河北平原地热流体可采量计算方法及岩溶热储分布规律研究

随着能源供需矛盾的加剧,河北省地热资源开发利用呈快速增长态势,对地热流体可采量及其计算方法的研究亟待加深。通过实例,采用热储法、解析法、统计分析法和数值模拟4种方法对河北平原区层状热储地热流体可开采量进行了评价和对比; 分析了岩涪热储及资源现状。研究认为: 热储法和解析法适合勘查程度较低、无地热井或仅有少量地热开采井和产能试验数据的地热田,其计算精度较低; 统计分析法和数值模拟法适用于勘查程度较高、已开发利用多年、具有多年动态监测资料的地热田,计算结果可靠程度较高; 地热流体中岩溶热储具有温度高、易回灌、可持续性好等特点,主要赋存于古生界和中新元古界地层中; 岩溶热储被新生界地层覆盖,有利于储集层的聚热和保温; 在基岩隆起带(古潜山)岩溶裂隙发育,构成深部热水储集层,可形成有重要开发利用价值的地热田,是下一步地热勘查和开发的主要热储类型。     

变质过程中流体作用的实验研究

人们对变质过程中流体的认识是逐步深入的。最早的变质岩的研究者不认为变质过程中有流体存在。后来发现有H_2O的存在,然后又发现了CO_2。现在的研究认为变质过程中流体的成分可以非常复杂,除了H_2O和CO_2外,还有各种盐类。变质过程单独流体相存在的间接证据是通过变质岩的地球化学和岩石学研究,根据原岩与变质岩或低级变质岩与高级变质岩岩石成分的不同,经质量平衡计算得出的。足以证明变质过程中独立流体相存在的最直接的证据是各种成分的气液包裹体的存在。这些气液包裹体不仅能给出变质过程中某一点所存在流体的成分,而且有可能给出这时的温度和压力。     

欧洲共同体国家地壳流体研究的概况和进展

地壳流体在主岩溶解和迁移过程中，以搬运和交换物质、传输和释放能量的基本作用广泛影响地壳内部的造山、变质、成岩、成矿等地质作用和过程。流体的地质作用具有岩石圈动力学和大陆动力学的意义，是地球科学跨世纪的重大进展之一。文章从三个方面概述欧共体国家在近十年来对地壳流体研究的概况和进展：（１）７０年代始意大利托斯卡纳地热田的开发和利用对新生代—现代地热田热水系统近地表的超热地壳流体的研究成果；（２）８０年代欧共体国家开展的跨国多学科重大基础研究项目“欧洲地壳剖面综合地质调查”对欧洲中部华力西带结晶基底和中—新生代沉积盖层古地壳流体的研究成果；（３）９０年代联邦德国大陆超深钻现代和古地壳流体的研究成果。     

斜长石中人工合成流体包裹体的实验研究

天然斜长石流体包裹体被广泛应用于揭示各种地质作用及地质过程的研究,但关于这类包裹体的捕获机制及捕获后的变化、地质温压计等研究需要基于斜长石的人工合成流体包裹体研究的验证或修正。目前,以斜长石为寄主矿物的人工合成流体包裹体技术尚未见诸报道。本文基于传统的寄主矿物裂隙愈合方法,通过在寄主矿物的预处理、囊组装等方面的适当改进,在1～1.5 GPa、800～900℃的条件下,模拟俯冲带中玄武质洋壳发生脱挥发分反应的实验中,以斜长石为寄主矿物的流体包裹体被成功地合成。对合成的包裹体进行了详细的岩相学观察、激光拉曼光谱分析和显微测温分析,以及尝试性的单个流体包裹体的激光剥蚀电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)分析,结果显示斜长石捕获了常温下呈富碳液相+富水液相的两相流体包裹体,捕获的流体具有H₂O+CO₂±CH₄±N₂的组成,流体盐度因加入初始标液不同而有变化,有Cu、Mo等被活化进入到流体中。实验展示了基于斜长石的人工合成流体包裹体技术在二氧化硅不饱和体系的高温高压模拟实验中的成功运用,其在地质流体和实...     

流体饱和孔隙介质模型中震电效应的实验研究

震电勘探是一种非常有前景的应用地球物理方法,特别是在油气勘探开发领域具有很大的潜在应用价值.通过大量的物理模型实验观测,成功地观测并识别出了在流体饱和孔隙介质中声波激发产生的两类主要震电信号.第一类产生于均匀介质内部、仅存在于扰动区范围的局部震电场.该类震电信号传播的视速度、频谱特征与介质中对应的声波激发信号类似;另一类震电信号产生于两种性质不同的介质分界面,可在一定探测范围内随处同时观测到.实验发现,该类震电信号强度除与分界面处超声振动激发强度有关外,还与分界面本身的物理特性(弹性和电性)有关.特别是对储层油-水界面,其震电场反映明显.     

