干热岩开发的破冰之秘

正人类社会的发展离不开能源。从旧石器时代人类利用火开始,到工业革命以来煤、石油、天然气等化石能源的大量开采利用,再到近代原子能的发现,可以说,能源的发展和进步,彻底改变了人类社会的生产模式、生活方式,为人类物质水平的提高提供了基础,是人类社会文明发展和进步的标志之一。进入21世纪以来,随着化石能源的逐渐枯竭以及人类居住的地球环境日益恶化,开发高效而     

地热与热液型铀矿成因联系：研究现状及解决方法

地热能作为一种清洁可再生能源已被广泛应用于发电、供暖等领域，放射性产热是地球内热的主要来源。目前，关于放射性产热的研究主要集中于高放射性花岗岩在干热岩资源探测和潜力评价中的应用，而同样作为放射性产热源的热液型铀矿与地热研究不足，二者的成因联系尚缺乏深入研究。为加强对地热与热液型铀矿成因联系的研究，本文收集和整理了国内外大量文献和相关资料，分析了目前的研究进展及存在的问题，创新性地提出了解决二者成因联系的研究方法。可望丰富地热地质理论，为地热与热液型铀矿床的成因联系提供新方法和新参考，同时，为深部地热、干热岩和固体矿产综合找矿，即“热矿共采”提供一定的理论依据。     

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。     

华北平原主要城市浅层岩土综合导热能力研究——基于现场热响应试验分析

现场热响应试验方法可以获得换热深度内岩土体热物性参数的平均值，能够较真实地模拟地源热泵的实际运行情况，在地源热泵工程勘查设计阶段得到了广泛的应用。本文基于华北平原89个钻孔的热响应试验数据，对地表以下200 m深度内岩土体的综合导热能力进行分析，并对影响综合热导率的因素进行了探讨。结果表明，华北地区综合热导率大部分处于1. 50~2. 16 W/(m·K)之间（25%<累积概率<75%）。在富水性较好、岩石颗粒粗、地下水径流速度较快的区域，地埋管换热器的换热效果明显高于富水性差、岩石颗粒细、地下水径流速度慢的地区。地层岩性、含水率特征和地下水径流条件是影响岩土体综合热导率的主要因素。其中200m深度以内不同地区岩土体的岩性组成各不相同、地下水位埋深不同，是造成综合热导率差异的重要影响因素，地下水径流对岩土体的综合导热能力有促进作用。用无量纲Peclet值（Pe）判断地下水流动对换热过程影响的大小，在0. 28＜Pe＜0. 84的情况下，Pe值增加47%，岩土体综合导热能力增加7. 56%。     

粤中隐伏岩体区地热赋存特征及热异常成因分析

地热资源的本质是能量的表现形式，资源的赋存过程，本质上是地球内部热量向地表传递的过程。东南沿海地区是我国重要的地热活动区，但东南沿海地温场分布特征如何，以及热传递的介质物性如何响应地温场的分布尚未有结论。本文通过对在从化—永汉地区采集的地热水和地下冷水样品分析，结果表明研究区地下热水普遍具有偏碱性、溶解氧含量低、相对地下冷水偏还原环境的特点，热水水化学类型以Na HCO3和Ca·Na- HCO3为主，热储温度范围为83~146℃。总结了从化—永汉地区的水热成因模式，周边低山区的大气降水渗入地下后沿断裂向深部运移，并不断接受来自地球深部地幔热量和花岗岩中放射性元素衰变产生的热量，与围岩热交换并升温，热水以北西向断裂与北东向主干断裂交汇部位作为升流通道向上运移，出露地表或被钻孔揭露形成温泉或地热井。结合东南沿海莫霍面埋深、酸性岩体分布和岩石圈结构等区域地质地球物理背景条件分析，菲律宾板块的NW向挤压作用对包括研究区在内的东南沿海地区地热系统的形成起到了重要作用。本文研究可为今后东南沿海地区地热资源勘查评价提供基础依据。     

综合物化探方法在冀中坳陷深部热储探测中的应用

采用大地电磁测深和土壤氡气测量两种方法，圈定了冀中坳陷北部四级构造单元(大兴凸起、大厂凹陷、廊固凹陷、武清凹陷和杨村斜坡)的分布范围；查明了凹陷内部的五级构造潜山带(凤河营带、河西务带)；厘清了控制坳陷内部凹凸结构的四级断裂，分别是大兴断裂、桐柏断裂、河西务断裂和宝坻断裂；控制凹陷内部构造潜山带的凤河营 西集断裂和杨税务断裂。根据冀中坳陷碳酸盐岩热储埋深大的特征和热源形成机制，确定热储探测采用“坳中找凸”和“凹中找潜山”的原则，同时需满足“源、通、储、盖”四个方面，结合大地电磁测深和土壤氡气测量综合成果，认为凤河营潜山带是钻探有利靶区，并有钻孔印证。另外，研究发现大地电磁测深和土壤氡气测量两种方法在反映深大断裂方面基本一致，起到相互印证的作用；大地电磁测深方法对高阻碳酸盐岩热储解释准确，基于一维反演作为初始模型的二维反演方法更适合冀中坳陷的凹凸相间构造格局的解释。     

