河南省地热资源开发利用现状评价

基于河南省地热资源特点及其开发利用现状的基础上,分析总结了河南省各种类型地热水的开采情况。首先应用已采量与可采量的比值作为评价标准将地热水的开发利用程度为五类,评价了整个河南省新生界地热水、基岩地热水、温泉水的开发利用情况以及各地市城区的地热开采情况,提出河南省应积极地推广地热资源利用,对开采过热的地区要注意防止地热水位下降过快,对开采一般的地区要注意适度开发,对其他地区要结合自身实际鼓励开发。     

平煤股份八矿二_1煤底板灰岩地热水疏水降压技术

疏水降压是降低煤层底板厚层灰岩含水层水害威胁的最常用方法之一。针对平煤股份八矿二1煤底板寒武灰岩水压高、地下水温度高且富水性分布不均一的特点,根据地质构造、隔水层、含水层、水动力场、水温度场、水化学温标、瞬变电磁和直流电法勘探等综合探查信息,分析了寒武灰岩含水层地热水的埋藏和分布规律,并划定了富水异常区;结合计算的含水层疏水降压影响半径,在西大巷底板布置了7眼寒武灰岩地热水疏水降压孔,7眼疏水孔总涌水量300 m3/h,277 d内,西大巷寒武灰岩水位共下降17.2 m,西大巷内空气温度降低2℃;涌出的50℃地热水提至地表可供综合利用。     

基于多方法的煤层底板突水危险性评价

选择平顶山煤田二矿、十矿和十二矿51个钻孔的隔水层厚度、断层复杂程度、含水层水压、含水层单位涌水量、采高5个因素为评价因子,以层次分析法和灰色关联分析法计算的常权权重为基础,应用变权理论确定各指标因子的变权权重;分别利用物元可拓法、模糊可变集理论、突变理论、模糊综合评价法,对煤层底板突水危险性进行评价并确定突水危险性等级。与实际开采情况的对比分析证明,模糊可变集理论是最适宜研究区的底板突水危险性评价方法,评价结果与开采实际较为吻合。模糊可变集理论的评价表明,二矿、十矿、十二矿带压区内安全区占比分别为4.08%、14.30%、0,低威胁区占比分别为76.91%、83.14%、85.78%,高威胁区占比分别为19.01%、2.56%、14.22%,研究区内暂无危险区。      

地热资源评价的蒙特卡罗法

目前国内外评价地热资源的方法 ,均将热储参数作为定值而未考虑其随机特性。蒙特卡罗法是以热储参数的随机特征为基础建立的 ,并且通过计算可以给出结果的可信度。本文在论述蒙特卡罗法基本原理的基础上 ,结合开封市地热系统 ,分别利用蒙特卡罗法和单元热储体积法对地热资源进行了计算 ,经对比分析得出的地热资源量为 133 0 95 5×10 1 3 Kcal,相当于 1 5 476× 10 1 2 度电或 7 7381× 10 8t煤所产生的热量 ,为开封市地热资源的合理开发提供了科学依据。     

深部地热水多开采井联合运行模式优化

深部地热水作为一种清洁低碳的可再生能源,对促进实现“双碳”目标具有重要意义,但其不合理开采将导致水量减少、水位下降、工程效益低等一系列问题。以河南开封市城区已有的地热井勘探资料为基础,构建表征地热水运移的水文地质模型及对应的数学模型,利用Galerkin有限单元法对模型进行识别与验证。针对现有地热井单独运行、按需开采的弊端,围绕开封市城区主采的埋深1 200～1 400 m热储层,以水位降深最小、井间干扰最小、运行费用最低为目标函数,以水位降深、供需平衡为约束条件,建立地热水开采井运行模式优化模型。为提高收敛的准确性和结果可靠性,引入Pareto-灰狼算法求解模型并用TOPSIS理论对结果进行排序。研究表明：优化后剖分节点水位降深之和减少70.3%,地热井之间水位降深影响值之和减少10.83%,分区Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ水位降深分别减少12.85%、28.14%、43.77%,-80和-90 m水位等值线包围的降落漏斗面积分别降低15.5%和28.7%,地热井运行总费用降低28.7%。研究成果通过构建优化模型和引入改进算法,为地热水合理开发提供科学依据,优化地热水开采井的运行模式,不仅可以减少水资...     

塘沽地热系统水化学赋存环境

根据水化学成份检测资料，研究了塘沽地热系统馆陶组Ⅲ段热储层地热水化学成份的时空变化规律。利用地热水中pH值的大小，气体成分的含量及放射性同位素^14C实测的地热水年龄，确定了塘沽地热系统馆陶组Ⅲ段热储层地热水的赋存环境，得出地热水补给和径流均微弱的结论，为地热水的开发管理和保护提供了科学依据。     

河南省东部平原地热供暖模式研究

针对河南省东部平原埋深1000～1300m、1300～160Om热储层的特征，利用Larson指数法评价了两热储层地热水的腐蚀性和结垢趋势。根据腐蚀性，确定1000～1300m、1300～160Om热储层地热供暖时应分别采用直接和间接供暖形式。利用时间资金价值法，评价了1000～1300m、1300～160Om热储层地热供暖时的无调蜂和调蜂供暖方案，并与通用的锅炉供暖方案进行了对比，优选出了调蜂地热供暖方案。另外，在1000～1300m和1300～160Om热储层均存在的地区，对两热储层的独立供暖和联合供暖模式进行了经济分析，可以看出：联合供暖显著优于独立供暖模式。     

基岩裂隙水运移模型评价

结合近几年的研究成果，按照建立模型时的能量方程不同，将基岩裂隙水运移模型划分为以Darcy定律为基础的模型和以Chezy公式为基础的模型；按照介质概化条件的差异，进一步划分为孔隙介质、裂隙介质和双重介质数学模型，并评价了各种模型的原理、适用条件及其优缺点。     

用有限混合网络模型计算天津地热田热水量

针对因地热水位动态资料不足而导致的水量计算结果偏离实际的状况，以天津地热田雾迷山组热储层为例，建立了利用放射性同位素^14C资料进行地热水量计算的有限混合网络模型，并利用1998—2001年的水位、水量及^14C资料进行了模型的识别，得到了有效孔隙度和弹性释水率等水文地质参数，利用所建立的模型及水文地质参数计算了地热水的储存量及补给量。研究表明，地热水的开采主要是消耗弹性储量。     

岩溶裂隙中承压水紊流运动的解析研究

以断面代表点为研究对象,建立了描述单个岩溶裂隙承压水紊流运动的数学模型;利用Lagrange 法求解了不同定解条件下的数学模型,得到了相应的解析解;根据室内模拟实验资料验证了解析解,说明了所建模型的正确性及解析解的合理性,为复杂条件下溶岩裂隙水运动规律的研究奠定了基础。