热找水需要查明储水空间及富水性这两个最基本的条件,对浙江地区构造裂隙型带状热储地热找水具有一定的指示意义。     

赣东德兴市万村地热资源找矿潜力分析

赣东德兴市万村地热区位于怀玉山褶皱断裂隆起带的西北部,区内地热资源主要沿北北东向遂川-德兴深断裂呈带状分布。形成万村-李宅地热资源带,目前区内沿断裂发现了10余处温泉出露点和多个地热异常点,这直接为区内进行地热水勘查提供了方向。在充分收集资料、地质调查、物探测量的基础上分析研究,本区具有较好的地热水成矿地质条件,其导热导水构造、热储层、隔热保温层等构成了完整的热储构造系统,显示了区内具有较好的地热水找矿潜力。     

济阳坳陷构造特征及形成机制讨论

济阳坳陷总体表现为由多个次一级北断南超的半地堑凹陷组成。坳陷内的凸起构造呈近NE向的排列,单个凸起构造呈东西向展布。东西向构造为东营凹陷的主体构造方向,西部的几个凹陷则为北东向展布,坳陷区内的断裂构造以NE向断层为主。坳陷以伸展构造为主,同时发育有走滑构造和重力滑动构造。盆地演化经历了印支期NE向挤压、中生代中期裂陷、中生代晚期构造抬升、古近纪强烈断陷和新近纪整体坳陷等几个阶段。盆地的最终成型是地幔抬升产生的裂陷和走滑断裂产生的拉分联合作用的结果,来自东南方向的挤压作用是形成区内北断南超半地堑盆地的重要因素。     

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。     

辽宁大民屯凹陷地热资源形成条件分析

大民屯凹陷是新生代陆相凹陷盆地,其地层、构造、岩浆岩等地质背景具备传导性地热的良好成矿条件,热源主要为幔源热,储热层为沙河街组砂砾岩层段层状热储,盖层为第四系、新近系馆陶组、明化镇组和部分古近系东营组泥岩段地层.凹陷内基底断层及多期次级断裂形成了地热田良好的导热和导水通道.新近系平均地温梯度2.9℃/100 m,古近系平均地温梯度3.18℃/100 m,一定深度下的地下热水可以达到理想温度,具备地热开发条件.     

沧县隆起献县变质核杂岩的发育特征及成因模式

渤海湾盆地周缘发育的多个变质核杂岩,很好地记录了华北克拉通东部晚中生代以来的地壳伸展过程。文中以渤海湾盆地西部献县凸起和饶阳凹陷为研究区,试图揭示盆地内部变质核杂岩的发育特征。根据井、震结合的方法,通过精细的构造解释,厘定了献县断层及其上盘的构造变形特征;利用凹陷内的钻井资料对献县凸起上发育地层的时代和岩性进行限定;结合区域上变质核杂岩的发育特征和形成背景,讨论了献县变质核杂岩的发育时间和成因演化模式。结果表明:在研究区内呈弧形展布的献县断层具有主拆离断层的特征,断层上盘的饶阳凹陷南部残留有中元古界和下古生界,且凹陷内发育有数量众多、不同倾向的次级断层;献县凸起上发育的地层为太古宇-古元古界,岩性包括角闪片麻岩、黑云二长片麻岩,局部发育有花岗片麻岩。研究认为,献县变质核杂岩具有典型变质核杂岩的基本特征,其形成时间为晚中生代(K1?),发育于华北克拉通东部岩石圈大规模减薄的背景下,并以滚动枢纽模式发展演化。     

