基于多种估算方法的湖南省现今地温梯度综合确定

湖南省目前地热井多为深度较小(多在500m以浅)的热对流型,用地热井测温数据求取的地温梯度一般偏大很多。为解决对流型地热测得的地温梯度偏大问题,本文采用地热温标、管道模型及基于生热率的深部地温反推法等地温梯度估算方法,综合确定了湖南省现今的地温梯度。结果显示,湖南省高地温场大致沿中部的白马山岩体、沩山岩体、幕阜山—黄龙山岩体一线和湖南省东南部分布,地温梯度大于3.0℃/100m;5000m深度、6000m深度沩山岩体、热水圩一带的最高温度分别达到了218.69℃、216.70℃和258.99℃、256.60℃。深大断裂与多块体接合部位的构造形态相配合,使湖南省中部构造交汇带处于张开性的构造环境,有利于大气降水的深循环与深部热物质的上侵,是形成湖南省中部高地温场的主要原因。湖南省东南部是西太平洋板块俯冲与回撤的前缘,处于江南造山带与华夏板块的接合带,有利于大气降水的深循环与深部热物质的上侵;同时高放射性生热率的铀矿床、矿点也提供了较高的地壳热量,是形成湖南省东南部高地温场的主要原因。地温梯度及地温场的科学界定,为湖南省下一步寻找高温地热资源指明了方向。     

苏北盆地中低温地热资源成矿模式研究

苏北盆地为中新生代"裂谷型"拉张盆地,沉积了厚度较大的古近系、新近系及第四系地层,其特殊成因,决定了其具有相对较高的大地热流和相对较大的地温梯度,同时也造就了该地区丰富的石油资源及地热资源。苏北盆地地热主要有传导型地热系统(孔隙型地热及构造裂隙型地热)及对流型地热系统,各种类型地热资源的形成及分布皆呈特殊规律。孔隙型地热资源主要呈层状分布,广泛发育于盐城组底部砂、砂砾层中,40℃以上的地热水主要赋存于底界大于800 m的盐城组;构造裂隙型地热资源主要发育于盆地北缘的嘉山—响水断裂、盆地南缘的控盆断裂(如扬州—如皋断裂及金坛—如皋断裂)及建湖隆起两侧弧形断裂构造带等;苏北盆地隆起带边缘浅部松散层存在多个地温异常带,这些异常带与深部隐伏对流型地热资源相关,是深部地热资源的找矿标志,通过对小洋口地热田成因分析,推断盐城市地热异常带之下隐伏着中温地热水资源。     

镜质组反射率与沉积盆地古地温分析

在地质研究与资源勘探中，特别是针对油气生成、运移和保存有关的地热过程分析，镜质组反射率（Ｒ）已被广泛地应用于沉积盆地古地温的确定。本文从Ｒ增值的反应动力学、Ｒ－古地温－受热时间模拟计算、流体扰动对流型热体系中的Ｒ性征及Ｒ古地温分析技术扩展等方面，概括地总结讨论了有关应用现状与理论进展。由于沉积有机质构成及其热反应作用的复杂性，过分简单地将Ｒ与地温值对应的做法已被否定，代之以地质、地球热力学与反应动力学的综合分析。不同源岩中Ｒ增值与热能关系的确定，温度－时间计算方法的改进、异常热背景如对流型热体制的分析以及低成熟与镜质组缺失条件下成熟度参数的Ｒ标定等，将是今后急待解决的主要问题。     

兰州市榆中盆地地球水化学特征与地温场分析

榆中盆地位于兰州—定西中新生代凹陷盆地的中部。为探求和寻找可供开发利用的地热资源 ,从 1999年春节开始 ,对榆中盆地地热形成机制进行了初步研究 ,5月开始进行地温、水化学的全面调查与实地测定。结果 ,发现地球水化学与地温场存在密切关系 ,并依此确定了地热异常区和深部断裂构造。其形态、空间分布特征与后来物探电测深成果和钻探成果基本一致。证实榆中盆地存在地热构造背景条件和深热源机制 ,为进一步的地热勘探和地热资源开发提供了可靠依据。     

