雄安新区D01井岩溶热储下伏太古界中热流测定研究

【研究目的】目前雄安新区范围内的热流数据多测自于新近系沉积盖层及白云岩地层,对岩溶热储下伏太古界的热流测定研究还鲜见报道,主要受限于以往的地热勘查开发层位主要在1800m以浅的蓟县系岩溶热储,揭露岩溶热储下伏太古界的钻孔稀少。2018年以来,在雄安新区牛驼镇地热田实施了D01深部地热参数井,揭穿了高于庄组岩溶热储,并揭露太古界厚度达1723.67m,给该地区岩溶热储下伏太古界的热流测定研究提供了条件。【研究方法】本文基于近稳态钻孔测温及岩心热导率测试,对D01井太古界进行了热流测定及分析。【研究结果】结果表明：D01井太古界呈显著的传导型地温特征,地温梯度为18.3℃/km,相比于新近系地温梯度48.6℃/km偏低。测得25块D01井太古界片麻岩岩心样品的热导率平均值为（2.41±0.40）W/(K·m)。根据钻孔测温数据及热导率测试,计算出D01井太古界2300～2700m深度的热流值为（44.1±7.0）mW/m²。同时,估算了D01井新近系400～800m深度段的热流值为84.6mW/m²,较太古界高出40.5mW/m²。【结论】分析认为D01井新近系较太古界高出热流主要为高孔渗岩溶白云岩层中地下水侧向热对流作用以及牛东断裂地下水垂向热对流作用共同所致。研究结果对前人提出的地下水运移聚热模式及导热断裂聚热模式提供了数据支撑,对雄安新区深部地热资源成因机制和太古界地温场研究具有重要意义。     

线性工程建设对地下水流场的影响分析

出于降低高速公路坡度的目的, 团结桥连接线高速公路路基开挖在Ⅱ级阶地前缘处排水盲沟最大开挖段基本将原来连续的天然含水层切穿, 导致地下水排泄基准面下降, 使得地下水流场发生改变, 部分民井出现水位下降或干涸现象. 得出路基开挖排水是导致工程区附近地下水含水层结构及流场改变、 水位下降或局部疏干的主要原因.     

石油类污染场地土壤与地下水污染调查实例分析

以冀中平原某石油类污染场地为例,从污染源分布勘察、场地水文地质模型建立、土壤及地下水的现场调查入手,采用物探、坑探、钻探综合调查技术和定深取样等一些取样方法,对不同深度土壤及地下水的有机污染进行调查和样品分析。结果表明:整个场地的土壤和地下水受到不同程度的污染,30m深度内包气带和饱水带已被污染,50m深度的地下水中有有机污染物检出,石油类场地的污染特征主要表现为土壤及其地下水中含有高浓度单环芳烃和卤代烃。且单环芳烃在土壤与地下水中的浓度高于其它有机污染物。     

基于两种插值算法的三维地质建模对比

三维地质建模过程中,插值算法对模型准确性具有显著影响。为评价不同插值算法对三维建模准确性的影响,本文选取反距离权重插值法和自然邻域插值法开展对比研究。通过理论分析和案例研究,从统计学原理、插值误差和可视化效果等三方面进行了对比分析。结果表明：反距离权重插值法在建模中精度较高,适应面更广。与自然邻域插值法相比,反距离权重插值法更加适用于地层缺失严重的层位,能够更好地保留地层缺失的特征;同时,反距离权重插值法能够更好地处理断层构造,对于地层的错断起伏情况表现效果更好;反距离权重插值法在沉积地层中误差更小,与实际情况更接近。     

多工艺联合洗井和抽水试验在CGSD-01井中的应用

天津东丽湖CGSD-01井为地热勘探井,设计井深4000 m,完钻井深4051.68 m。为最大程度清理钻井过程中对含水层的堵塞,本井采用了焦磷酸钠洗井、压缩空气洗井和酸化洗井3种工艺方法联合洗井,并先后进行2次抽水试验。联合抽水试验表明多工艺联合洗井效果理想。本文主要阐述了CGSD-01井洗井及抽水试验实施工艺,以期为今后同类研究及施工提供有益的借鉴。     

土壤结构与下伏多年冻土

上部边界埋深（深度小于1m）较浅的多年冻土影响着成土过程的特征,并控制着土壤特殊特征与特性的发育。首先,多年冻土作为物理和地球化学屏障限制了物质的纵向迁移,促进了物质横向的再分布。永冻层上部边界的动态特征是上部冻土层特殊形态形成的原因之一,反映了上部土壤与下伏冻土之间复杂的时空关系。     