河北省马头营干热岩的成因机制及其示范意义

马头营干热岩的发现说明渤海湾盆地具有较好的干热岩勘查开发潜力。通过对马头营所处区域壳幔结构、深大断裂与新构造活动、岩浆活动、热源与流体源、凹凸相间的构造格局等控热要素的综合分析,初步阐述了深部热物质的上涌过程及地球内外力地质作用对地球浅部地热场的塑造与热异常制约这一关键科学问题。在此基础上,总结了马头营干热岩的成因机制:①华北克拉通东部破坏,区域岩石圈的明显减薄,有利于热传导与深部热物质上涌,使马头营凸起处于高热流背景区;②切穿至岩石圈的深大走滑断裂带、地壳内低速高导体及各级壳内断层,构成了深部热物质上涌的流体通道网;③凹凸相间的构造格局下,在"热折射"效应、深大断裂带流体热对流、凹陷中心压实热流体向周边凸起流动等因素综合作用下,有利于热流向浅埋的马头营凸起区聚集。马头营干热岩的成因机制对类似地质条件的干热岩勘查具有很好的示范意义,渤海西岸黄骅坳陷、济阳坳陷内的一些凸起,在4 000～6 000m的范围内具有寻找干热岩的良好前景。     

北京市平原区北部孙河断裂的地热地质特征

依据北京孙河断裂区的重力、电阻率测深及可控源音频大地电磁测深(CSAMT)等勘查资料的推断解释,结合多眼地热井钻探揭露的地热地质成果,认为孙河断裂是一条宽3 km左右的断裂带。地热地质构造剖面揭示孙河断裂具有多期活动性,晚侏罗世以来至少发生过两期先逆后张性质的构造活动。剖析了孙河断裂对后沙峪地热田侏罗系火山岩构造裂隙热储地热地质条件的控制作用,进一步分析了孙河断裂带区域的地热地质条件,认为后沙峪地热田西南部是构造凸起型储热构造,北西向延伸的孙河断裂带区域是后沙峪地热田的地热资源富集区。     

渤海湾盆地东濮凹陷横向调节带特征、成因及其区域分段作用

通过对东濮凹陷边界断层垂直位移的分期分析,反演了其生长过程,认为现今复杂的断层系是通过断层分段生长连接形成的,每个断层段控制一个半地堑单元。在此基础上识别并划分了调节构造和调节带,调节带是若干个调节构造的有规律的组合,而调节构造是由两条断层叠覆或大断层分段生长作用形成的。东濮凹陷发育两条横向调节带,它们由多个不同类型的调节构造组成,与东濮凹陷走向近于垂直,表现为不连续的横向凸起,控制了凹陷的分段作用,导致凹陷"南北分区",并将凹陷分为北、中、南3个区,各区构造、沉积及石油地质特征各不相同。沿凹陷走向的不均匀伸展作用是产生横向调节带的主导因素,断层分段作用是其产生的直接原因。横向调节带对凹陷构造、沉积作用及油气分布具有重要影响。      

山西大同盆地北部地热地质特征及资源潜力

【研究目的】大同盆地为新生代断陷盆地,具有较优越的地热地质条件,但由于盆内地球物理和钻探资料较少,针对盆地结构、沉积地层分布、地热地质特征和资源评价研究相对薄弱,在一定程度上制约了对大同盆地地热资源的潜力认识和开发利用。【研究方法】本文综合应用新的二维地震及钻测井等油气和地热勘探资料,开展了大同盆地北部地质结构、断裂、沉积地层、地热地质特征等研究,评价了地热资源潜力,估算了地热资源量,指出了地热资源有利区。【研究结果】将大同盆地划分为怀仁凹陷、桑干河凹陷、应县凹陷和黄花梁低凸起、桑干河西凸起5个二级构造单元;盆地北部（大同市境内）具有较好的地热地质条件及地热资源潜力,主要发育新近系砂岩和太古界基岩两套热储层,并发育较厚的第四纪热盖层,新生代拉张作用和火山活动强烈,总体处于大地热流高值区,具备新近系砂岩和太古界基岩层状地热资源潜力,总静态资源量约68.8×1015kJ,折合标煤约23.47亿t。【结论】综合评价认为大同盆地怀仁凹陷西部和桑干河凹陷北部为水热型地热资源一类区,是地热勘探开发有利目标区,热储埋深大于2000 m,预测平均水温大于60℃,单井涌水量可达60 m3/h,怀仁凹陷东...     

