山东省干热岩地热资源潜力估算

干热岩是一种清洁的可再生地热资源,随着干热岩的开发利用技术日趋成熟,显示出了其巨大的利用价值。干热岩地热资源潜力评估是进行开发利用的基础工作。本文是在充分研究山东省地质构造背景的基础上,通过野外勘查取样和搜集整理地热参数数据,根据浅部温度资料向地壳深部推算的方法,估算出山东省不同区域3～10km深度范围的温度。利用体积法估算出了山东省3～10km深处的干热岩地热资源量。结果显示,山东省3～10km深度范围内干热源资源量总计为2.63×10~(23) J,合8.97×10~(12) t标准煤,现阶段可利用干热岩资源量按2%的可开采资源量计算,即合1794.4×10~8t标准煤,大约是全国能源消耗总量的37倍,开发利用潜在价值巨大。     

松辽盆地地壳热结构与深部热源条件

松辽盆地是中国中低温地热能的重点地热资源区。利用最新地震成像资料,结合重、磁、地热观测数据及盆地构造演化与地幔热流关系,计算分析了松辽盆地深、浅地层热量配分比例,莫霍面与居里面深度,盆地生热率结构。结果表明：(1)松辽盆地浅部地壳的地温场以传导传热为主;(2)盆地中心莫霍面上隆,但上地幔热流处于衰减回落状态,上地幔供热不足导致莫霍面温度相对周缘要低;(3)盆地中心居里面较深,与上地幔热松弛相关;居里面之上,受花岗岩较高放射性生热率影响,地温梯度较高;居里面之下,受地幔热流衰减回落影响,地温梯度下降。综上所述,中央坳陷区上地幔处于热流衰减的热松弛阶段,其对地表热流贡献小于上地壳放射性生热对地表热流的贡献,松辽盆地中部地表热异常成因主要是地壳上部的花岗岩放射性生热。     

干热岩开发利用潜力简介

一、干热岩基本特征及分布 干热岩是一种没有水或蒸汽的热岩体,主要是各种变质岩或结晶岩类岩体,普遍埋藏于距地表2000m～6000m的深处,其温度范围很广,在150℃～650℃之间。干热岩的热能赋存于岩石中,较常见的岩石有黑云母片麻岩、花岗岩、花岗闪长岩以及花岗岩小丘等。     

宁乡灰汤地热田干热岩资源埋藏深度探讨

湖南省已开发地热资源均为水热型,干热岩的勘查开发尚是空白。宁乡县灰汤温泉是湖南省现今仅有的两处高温温泉之一,热水温度最高达102℃,是省内最具有干热岩开发潜力的地热田。干热岩埋藏深度是评价其是否具有经济开发价值的重要指标,本文采用管道模型的方法,利用热田中心钻孔的测温资料计算地下热水的上涌流速;利用化学温标方法,计算热储温度值范围;用图解法求出灰汤地热田的热水循环深度为2.7~3.1 km,进而推算出灰汤地热田干热岩埋藏深度为3.13~3.49 km,具有较好的开发前景。     

高温作用下干热岩物理性质实验

为了揭示高温作用下干热岩物理力学性质的变化规律,分析不同温度下干热岩孔隙度与渗透率、导热系数等,通过岩石力学单轴、三轴加载实验,揭示干热岩在高温作用下变形与破坏特征、抗压强度及断裂韧性等力学参数的变化规律。结果表明：温度由常温升至400℃时,干热岩孔隙度增大0.86%,接近常温状态下2.4倍,渗透率增大超140%,导热系数下降超过49%;随温度升高,干热岩塑性逐渐增强而抗压强度降低,超过300℃温度后,抗压强度呈“断崖式”下降,弹性模量较常温状态下降超过10%,泊松比基本呈线性下降;高温热应力促使干热岩内部孔隙结构发育,温度快速升高导致声发射事件不断向应力加载前期移动,断裂韧性逐渐减小,600℃温度时为常温下的22.4%。该结果为干热岩人工换热系统储层改造工程设计提供参考。     