深部水文地质研究的机遇与挑战

经济社会快速发展需要更多的能源与资源保障,地球深部资源与能源极其丰富。“向地球深部进军”是经济社会发展需要与资源勘查开发技术、经济效益成本承受能力相匹配的必然发展趋势。随着“碳达峰、碳中和”战略目标的提出,绿色低碳高质量发展成为时代发展的主旋律。为满足能源、资源保障和生态环境保护等重大需求,加大清洁能源勘探开发力度、提高碳封存能力、强化地质储能研究等显得尤为重要。深部水文地质作用与此息息相关,亟待重视和加强研究。本文采用文献分析法,通过学科发展历程与热点焦点问题的综合对比研究,对深部地下水分布与循环理论研究、深部地下水地质作用下地热与锂资源成藏、深部地热-干热岩与页岩气等清洁能源开发、深部咸水层CO₂地质封存、地质储能等方面涉及的深部水文地质研究现状和未来趋势进行了分析总结,认为深部水文地质在高温高压条件下地下水循环动力机制、物质能量转换过程、水岩相互作用、成热成藏机理和勘查监测技术精准度等方面尚需深入系统的研究,而储层非均质性刻画、热源机制、深部资源能源可持续开发技术、人工干预下深部资源环境演变特征、水力压裂诱发地震以及断层对流体触发的敏感性和触发过程演变等是未来应给予重点关注的关键性问题。     

黄河源区沼泽退化机制及其恢复技术研究

黄河源区主要发育台地型高位沼泽、扇前缘型低位沼泽、山前坡麓型和山间带状河谷平原型复合沼泽。除其它原因外,新构造隆升与河流溯源侵蚀、多年冻土退化、水资源减少是导致沼泽退化的主要原因。通过分析退化沼泽的水文—水文地质过程,针对沼泽退化严重、基本丧失自我恢复功能等特点,根据现代水工学和生态水工学理论,提出"提高侵蚀基准面,控制水文网下切侵蚀,合理利用水资源,截取过境弃水补给含水层,遏制冻结层上水水位下降"的基本思路,建议采取合理调配水资源、建设地下水人工补给场、修筑地下截流暗坝和降雨面流集水等工程技术,恢复退化沼泽。     

青海省玉树结古地区玉树断裂带的地热地质意义

玉树县结古镇位于玉树断裂带上的扎喜科地热异常区。成热条件受具多期活动性的玉树断裂带控制,是断裂导水通道和地热梯度高值带。其上盘为地下热水的主上涌通道和地下热水富水块段,地热异常具明显的带状分布特点。在水文地质条件上,富水性相对较好,地下水在北东部山区接受大气降水、地表水和地下水补给后,汇集于断裂破碎带中,加热后沿着构造裂隙、溶隙等各种上升通道循环径流,最终于河谷区、山间盆地地表形成温泉或水温异常的上升泉。初步评价结果表明,结古地区地热资源潜力较大,具有一定的开发前景。     

黑龙江省五大连池尾山地区火山岩浆囊探测与干热岩地热地质条件分析

五大连池火山群北部的尾山火山形成于第四纪中更新世,具中心式火山喷发,距今(0.57~0.31)±0.05 Ma。同美国芬顿山干热岩项目所在地火山活动于1.40~1.10 Ma相比,其下方具备发育正在冷却中的岩浆囊的可能。重、磁法勘查结果表明,尾山地区基底以北宽河组(Pt3-∈1b)变质岩为主,放射状断裂和环形构造发育,外环影响直径12~13km,是地壳浅部火山穹窿构造的反映。天然地震背景噪声层析成像勘查结果表明,尾山下部火山岩浆囊顶界埋深6.5km,至8km深度面积扩展至约13km~2,至13km面积扩展至约35km~2,平面上呈北西—南东向展布西大东小的"蝌蚪状",可能构成了尾山地区干热岩体的热源。大地电磁测深(MT)勘查结果表明,该地区高导体/高温岩体主体顶界埋深5km,最浅达3km。MT单点勘查曲线及图解表明,尾山西侧(B点)在约2km深度,电阻率值降至2Ω·m以下,4~6km小于2Ω·m的低电阻率区域逐渐连成片,6km以下几乎整体小于2Ω·m。综合分析认为,五大连池尾山地区具较好的干热岩地热地质条件。