天津地区雾迷山组热储数值模拟研究

以天津地区雾迷山组热储为例,利用TOUGH2.0数值模拟软件建立了地热流体的数值模型,并利用2014年11月至2015年10月的水位动态资料进行了模型的验证,达到较为理想的拟合结果.在此基础上,对天津地区雾迷山组热储压力场变化趋势进行了预测,在保持现有开采方式的条件下,三个方案年均水位降幅压力分别为0.038 MPa、0.042 MPa、0.023 MPa.说明了地热资源开发利用可采热流体资源量的大小,与实际开采量的大小关系不大,与回灌量的大小有更为直观的联系.所以要想增大热储层流体开采量,必须先解决热储层回灌问题.     

天津市南部平原区雾迷山组热储岩溶裂隙发育规律

蓟县系雾迷山组是天津主力开发的热储层位,对这套地层的研究主要集中在热储层温度场、动力场、水化学场和地表水回灌等方面,在热储岩溶裂隙方面的研究较少。通过对天津市138眼雾迷山组地热井的完井和测井资料进行对比分析,统计了不同构造单元雾迷山组一、二类裂缝发育,热储顶板埋深,地热井单位涌水量和上覆不同地层的情况,总结了其岩溶裂隙发育规律。结果表明: 雾迷山组岩溶裂隙较发育,漏失部位距热储顶板埋深距离集中在100 m以浅; 热储顶部岩溶发育,裂隙发育受上覆不同地层的影响不大,裂隙发育与该层顶板埋深的相关性不明显,但整体上有裂隙发育随顶板埋深加大而略有减小的趋势; 地热井的单位涌水量随裂隙发育程度的增大而变大; 热储裂隙比集中在0.1~0.4,受构造影响,在张性断裂构造带、断裂交汇和背斜轴部热储构造裂隙较发育。研究结果可为天津市雾迷山组地热的有效开发利用与地热钻探提供参考。     

天津蓟县系雾迷山组地热流体水化学特征研究

蓟县系雾迷山组是天津地区主要开发利用的热储层之一.笔者基于区域地质资料,全面分析了天津地区蓟县系雾迷山组热储层的形成及分布特征,认为该层在天津的山区和平原区均有分布,具有分布连续稳定、沉积厚度大、裂隙发育、水质良好等特点.通过一系列的水化学资料及同位素资料分析,揭示了该热储层的水化学特征及其动态变化规律,进而阐明了地热流体的形成和运移特征.该层中的热流体其水化学类型主要受地下水径流排泄条件制约,由北部地区的HCO3-Ca·Hg型,逐步过度到南部地区的Cl·SO4-Na型,呈现由山前到盆地中心的水平分带性.     

天津市蓟县系雾迷山组地热流体地球化学特征

蓟县系雾迷山组是天津地区最重要的基岩裂隙型热储层。通过对天津市平原区不同构造单元的70组蓟县系雾迷山组地热流体样品的水化学测试,从其化学类型、特殊组分、热储温度及地热水成因等方面进行分析研究。结果表明,流体化学类型北部以HCO_3·SO_4-Na、HCO_3·SO_4·Cl-Na为主,往南变为Cl·HCO_3-Na、Cl·HCO_3·SO_4-Na、Cl·SO_4·HCO_3-Na为主,南部为Cl·SO_4-Na为主;地热流体中的氟、偏硅酸、偏硼酸、温度均达到了"有医疗价值浓度"或"命名矿水浓度"标准;由于雾迷山组地热流体水-岩之间未达到离子平衡状态,K-Mg温标不适用于本地区热储温度的计算,采用玉髓温标来预测热储温度的方法比较适用于本地区的热储。通过成因分析可知该热储属于贫溴的含岩盐地层溶滤水,具有陆相沉积水的特征。     

蓟县地区雾迷山组硅质岩成因研究

中晚元古代华北地台处于燕辽拗拉谷的张裂期,有利于形成风暴流。蓟县雾迷山组广泛发育风暴沉积,在硅质条带白云岩中发育硅质砾屑具奇特的菊花状构造,这种构造形成于成岩作用后期,在尚未完全固结成坚硬的岩石时期,遭遇风暴破坏,将原有水平层理打碎,继而被风暴流搅起,风暴流的涡动使得岩石碎片直立,或者呈发散状,后经成岩作用保留了这种构造形态,与上下岩层形成典型的风暴沉积序列。通过野外与镜下观察并结有机地球化学分析得出,蓟县地区雾迷山组硅质条带白云岩发育典型的风暴沉积序列和挤压滑塌序列,风暴硅质岩具丘状形态,内部菊花状构造为近源风暴产物,其中硅质岩来源于海底热水活动。沉积环境推测为碳酸盐台地前缘斜坡。     

蓟县地区雾迷山组硅质岩沉积序列研究

中新元古代华北地台处于燕辽拗拉谷的张裂期,蓟县雾迷山组广泛发育叠层石生物层、凝块石生物丘和硅质条带白云岩.     