干热岩压裂建造人工热储发展现状及建议

能源是经济社会长期稳定发展的有力保障。同时, 我国也进入了生态文明建设的关键时期。为实现此目标, 亟需建设清洁、低碳、高效、多元的现代能源体系。干热岩型地热作为一种新兴的环境友好型资源, 有望推进能源结构转型。开发干热岩需要建立增强型地热系统, 其核心是向储层钻井并压裂形成一定规模的裂缝网络, 构建井间循环回路来提取热能发电。20世纪70年代以来, 多个发达国家先后进行干热岩资源开发尝试, 然而受到人工热储建造和诱发地震防控等关键技术的限制, 成功运行的EGS工程屈指可数。近些年来, 干热岩资源的优越性和规模化开发可行性进一步得到国际社会的认可, 投入建设的EGS数量总体上不断增加。水力压裂是建造人工热储的核心技术手段之一, 水力裂缝的形态直接决定了换热体积和取热效率。本文在分析国内外典型EGS压裂案例的基础上, 总结了干热岩水力压裂的工艺特点。此外, 结合几种较为流行的理论模型和我国首例EGS工程——共和盆地恰卜恰干热岩试采工程的实际情况, 简要阐述了干热岩压裂与诱发地震之间的关系。最后从压裂工艺、智能化开发、微地震监测矩张量反演等方面为干热岩水力压裂向更深层次发展提出建议。      

中国南方区域地球物理及深部构造的若干特征

本文在分析区域重磁场的基础上，由重磁资料结合深部地震和大地电磁测深资料所得的莫霍面、居里面、磁性体顶面及上地幔低阻层顶面深度，探讨我国南方地区的岩石圈和地壳厚度变化以及地热构造和基底构造特征，从而阐述了全区各层次的深部地质构造特征。     

陕西关中盆地地热资源及壳幔温度结构的地球物理分析

陕西关中盆地地下热水资源丰富,是中国典型的隐伏型中、低温地热资源分布区.为研究关中盆地中、低温地热系统形成机理,认识深部热源条件,利用地球物理方法分析了该区壳幔温度结构.结果表明:计算得到的居里面平均深度为25.0 km,莫霍面平均深度为36.6 km,地壳平均地温梯度为22.60℃·km-1,咸礼断阶、西安凹陷、固市...     

青海省锡铁山铅锌矿成矿元素物质场结构及深部找矿潜力

青海省柴达木盆地北缘锡铁山铅锌矿是我国大型的喷流沉积型(SEDEX)矿床，赋矿围岩主要是大理岩和片岩，浅部主要为大理岩型矿体，深部主要为片岩型矿体。系统描述了不同矿石类型中铅锌矿体与黄铁矿的空间共生关系、矿体空间形态三维变化规律；利用局部奇异性分析方法、相关性分析方法对矿区Pb、Zn、Ag、Au等成矿元素物质场结构特征及变化趋势进行了系统分析，2种分析方法均可表现元素物质场不同的结构特征，即:Pb、Zn、Au元素整体上沿着矿体的侧伏方向仍然有明显的向深部富集的趋势，且不受大理岩的影响，在片岩中物质场所反映的元素富集程度依然很强；Ag元素整体上从浅部到深部在矿化空间内均有明显的不连续富集特征。锡铁山铅锌矿水平方向上元素分带由远至近(由西向东)依次为Mn-Fe-S-Ag-Pb-Zn-S-Au，垂向上元素分带由上到下依次为Mn-S-Ag-Pb-Zn-S-Au，同时系统研究了成矿元素物质场中元素富集结构的变化规律，分析讨论了锡铁山深部找矿潜力。      