中国地热资源现状及发展趋势

中国地热资源禀赋良好,分布广泛且具有明显的规律性和地带性。本文系统总结了国内取得的地热资源勘查开发成果:浅层地热能资源在全国范围内普遍分布,我国336个地级以上城市规划区范围内浅层地热能资源年可开采量折合标准煤7亿吨;水热型地热资源年可开采量折合标准煤19亿吨;干热岩远景资源量折合标准煤856万亿吨。阐明了有代表性的水热型地热资源成因机制和干热岩资源成藏模式。地热开发利用技术发展迅速,浅层地热能和水热型地热资源利用量逐年攀升,但在地热资源成藏模式研究、勘查开发及管理利用等方面仍有亟须突破的技术瓶颈和需要改进的环节。文章分析了存在问题并提出了我国地热发展战略路线,下一步应加强热源机理与控热构造研究,推进地热探测技术和开发利用示范,开展重点地区浅层地热能、水热型地热资源勘查评价,完善干热岩勘查开发技术体系,推动地热产业健康有序发展。     

西藏尼木—那曲地热流体成因及幔源流体贡献

研究区位于尼木—那曲高温地热带,处在当雄—羊八井—多庆错活动构造带的中北段,本次选取11个未开发的地热田,收集并采集区内地热流体数据,与羊八井深、浅部热储进行对比研究,对完善区内高温地热系统成因机理,为后期勘探及钻探提供重要的参考意义。从水化学数据分析,高温地下热水主要为Cl-Na、Cl·HCO3-Na水,中低温地下热水主要为HCO3-Na水,地下热水中Li、F、SiO2、HBO2与Cl大体上存在正相关关系,显示可能有岩浆水的混入;从氢氧同位素数据分析,地下热水主要为大气降水补给,在董翁、宁中高温地热田发生轻微的氧-18漂移,谷露地热田氧-18漂移较其他地热田明显,宁中、谷露及罗玛地下热水中氚含量小于1TU,主要是次现代水的补给,月腊处氚含量为8.4TU,推断主要为现代水的补给,其他地热田地下热水推测是次现代和最近补给之间的混合;地热气体以CO2和N2为主,二者呈现良好的负相关,从CO2气体碳同位素、He同位素比值及综合指标分析,气体来源主要为壳源,在宁中及玉寨地热田,R/Ra值大于1,存在明显的幔源物质释放现象,幔源He所占比例为2.73%~30.93%。概括区内典型高温地热田的成因模式,为后期地热田深入研究及开发利用提供重要的科学依据。     

松辽盆地坳陷层控地热系统研究

松辽盆地是在印支运动末期至燕山运动早期形成的大型沉积盆地,其不仅蕴藏丰富的油气资源,也是我国主要的地热资源潜力区。本文以大陆科学钻探松科二井为基础通过建立盆地热导率、生热率、孔隙度等物性柱,分析了盆地深部地温场特征,最后给出了松辽盆地坳陷层控型地热系统的形成机制。松辽盆地物性具有明显的垂向分层特征,按照垂向变化可分为4段,分别为盖层段、储层段、稳态热传导段和基底段。热导率随岩性、沉积时代的不同存在较大的差异,总体上随深度的变大逐渐增大,储层段表现出热导率的快速增长,而基底段则热导率差异性大;生热率在白垩系沉积层总体偏低,表现出“冷壳热幔”的热结构;孔隙度表现为从1800 m到2700 m的储层段快速下降趋势,地层储水能力逐渐变弱。松辽盆地地热系统具有坳陷层控的特点,中、晚侏罗世莫霍面隆起形成的热隆张导致了后期浅部的断陷-坳陷双重结构。在坳陷沉积阶段沉积了河湖相为主的砂、泥岩地层,后期随着地下水的循环补给及聚热作用,在白垩系姚家组、青山口组、泉头组中形成了以砂岩为主且空间上由盆地边缘向盆地中心逐渐变薄的层控型地热系统。寻找高渗透热储层是松辽盆地地热探测的关键,本研究可以为盆地深部找热提供...     

碳中和目标驱动下地热资源开采利用技术进展

碳中和、碳达峰需要能源供给领域的重大系统变革,地热能作为一种清洁低碳、稳定连续的非碳基能源,可为实现这一目标提供重要保障.本文简要介绍了中国地热资源赋存条件,就直接利用和地热发电分别综述了浅层-中深层地温能和水热型地热资源的开发利用技术和发展;重点介绍了地热制冷、重力热管、地热-太阳能联合发电等广受关注的新技术、新方向;展望了发展前景和研究开发方向,为相关的工程技术和研究人员提供参考.