蓟县地区雾迷山组风暴硅质岩沉积序列

从岩石学和沉积学方面对蓟县雾迷山组硅质岩沉积序列的研究表明,蓟县雾迷山组硅质岩沉积为典型的风暴沉积.蓟县雾迷山组广泛发育风暴沉积,在硅质条带状白云岩中发育的硅质砾屑具奇特的菊花状构造,这种构造形成于成岩作用后期,在岩石尚未完全固结成坚硬的岩石时期,遭遇风暴破坏,将原有的水平层理打碎,继而被风暴流搅起,风暴流的涡动使得岩石碎片或直立,或呈发散状,后经成岩作用保留了这种构造形态,与上下岩层形成典型的风暴沉积序列.通过野外与镜下观察并结合有机地球化学分析得出,蓟县地区雾迷山组硅质岩来源于海底热水活动.风暴硅质岩有两种沉积环境,对于异地搬运再沉积的风暴硅质岩,其沉积环境为潮上坪低能环境,即开阔台地中的泛溢沉积;而对于原地型的风暴硅质岩,其沉积环境应该是潮间带,因此推测其沉积环境为碳酸盐岩台地前缘斜坡.     

容城地热田雾迷山组碳酸盐岩热储层裂缝主控因素及成因机制

容城地热田雾迷山组是华北地区典型的低孔隙度碳酸盐岩热储层,也是地热流体勘探的主要目标。裂缝对研究区地热流体的富集和产能有重要影响。本文通过对研究区岩心、薄片和成像测井等资料的分析,确定了裂缝的发育特征、控制因素和形成期次。结果表明容城地热田雾迷山组碳酸盐岩热储层裂缝多为未充填的高角度斜交缝,11.8%的裂缝被方解石和石英脉充填。裂缝开度主要集中在0~2 mm,靠近断裂的D19井开度最大（均值为3.65 mm）,孔隙度也最大（均值为0.752 3%）,裂缝孔隙度随开度的增大线性增加。裂缝在断裂附近或者构造应力场较大的区域更为发育,受构造作用影响最明显。在同一构造环境和应力场下,岩性是控制研究区裂缝发育的主导因素。容城地热田雾迷山组碳酸盐岩热储层裂缝大致分为3组,印支期形成的NNE-SSW与NW-SE向“X”型共轭剪裂缝,燕山晚期形成的NEE-SWW向剪裂缝,以及喜马拉雅期形成的近E-W向张裂缝。

     

天津地区雾迷山组水位降落漏斗演化特征及合理开发利用探讨

雾迷山组是天津地区地热资源开发利用的主要热储层,连续32年的开采已形成较大规模的水位降落漏斗,热储压力下降形势严峻.本文通过对多年的雾迷山组热储水位监测数据进行系统整理、分析,对漏斗的形成和演化规律做了初步总结,提出雾迷山组水位降落漏斗在人为开采和地热地质条件共同影响下,目前仍以4~6m/a的下降速率向深部扩展;同时从水均衡的角度提出资源合理开发利用的建议,认为降低地热流体的消耗量是缓解乃至解决雾迷山组热储压力下降、实现资源可持续开发利用的唯一途径.     

天津地区深部蓟县系雾迷山组热储岩溶非均一性特征研究

天津地区蓟县系雾迷山组热储层岩性以碳酸盐岩为主,是天津地区目前开采层最深、开采强度最大、流体温度最高的主力开采层。钻遇该层的所有地热井均能开采出地热流体,反映了该热储层在区域上具有相对均一的发育特征。但通过钻探、井下物探及流体特征分析发现,因岩性不同、结构差异以及外部条件的变化,如溶蚀、构造、风化等多种因素对岩石裂隙改造的程度不同,导致不同构造部位、不同埋深的岩溶发育特征有较大差异,从而将岩溶分为裂隙型和裂隙孔隙型两大类。了解和掌握雾迷山组热储层深部岩溶发育特征,对天津地区地热资源勘查、开发和评价都具有十分重要的意义。     

PHREEQC模拟宝坻区地表水回灌雾迷山组地热井探析

天津市蕴藏着丰富的中低温地热资源,但是近年来地热集中开采区内热储压力持续下降,为了提高地热资源的可持续利用强度,对地热回灌方法的研究势在必行.本文从水文地球化学角度入手,分析了不同比例地表水与地热流体混合后流体主要离子组分的变化情况及结垢性,并以潮白河河水回灌宝坻区雾迷山组地热井(BD-02井)为例,采用PHREEQC软件对混合作用进行了不同比例模拟,结果显示混合比例达到1:1时,主要离子组分含量稳定,未对原地热流体水质造成影响.河水与地热流体混合时,碳酸盐矿物、含铁矿物、温石棉和滑石的饱和指数呈现降低趋势,不会出现结垢的现象,回灌能长期稳定进行.     