鲁东招远地热田地热通量及地热成因研究

鲁东地热区在地质构造单元上位于沂沭断裂带昌邑—大店断裂以东,地热资源丰富。本文采集了鲁东地热区招远地热田内一眼2000m深地热井（DRZK01）中的40块岩芯样品进行岩石热导率、岩石生热率测试及分析,结合测温资料及收集资料对该区地热通量构成及分层热流进行了分析研究;采集区内典型地热流体样品进行水化学分析并采用合适的地热温标估算了该区热储温度;综合研究成果建立了该区地热成因概念模型。研究结果显示,该区岩石热导率数值较高,测量值在2.8~5.7W/（m·K）之间,普遍高于上地壳平均热导率,地温梯度较高,为31.8℃/km;利用热导率和地温梯度计算的地热通量102mW/m2中热传导分量为（73.2±6.18）mW/m2,对流分量为（28.76±6.18）mW/m2,其中热传导分量中地壳热流为22.5mW/m2,地幔热流为（50.74±6.18）mW/m2,二者比值为1:1.98～1:2.52,为“热幔冷壳”型热结构。石英温标计算热储平均温度为128.6℃,热循环深度约3634m。研究结果丰富了该区地热系统理论并为该区地热资源开发利用提供一定的理论支撑。     

鲁东招远地热田地热通量及地热成因研究

鲁东地热区在地质构造单元上位于沂沭断裂带昌邑—大店断裂以东,地热资源丰富。本文采集了鲁东地热区招远地热田内一眼2000 m深地热井(DRZK01)中的40块岩芯样品进行岩石热导率、岩石生热率测试及分析,结合测温资料及收集资料对该区地热通量构成及分层热流进行了分析研究;采集区内典型地热流体样品进行水化学分析并采用合适的地热温标估算了该区热储温度;综合研究成果建立了该区地热成因概念模型。研究结果显示,该区岩石热导率数值较高,测量值在2.8～5.7 W/(m·K)之间,普遍高于上地壳平均热导率,地温梯度较高,为31.8℃/km;利用热导率和地温梯度计算的地热通量102 mW/m~2中热传导分量为(73.2±6.18) mW/m~2,对流分量为(28.76±6.18)mW/m~2,其中热传导分量中地壳热流为22.5 mW/m~2,地幔热流为(50.74±6.18) mW/m~2,二者比值为1∶1.98～1∶2.52,为"热幔冷壳"型热结构。石英温标计算热储平均温度为128.6℃,热循环深度约3634 m。研究结果丰富了该区地热系统理论并为该区地热资源开发利用提供一定的理论支撑。     

豫西传导型与对流型地热异常实例

平顶山十三矿位于断块构造的凸起部位,矿井地温场与基底起伏有密切关系,地温异常的形成和地温场的变化是地壳深部的均匀热流上升至浅部时,因构造造成的岩石热导率侧向差异而形成的,是不均一传导传递的结果。梁北一井田地温场变化特点则与地下水对热量的对流传递有关,在岩溶较发育、承压水上升活动强烈的构造部位,地温梯度增高,形成地温异常.按照起决定作用的热传递方式划分矿山地温类型,前者属传导型地温场,后者属对流型地温场。     

川东地区大地热流及其对地热资源评价的启示

大地热流是揭示一个地区的温度空间展布、地热资源形成和赋存条件的综合性评价指标。川东地区大地热流的研究十分薄弱, 制约着对该地区地热资源潜力及展布的认识。本文首先利用4口钻井178个系统稳态测温数据和25口钻井76个试油温度数据, 计算得到了川东地区的地温梯度和大地热流, 再利用一维稳态热传导方程计算得到川东地区下二叠统栖霞—茅口组热储的地温, 最后明确栖霞—茅口组发育的地热资源类型及潜力。结果表明: 川东地区地温梯度在16.0~21.3 °C/km之间, 平均为(18.3±1.59) °C/km; 大地热流值在44.3~67.7 mW/m2之间, 平均为(55.5±6.0) mW/m2, 具有构造稳定区的低温型地温场特征。栖霞—茅口组是川东地区最重要的热储, 主要发育中-低温型地热资源, 其中, 低温型地热资源主要发育在西南构造分区; 中温型地热资源主要发育在东南构造分区、东北构造分区及西北构造分区。结合热储特征, 可以得出川东地区栖霞—茅口组具有形成丰富地热资源的热储和地温条件。该成果可为川东地区的地热资源勘探评价提供重要的地热信息。     