综合物探方法在广东省阳山县黄坌地区地热勘查中的应用

广东省阳山县黄坌地区位于西太平洋活动陆源区,地热资源丰富,开发前景广阔,合理选用多种物探方法有助于提高区域地热勘查效果。本文在分析研究区地热形成条件、地质构造和地层等特征的基础上,热结合伽马总量测量、土壤氡气和瞬变电磁等物探方法,对区内断裂位置和地热异常区进行圈定,基本掌握了区域地热特性。研究结果表明:广东省阳山县黄坌地区地下热水分布多以温泉的形式直接出露于地势相对较低处的剥蚀堆积类型河谷地带,地下热水绝大部分为小于30℃～40℃的温水,属中低温型,区内地热温泉点主要与北东向断裂活动引起的地热增温和岩浆活动余热有关。通过伽马总量测量圈定的3处与构造有关的地热异常区与氡气测量圈定的3处异常区结果基本吻合,氡气异常与伽马异常的形态及分布位置与已知温泉点基本一致,二者异常范围相似,说明本区的异常圈定结果可靠,具有进一步勘查的潜力。瞬变电磁测量结果表明区内深部可能存在的隐伏岩体是区内热水或温泉的热源之一,F_1断裂深部与隐伏岩体相连,属控热导热构造。研究结果为区域下一步的地热研究和开发利用工作奠定基础。     

渤海湾盆地干热岩型地热资源有利区位研究

基于沉积盆地型干热岩的基本特征,系统总结了渤海湾盆地干热岩型地热资源选区的地热地质学、地球物理学、地表地热显示、干热岩资源潜力和地质安全性等指标,对渤海湾盆地内主要构造单元干热岩赋存背景进行了分析,建立了适宜于沉积盆地型干热岩勘查选区的评价指标体系。通过层次分析和打分法进行综合评价,结果表明,渤海湾盆地内干热岩勘查的最有利区位为沧县隆起区,次有利区位为济阳坳陷和冀中坳陷,显示厚覆盖盆地内隆起区较坳陷区更为有利,而坳陷区内的次级凸起构造较凹陷构造更为有利。基于上述认识,在有利区位中进一步圈定了沧县隆起、牛驼镇-容城凸起、陈庄凸起和乐亭-昌黎凹陷4个靶区,为渤海湾盆地开展干热岩勘查选址指明了方向。     

地震资料信噪比在K油田潜山内幕时深转换中的应用研究

渤海K油田潜山位于L凸起边界断层上升盘,该凸起周边已发现多个大中型油田,且K油田潜山古生界、太古界地层直接与紧邻的LZ凹陷沙三段烃源岩广泛接触,供烃条件好。K油田古潜山具有较好的勘探前景。但渤海K油田古潜山地层钻探程度较低,边界断层两侧地层速度变化快,速度认识不清,造成了时深转换存在多解性而且无井约束与验证的问题。利用正演技术分析不同构造类型,地震覆盖次数的差异。由于覆盖次数与地震资料信噪比存在一定的关系,利用该关系可分析渤海K油田构造高部位信噪比所反映的构造类型,根据分析的构造类型选取合适的时深转换方法。     

高青县城区地热资源及开发利用

高青县城区位于高青凸起和博兴凹陷的接合部位,地热地质背景条件有利。地热类型属层状裂隙-孔隙型,可被利用的热储层主要有2个,分别为新近纪馆陶组和古近纪东营组裂隙-孔隙型热储。2个热储层水温、水质各具特点,均具有较好的开发利用价值。     

音频大地电磁测深在祁连山哈拉湖坳陷天然气水合物调查中的应用

祁连山哈拉湖坳陷与已发现天然气水合物的祁连山木里地区有相似的成藏条件,是高原冻土区水合物勘查的重点区域。为了调查祁连山哈拉湖坳陷的天然气水合物资源前景,查明冻土层厚度及断裂分布特征,利用音频大地电磁测深在哈拉湖地区进行了测量,从电性结构特征测区内划分了3个凹陷区、2个凸起区和26条断裂,分析了哈拉湖地区冻土层发育特征。结合测区内构造条件、冻土条件及顶空气甲烷异常区,指出哈拉湖南部和北部靠近断裂附近对天然气水合物成藏较有利。     