山东省深部岩溶热储地热水同位素特征分析

通过现场调查并对不同类型深部岩溶热储地热水进行采样,测定其δD,δ18 O稳定同位素与14 C放射性同位素,对全省深部岩溶热储地热水成因、年龄、热储性质及水力联系等进行了分析。结果表明:山东省深部岩溶热储地热水属大气降水成因,其形成年代久远,补给途迳长,径流速度缓慢。同一构造单元的滨海-孤岛地区、齐河与聊城地区水力联系密切,其他地区水力联系较差。     

文登地区浅部干热岩地热资源的赋存条件分析

文登地区的5处天然温泉,多分布于河套边沿,水源足,水质优,水温高,证明该地区存在多处地温梯度异常。分析认为该地温梯度异常与太平洋板块边沿俯冲带、苏鲁超高压变质带放射性元素生热异常、深大断裂带的导热作用有关。根据各种岩性的导热性分析,认为含石英岩脉的花岗岩、花岗片麻岩或片麻岩为有利于干热岩资源开发利用的最优目的层。建议在5处天然温泉区域内,利用物探、钻探等勘查手段相结合,查明深大断裂带,调查地温梯度异常区,寻找浅部干热岩地热资源赋存区。     

利津县陈庄地区干热岩地热资源存在可能性分析

干热岩温度一般大于150℃,埋深数千米,内部不存在流体或仅有少量地下流体的高温岩体。干热岩资源分布广泛,资源量巨大,干热岩的热能赋存于各种变质岩或结晶岩类岩体中,较常见的岩石有黑云母片麻岩、花岗岩、花岗闪长岩等。利津县已施工一眼干热岩勘探孔,资料表明,陈庄地区具有干热岩地热资源存在所需的大地构造、岩性及地温梯度,具备干热岩地热资源存在的可能性。     

干热岩钻探关键技术探索

干热岩是国际公认的高效低碳清洁能源,近年来,随着国家对清洁能源勘探开发的提倡和支持,国内开展了一些干热岩勘探工作。干热岩钻探是前期获取地质资料进行资源量计算及后期开发利用的关键部分。现阶段国内在干热岩钻探工艺技术方面还没有形成体系,大多借用石油钻井行业及地质钻井行业的一些工艺技术,但干热岩钻探钻遇地层温度普遍较高,且大部分孔段均为坚硬的花岗岩地层,因此如何在高温环境下保持钻井液性能,保证其携带岩屑及维护孔壁稳定的功效,在坚硬的花岗岩层中如何提高钻进效率,实现高效钻进,钻遇破碎地层时如何维护孔壁稳定,实现护壁堵漏等问题,该文结合国内已施工的部分干热岩钻探工程,对国内干热岩钻探所采取的工艺技术进行了探索,研制了抗高温配方的钻井液,使用转盘回转+孔底动力钻具复合钻进,在钻井液中加入抗高温封堵剂,可有效提高干热岩钻探效率,以期促进干热岩钻探工艺技术的研究、应用和推广。     

德州市浅层地温能资源潜力评价

随着我国社会经济的快速发展,对能源的需求大幅增加,供需矛盾越来越突出,煤炭、石油、天然气等常规能源的大量消耗对环境造成的压力也越来越大。浅层地温能是一种可再生的新型环保能源,逐步受到各级政府及社会各界的重视。通过对德州城区浅层地温能赋存条件的分析,利用试验测试数据对浅层地温能热容量进行了计算,并在适宜性分区在基础上,进行了浅层地温能资源潜力评价。结果表明,德州城区120 m深度内浅层地热容量为8.525×10~(13)k J/℃,相当于291万t标准煤。整个德州城区为地下水换热系统不适宜区,而适宜地埋管换热系统。在地埋管换热系统适宜区内,120 m深度范围内考虑土地利用系数,计算得出夏季换热功率为339.18万k W,冬季换热功率为343.22万k W。夏季可制冷面积4.845×10~7m~2,冬季可供暖面积6.240×10~7m~2。     