地温测量在地热勘查中的应用

地温测量是研究地温场分布最直接的方法。地热热源的强度与分布,直接影响地壳表层土壤温度场的分布,特别是存在热储层、热运移通道等都会使地温场的分布产生异常。在研究区16个民井和32个钻孔中进行地温测量,分析地温场分布状况以及地下热水活动规律,效果明显。结果表明研究区浅孔与深孔地温场平面特征一致,越接近东北角地温越有增加的趋势,而且地温异常区呈NNE向条带状分布,宽度约700 m,与NNE向断裂展布方向一致,地温最高点位于NW向断裂与NNE向断裂交汇处。研究区在纵向上地温分布特征差异性明显,地下热水分布范围较小,具有一定局限性,主要受构造断裂、岩溶发育程度等控制,温度低的地下水大量涌入导致地下水温降低,地温梯度出现异常;这种地温梯度异常现象也说明了研究区地下热水主要储存于灰质白云岩或角砾岩的裂隙溶洞中,裂隙、岩溶成为地下热水良好的运移通道。地温测量方法圈定了研究区地热异常区范围,为进一步勘查地热提供了重要的依据。     

古地温方法在热液金属矿床研究中的应用

充足的热源是形成热液矿床必备条件之一，古地热条件的恢复是热液矿床研究的重要环节。在归纳常见的古地温方法的基础上，以热液铀矿床古地温场的有限单元模拟为例，说明古地温方法在热液金属矿床研究中的应用。     

沧州市区地热地质特征及地热资源开发探讨

沧州市区2000m以内 ,主要为馆陶组热储 ,次为沙河街组和寒武-奥陶系热储 ,本文通过对热储条件的分析及地热资源计算 ,提出该区地热合理开发设想。     

山东省临清坳陷区岩溶热储地热能潜力分析

山东省临清坳陷区内埋藏有巨厚的寒武系—奥陶系碳酸岩地层,是地热开发的有利目标层位。在石油勘探过程中取得的地震解译与钻探成果基础上,综合前人的研究成果,编制了区内新生界平均地温梯度图及奥陶系顶板埋深等值线图,采用地温梯度计算公式估算了奥陶系顶板地层的温度。结合寒武系—奥陶系地层厚度的空间分布情况,以奥陶系顶板处120 ℃作为地热资源量计算分区的起算温度,并以90 ℃作为地热资源利用的下限温度,对地热发电的前景进行了预测。结果表明,区内岩溶热储地热资源开发利用前景广阔,可用于发电的地热资源量为1.27×10¹⁵ MJ,折合电能1.35×10⁵ MW,其中240 ℃高温区的地热资源就能满足区内供电需求。     

盆地地热场模拟在地热资源勘探中的应用

地热资源是一种新型无污染能源,具有极高的开采价值,已经受到世界各国的关注.盆地因其特殊的地质条件,内部往往蕴涵着丰富的地热资源,且具有易开采、利用的特点.但目前地热资源勘探的手段和研究方法单一,制约着地热资源的开采与开发.而盆地地热场模拟技术已经较为成熟,并在油气成藏模拟中广泛应用.我们可以在已有的技术手段下结合盆地地热模拟技术来提高勘探的精度.本文还探讨了以地温控制方程与地下热水水流方程相结合来建立模型,模拟盆地地热资源.     

新疆地下热水

新疆地热资源丰富,已发现温泉73处,热汽泉7处和热水井5处,主要分布于阿尔泰山南坡.天山西段和昆仑山北坡等广大地区.本文将地热水分为褶皱山地断裂型和沉降盆地型两大热水区,以中低温热水为主,富含Si、Li、Sr,以硫酸盐和重碳酸、硫酸盐水为主,矿化度一般于1g/1.新疆煤层自燃热能释放形成的热汽泉,最高温度达187℃.为大气型热汽水.     