天津蓟县雾迷山组高频旋回沉积特征

天津蓟县剖面的中元古界雾迷山组是一套厚达3 300 m的碳酸盐岩地层,其中广泛发育具有近似对称相序组构的雾迷山旋回层,属于特殊的环潮坪型碳酸盐米级旋回层序。在对旋回层内部岩石成因单元的类型及组合分析的基础上,建立了雾迷山旋回层的基本模式和沉积环境模式,并对成因单元的岩石磁化率特征及其对高频旋回的反映进行了探索。认为雾迷山旋回层为沉积环境的水深由较浅—较深—较浅—暴露条件下的沉积,可能代表真正的沉积旋回;其成因单元之间具有明显的有序叠置形态,表明它有可能是与米兰柯维奇旋回具有成因关联的高频率海平面变化所控制的自旋回沉积作用的产物。     

北京城区地热田西北部地热地质特征

自2001年在北京大学成功打成地下热水井后,北京西部隆起区的地热勘探开发受到重视。通过对区域地质背景条件的介绍,根据地热井钻探揭露的地热地质成果,对研究区的热储构造条件、地热地质特征及地下热水地球化学特征进行了分析研究。结果表明,八宝山断裂的性质具有先逆断层后正断层的多期活动性特征;研究区蓟县系雾迷山组白云岩为鼻状背斜凸起型热储构造;深部热流主要沿着黄庄-高丽营断裂的上盘向上传导聚集;浅部古生界碳酸盐岩地层富集强径流冷地下水的作用使青白口系的地温梯度高于北京平原区,纵向地温场坡度较北京平原区大;临近深大断裂构造带导致地下热水具有放射性镭含量高的特征;地下热水的¹⁴C年龄特征反映城区地热田接受西部隆起区地下水的补给很少;地热井水头分布趋势反映雾迷山组白云岩热储地下热水受黄庄-高丽营断裂阻隔后由南向北方向径流。      

天津蓟县中元古界雾迷山组复合海平面变化旋回层序的初步研究

天津蓟县中元古界雾迷山组为一套厚3000余米的碳酸盐岩地层,叠层石生物层和凝块石生物丘特别发育。它们与潮坪相泥晶白云岩和泥质白云岩构成具对称相序组构的环潮坪型碳酸盐米级旋回层序。米级旋回层序之顶覆以厚度不等的潟湖相白云质泥页岩。常常3～5个米级旋回层序呈有序叠加构成五级准层序组,少数米级旋回层序还可识别出5个七级韵律层而呈现出1:5的叠加关系。因此,七级韵律层、米级旋回层和五级准层序组分别与岁差旋回、短偏心率旋回、长偏心率旋回间存在有成因联系。根据米级旋回层序在长周期层序中的有序垂直叠加形式,在雾迷山组中可识别出26个三级层序,进一步归为6个二级层序。     

天津蓟县雾迷山旋回层基本模式及其马尔柯夫链分析

津蓟县的中元古界雾迷山组,是一套碳酸盐岩地层,具近似对称相序组构的环潮坪型碳酸盐米级旋回层序特别以育。其近似对称的相序组构及普遍的1：4叠加形态,表明它们与短偏心率旋回具有成因关联,被命名为雾迷山旋回层来代表真正的碳酸盐沉积旋回。雾迷山旋回层是与高频率产面变化相关的环境加深及环境变浅过程的产物。马尔柯夫链分析的结果表明了雾迷山旋回层的基本相序模式是客观存在的,由于它们以瞬时暴露间断面为界,因而与Vail等（1977）的层序地层概念体系中所定义的“准层序”存在明显的差异。尽管难以断定前寒武纪地球轨道效应旋回的周期安全与显生宙一致,但是,七级韵律层、六级旋回层及五级准层序组之间的垂直叠置形态,以及由它们所指示的周期时限,与显生宙温室效应时期的轨道效应旋回周期是大体一致的。     

地热井套管外水位测管系统的设计与试验应用

地热井水位的监测是地热开发与利用过程中的一项重要工作,尤其是为了加强资源管理,合理平衡利用地热资源,使得监测工作日趋常态化。目前水位测量的工作主要在地热井的套管内来实现,或直接下入测线、或以并列安装在泵管上的测管作为通道来完成测量工作,其中前者由于潜水泵的泵管和电缆易与测线发生缠绕,影响测量精度,后者由于系统不完善经常无法测量,无法达到监测测量工作的要求。针对这些问题研制了一套基于连通器原理的套管外水位测管系统,并通过在试验井的安装测试证明其可行性及实用性。介绍了该系统的工作原理、结构设计、安装测试过程,并对测试结果进行了分析和评价。     

北京小汤山地区第四系高氟地下水与地热水关系研究

北京小汤山地区第四系深层地下水氟含量普遍超标, 严重制约区域供水。在收集整理基础地质、水文地质、地热地质资料基础上, 开展第四系高氟地下水与地热水之间关系研究工作。研究表明: 小汤山地区位于复式背斜的核部区域, 该区热储层与第四系地层直接接触并形成水力“天窗”, 受构造应力影响在热储层发育大量张性裂隙, 加之上覆第四系盖层结构松散且厚度较薄, 导致该区成为地热富集带; 在高温高压环境下, 地热水中氟化物含量普遍较高, 地热水上涌同第四系深层地下水发生热流-冷流的混合作用, 导致第四系深层地下水中氟化物含量升高, 形成第四系高氟地下水。