鹤壁市新区地热及CO2资源特征与成因探讨

通过地质调查、物探工作、钻探工作,结合区域地质特征及CO2气藏形成的地质条件,对鹤壁市新区地热及CO2资源的赋存规律和成因进行了探讨.认为鹤壁矿区地处太行山前汤阴断陷盆地中部,其地下存在着奥陶系灰岩凸起的古潜山构造,这些凹陷中的相对凸起带是地下热水和CO2气藏的富集区.经分析该区地表以下无热异常,地热田属正常增温型地热区;CO2气藏为无机成因,是岩浆冷凝脱气和碳酸盐热解的共同作用.     

乌尔逊—贝尔凹陷构造调节带特征、成因机制及其地质意义

综合运用地震、钻井等资料,结合乌尔逊—贝尔凹陷南屯期断层特征分析,建立研究区调节带识别标志并圈定其发育范围,最终划分了2个Ⅰ级和18个Ⅱ级构造调节带,分为横向调节型、同向叠覆型、同向趋近型和背向平行型4类。研究结果认为,区域不协调伸展应变以及侧列断层发育模式导致在沿伸展断层走向基底相对脆弱地带发育构造调节带。这些地带不仅是油气的有利聚集部位,而且控制凹陷"S"型平面展布和沉降中心迁移以及沉积物厚度变化。构造调节带通过侧列断层、走向斜坡、纵向凸起及双向调节等模式控制各次凹物源体系方向。     

综合地物化方法在张家口北部地热资源调查中的应用

张家口地区是一个地热资源较丰富的地区,但对于地热的研究仅限于南部地区,已经发现的热泉点也均位于南部地区。很多学者认为,南部与北部具有不同构造运动,北部地区不具有地热的条件,笔者通过水温测量、土壤地球化学元素分析、CSAMT及高精度磁法测量等工作,掌握了该区内地温场、化探地热异常、地层结构、断裂构造及深部岩体的空间分布特征。地物化方法的综合应用在资料解释过程中相互约束,避免了单一方法的多解性,综合分析认为该地区也具有地热的条件,并圈定了地热有利区段,取得了较好的效果,对今后在相同或相似地质条件区域开展地热调查工作具借鉴作用。     

胶东半岛不同构造单元深部热流分流聚热模式

中生代、新生代时期地壳剧烈运动将胶东半岛划分为胶北隆起、胶莱凹陷、胶南-威海隆起三大构造单元,其中隆起山地区广泛分布花岗岩、变质岩,凹陷盆地区主要分布砂岩沉积地层,胶北隆起区与威海隆起区相对于胶莱凹陷盆地区具有更高的大地热流值.为系统分析胶东半岛大地热流值分布特征及其形成机理,本文在分析胶东半岛构造-热发展史、地热地质背景、地温场分布、岩石热导率、钻孔岩性与测温数据、地热流体化学成分等基础上,发现胶东半岛地热资源均为断裂构造控制类型的中低温对流型,其热源主要为三元聚热:导热断裂带水热对流、大地热流传导、地下水运移传导-对流;构造分布、岩石热物性、地热热储分布、地下水活动等是影响地温场分布的主要因素.针对胶东半岛地温场特征及其控制因素,提出了适合该地区的隆起-凹陷分流聚热模式与概念模型,即隆起山地区岩性以导热率、渗透率相对较高的侵入岩、变质岩为主,凹陷盆地区岩性以导热率、渗透率相对较低的砂岩为主,低导热率、低渗透率的凹陷区底部更像是一个相对隔热、隔水的顶板,使得来自地壳深部的大地热流及携带热量的流体、气体等在上涌的过程中在凹陷区的底部发生折射与再分配,从而导致热流在隆起山地区的底部形成一个温度相对更高的聚热区,反映在地表即是隆起山地区相对凹陷盆地区具有更高的大地热流值,特别隆起山地区轴部位置为热流值最高的区域,高热流值区域分布形态呈NE、NNE向分布,基本与胶东半岛NE、NNE向的深大断裂走向一致,该模式的提出可以更好地为胶东地区的地热资源勘探提供指导方向.