赤峰热水镇地热田地热流体流动模型

赤峰热水镇地热田内发育有南北向、北西—南东向、北东—南西向及东西向断裂构造,这些断裂大部分为张性断裂,并构成地热田热水上升的主要通道。热水的补给区在远离地热田的西部和北部山区,天水从此处渗透到地下深处,缓慢流动到地热田下部,被侵入的花岗岩和玄武岩所构成的热源以热传导方式加热,再沿断裂、裂隙上升,形成了地热田浅部热水储集层。本地热田热水属于天水起源的中、低温裂隙水。     

广东省丰良地热田高氟地热流体成因及热储温度评价

广东丰顺丰良地区出露的地热水温度高达96℃,热储层为裂隙发育的下侏罗统的英安斑岩,F-含量较高。但关于其地热流体的补给来源、循环演化过程及热储温度研究较少。本文基于早期开展的勘探工作和补充采集、测试的地热水和气体数据,探讨了该地热系统的流体成因及热储温度。结果表明,丰良地区地热水存在2类,A类地热水温度普遍低于40℃,Ca2+含量高,Na+和K+含量低,以HCO-3—Ca2+型为主;B类地热水Na+含量高,Ca2+含量低,为HCO-3—Na+型。A类地下水可能受浅层地下水混入影响,但缺少直接证据。B 类地下水由周边山区的大气降水补给,沿裂隙或者断裂系统进入英安斑岩储层,循环深度和水—岩相互作用时间分别可达5200~6300 m和22 ka;储层温度条件下铝硅酸盐矿物的溶解以及阳离子交换作用促进了富N2、SiO2、F-、Na+、Sr和Li的地热水的形成;深部地热水上升至地表过程中,受冷水混入（混入比例为10%~25%）及少量CO2脱气（蒸汽散失比例为0. 3%~0. 5%）的影响;F-含量受控于富氟副矿物萤石矿物的溶解,与温度和pH值成正比。基于校正了混合作用和CO2脱气作用的地温计组合方法,得到深部热储温度为138~143℃,与其南部的汤坑地热系统热储温度一致,二者有可能属于同一大的地热系统。     

广东省丰良地热田高氟地热流体成因及热储温度评价

广东丰顺丰良地区出露的地热水温度高达96℃,热储层为裂隙发育的下侏罗统的英安斑岩,F^-含量较高。但关于其地热流体的补给来源、循环演化过程及热储温度研究较少。笔者等基于早期开展的勘探工作和补充采集、测试的地热水和气体数据,探讨了该地热系统的流体成因及热储温度。结果表明,丰良地区地热水存在2类,A类地热水温度普遍低于40℃,Ca²⁺含量高,Na⁺和K⁺含量低,以HCO^-₃—Ca²⁺型为主;B类地热水Na⁺含量高,Ca²⁺含量低,为HCO^-₃—Na⁺型。A类地下水可能受浅层地下水混入影响,但缺少直接证据。B类地下水由周边山区的大气降水补给,沿裂隙或者断裂系统进入英安斑岩储层,循环深度和水—岩相互作用时间分别可达5200～6300 m和22 ka;储层温度条件下铝硅酸盐矿物的溶解以及阳离子交换作用促进了富N₂、S...     

承德北部茅荆坝地热田地热流体的水化学和同位素特征及其成因

承德北部茅荆坝地区地表出露的地热水温度高达98.7 °C,赋存于裂隙较发育的侏罗世中粗粒二长花岗岩热储,${\mathrm{SO}}_4^{2-} $含量较高,但关于该区地热流体的补给来源、循环演化过程与成因机制研究尚少。为了认识该基岩山区地热系统的成因以合理开发利用地热资源,在区域地热地质调查的基础上,测试分析了不同水体的水化学组分、地下水年龄（3H和14C）、硫酸盐硫、氧同位素（δ34S-${\mathrm{SO}}_4^{2-} $和δ18O-${\mathrm{SO}}_4^{2-} $）、碳酸盐碳同位素（δ13C-$ {\mathrm{HCO}}_3^-$）、锶同位素（87Sr、86Sr）等特征值。结果表明：（1）茅荆坝地区地热水化学类型以${\mathrm{SO}}_4 $—$ {\mathrm{Na}}$型为主,硅酸盐矿物的溶解及阳离子交换作用促进了地热水中${\mathrm{Na}}^+ $、${\mathrm{K}}^+ $和SiO2的富集,水中${\mathrm{SO}}_4^{2-} $并非来源于硫酸盐岩矿物溶解,推测为H2S气体从深部还原环境上升到浅部氧化后生成${\mathrm{SO}}_4^{2-} $,也可能来源于高温地热水与硫反应形成的硫酸盐;（2）地热水n(87Sr)/n(86Sr)均值为0.7092,与海相碳酸盐岩比值接近,揭示热储深部可能存在海相碳酸盐岩储层;（3）地热水属于古地下水,14C校正年龄为11.9～14.9 ka,循环更新能力差,由周边山区的大气降水补给,补给高程在1532～1632 m;（4）地热系统深部热储温度为142～144 °C,高温中心位于热田北部。研究结果对冀北山地地热资源的可持续开发利用具有重要意义。     