天津地热资源开发利用现状及可持续开发利用建议

天津是我国地热资源比较丰富、开发利用较早的城市之一,二十世纪九十年代以后开始大规模的将地热资源应用于供暖、洗浴、养殖等方面.目前全市地热供暖面积约1233万m2,是我国利用地热供暖规模最大的城市,并于2011年1月获得“中国温泉之都”荣誉称号.地热资源已经成为天津经济发展和改善城市环境质量不可多得的清洁能源.天津地区的主要热储层均已形成降落漏斗,明化镇组热储层在市区及新四区形成漏斗;大港区形成了本市馆陶组热储层最大的一个漏斗中心;雾迷山组热储层在市区形成了较大的降落漏斗.尽管天津地热资源丰富、开发利用程度较高,但在开发利用过程中存在很多问题,主要有水位年降幅较大,回灌率较低,新近系回灌效果不明显,还存在很多无证开采的现象.针对这些问题,建议相关部门严格控制开采量,时刻关注水位降幅情况,增大回灌力度     

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。     

中国地热资源及其潜力评估

笔者在阐述中国地热资源特征的基础上,针对中国不同类型的地热资源,采用不同的计算方法对浅层地热能、水热型地热资源和干热岩地热资源进行了潜力评估。结果表明,中国287个地级以上重点城市浅层地热能为2.78×1020J,每年浅层地热能可利用资源量为2.89×1012kWh;中国主要平原(盆地)沉积盆地地热资源储量为2.5×1022J,可开采资源量为7.5×1021J;中国温泉区放热量共计1.32×1017J,可采资源为6.6×1017J/年;中国大陆3.0~5.0 km深处干热岩资源总计为2.5×1025J,是中国目前年度能源消耗总量的2.6×105倍。     

济南西北部碳酸盐岩热储浅埋区热异常机理研究

为了探寻济南岩体北部碳酸盐岩热储浅埋地热异常区形成机理,利用地质钻探编录、抽水试验、测温、水质分析测试等手段,对碳酸盐岩浅埋地热异常区地质特征、热储物性特征、地温场特征、水化学特征等进行研究,结果表明：碳酸盐岩浅埋区热储层发育在奥陶纪灰岩地层中,热储层岩溶裂隙发育,热储埋深150~1000m,地热异常区盖层地温梯度为7. 2~11. 5℃/100m,水化学类型为SO4- Ca型,TDS为1. 3~1. 5g/L,地热水中含有对人体有益的微量元素,地热水来源为大气降水,地热水中50年以前入渗的“古水”占主导;明确了热源除正常的地温传导之外,济南岩体阻挡迫使水流深循环加热后上涌,断裂沟通深部热源等也是地热异常区形成的重要因素。     

涿州地热资源及开发利用前景

系统介绍了涿州地区地层,构造,分析了涿州热田地热地质条件,估算了地热（水）资源量,对该区地热能利用提出了建议。     

河北沧县台拱带中、低温地热资源ORC发电与综合梯级利用

京津冀地热资源梯级综合开发利用(献县)科研基地大地构造位置位于华北平原沧县台拱带之献县断凸,利用其地下蓟县系岩溶裂隙热储层热水开展中低温地热发电与综合梯级利用研究。地热发电装机容量280 kW,采用ORC向心透平膨胀技术,系统工质为R245fa。分别于2018年2月4—6日(冬季)、2018年3月6—16日(春季)进行两次试运行,累计发电时长274h,累计发电量36956kWh,平均发电效率9.1%,最高10.4%。发电效率高于我国已有中低温地热发电项目,在目前国际中低温ORC地热发电项目中处于较高水平。试运行期间发电机组整体运行效果较好且运行稳定,冬季地热发电机组运行效果好于春季。科研基地建设完成后,将进行发电、供暖、地热生态园三级利用,按照90～95/25℃的地热水热能潜力,综合发电供暖两级利用计算能源综合利用率将达70%～76%。