日照市沿海地区地热资源特征研究

日照市沿海地区位于日照-青岛断裂两侧,区内断裂、构造较发育,成热地质条件良好。为了全面查明日照市沿海地区地热资源特征,该文通过浅层地温测量、物探、测温孔等手段,确定日照街道三柱山村东和南湖镇徐家坪-万家坪一带两处地热异常区,然后分别建立热储概念模型分析研究,采用热储法对两区域地热资源量进行评价。浅层地温测量显示区域恒温带埋深一般在17.84～26.15m,恒温带平均温度15.39℃,地温梯度值平均值为1.46℃/100m;热储概念模型分析显示,地下水受深部热源加热、温度升高,遇构造交会区形成凝滞,与围岩发生溶滤,形成了具有较高温度和矿物质的地热流体,最终沿断裂破碎带传输至地表,形成了地热异常区;热储法计算结果:三柱山区域地热资源量3.07×10~(15)J,可利用地热资源量2.46×10~(14)J,南湖区域地热资源量3.85×10~(15)J,可利用地热资源量3.08×10~(14)J。这对于日照市沿海地区地热资源勘查提供了方向,对我国"断控型"地热资源研究提供了一定的参考价值。     

山东省鲁北地区浅层地热能资源评价

鲁北地区于2001年已陆续开始应用热泵技术开发浅层地热能,但区内的浅层地热能资源评价工作却严重滞后,制约了区内浅层地热能资源的开发和合理利用。为促进鲁北地区浅层地热能的开发利用,省政府拿出专项资金,开展了鲁北地区浅层地热能的资源评价工作,前期在调查区域内开发利用现状和摸清地质条件的基础上,采用层次分析法,分别对地下水换热方式和地埋管换热方式进行了开发利用适宜性分区,采用热储体积法对该区的浅层地热容量进行了计算,得出鲁北地区浅层地热容量为29.386×1015kJ/℃;并根据适宜性分区结果,分别对地下水式和地埋管式地源热泵适宜区、较适宜区可利用换热量也进行了计算,得出地下水式地源热泵200m以浅可利用换热量为0.848 9×1010kW·h,地埋管式地源热泵200m以浅可利用换热量为6.526 1×1012kW·h。     

临沂市柳航头地区地热资源特征研究

区域地质调查和地热地质勘探资料显示,临沂市柳航头地区区域构造发育较强烈,大气降水通过构造破碎带向地下深部运动,深部寒武-奥陶纪灰岩岩溶地层厚度可达1 500余米。区域地下水在深部渗透性较好的岩溶地层内径流,向柳航头地区运动过程中,不断受到地球深部热源的地温加热而形成地热水,寒武-奥陶纪岩溶地层成为热储层,其上覆地层导热率较低,是较好的盖层。结合研究区内的地热井深部测温数据和地热水化学特征数据,建立柳航头地区地热概念模型。     

聊城莘县地区地热资源赋存条件及评价

聊城莘县地区地热资源丰富,地热资源主要赋存于新生代新近纪和古近纪碎屑沉积岩中,为估算评价该地区地热资源,分别开展了地热地质调查、地球物理勘探、地热地质钻探、抽水试验、回灌试验、动态监测、水样采集分析等多项工作,基本查清了莘县地区地热资源的赋存条件,确定馆陶组热储和东营组热储为本次工作的主要研究对象,并对其进行了地热资源...     

山东省菏泽郓城地区地热资源赋存条件评价

山东省菏泽郓城地区地热资源丰富,主要赋存于奥陶系和寒武系灰岩中,为估算评价该区的地热资源,在收集资料、野外勘查的基础上,施工1眼地热井,结合收集该区30余眼地热井资料,基本查清了郓城地区的地热赋存条件,确定奥陶系和寒武系热储为本次研究对象,对郓城地区地热流体质量进行了评价,地热资源量进行了计算。评价结果,为持续做好郓城地区地热资源开发利用工作,带动当地经济发展,构建能源节约型社会提供了数据支持。