Research on basic characteristics of 2H, 18O and 14C in geothermal fluid in Guangdong Province,China

In general, previous geothermal geochemical studies in Guangdong Province mainly involves single method to cover limited aspects and areas. In that way, various methods available cannot actually provide more convincing results of geothermal fluid's circulation system and evolution process from different dimensions, especially in terms of isotope. As a result, more comprehensive researches remain to be done on geochemistry of geothermal fluid, in particular, the space-time law of isotope's evolution pattern as well as recharge cycle. Based on data of environmental isotopes(~2H and ~(18)O) and the isotope of radiometric dating(~(14)C), geothermal geology, characteristics of groundwater flow field and types of goethermal reservior in Guangdong Province are taken into account in this paper, so as to analyze numerical rule and spatial distribution features of isotopes. Thus, corresponding main causes, mechanism and hydrogeological significance can be revealed to further study the potential of geothermal fluid to renew and recharge in the long run, which is conducive to enrich geothermal theories and solve existing hydrogeological problems.     

天津地热资源开采情况实际与理论计算对比研究

天津地热资源丰富,为研究天津地热资源的开采潜力,通过热储法对天津平原区沉积盆地型地热资源进行比较,其中涵盖4000 m以浅的6个热储层的地热资源量、地热流体储存量、可回收地热资源量,同时利用开采系数法和热量平衡对不同开采条件下的地热流体可采量进行计算,以2013年的实际开采量为样本,对多个计算指标的合理性进行了分析研究。结果证明实际开采量只占理论值的极小部分。人工回灌可以极大地提高地热资源利用率。     

Research on basic characteristics of 2H, 18O and 14C in geothermal fluid in Guangdong Province,China

In general, previous geothermal geochemical studies in Guangdong Province mainly involves single method to cover limited aspects and areas. In that way, various methods available cannot actually provide more convincing results of geothermal fluid’s circulation system and evolution process from different dimensions, especially in terms of isotope. As a result, more comprehensive researches remain to be done on geochemistry of geothermal fluid, in particular, the space-time law of isotope’s evolution pattern as well as recharge cycle. Based on data of environmental isotopes (2H and 18O) and the isotope of radiometric dating (14C), geothermal geology, characteristics of groundwater flow field and types of goethermal reservior in Guangdong Province are taken into account in this paper, so as to analyze numerical rule and spatial distribution features of isotopes. Thus, corresponding main causes, mechanism and hydrogeological significance can be revealed to further study the potential of geothermal fluid to renew and recharge in the long run, which is conducive to enrich geothermal theories and solve existing hydrogeological problems.     

气举反循环钻进工艺在贵州地热井中的推广应用

结合贵州省地热钻井设备及井身结构等情况,就气举反循环钻进工艺在地热井施工中的应用,对冲洗液正循环和气举反循环两种钻进工艺原理、设备配套、钻具组合、沉没比、钻进参数等进行了分析和总结。气举反循环钻进工艺在地热井施工中的应用效果,证明了该工艺能够提高溶蚀裂隙地层施工效率,减少孔内事故的发生,同时该工艺在热储层中应用还具有明显的洗井效果。     

陕西咸阳地热田地热流体成因研究

陕西咸阳地热田位于关中盆地腹地,横跨两个不同的基底构造和岩性单元,南北分界线为渭北断裂。研究区地热水的水化学类型主要是Cl—Na型,渭北断裂北侧的水比南侧的水相对更成熟。氢氧同位素证据表明咸阳市区和武功县城的地热水来自于秦岭山区大气降水的补给;地热水γ(Na~+)/γ(Cl~-)均大于0.85,阳离子交换指数位于-0.42～5.93之间,脱硫酸系数均大于1,推断研究区的地热水主要形成于溶滤作用,其中武功地区的热储层较封闭,可能存在沉积水;惰性气体同位素n(~3He)/n(~4He)—n(~4He)/n(~(20)Ne)表明流体循环仅发生在地壳深度内,没有幔源物质的补给。