Multi-objective Optimization of Geothermal Extraction from the Enhanced Geothermal System in Qiabuqia Geothermal Field, Gonghe Basin

A geothermal demonstration exploitation area will be established in the Enhanced Geothermal System of the Qiabuqia field, Gonghe Basin, Qinghai–Xizang Plateau in China. Selection of operational parameters for geothermal field extraction is thus of great significance to realize the best production performance. A novel integrated method of finite element and multi-objective optimization has been employed to obtain the optimal scheme for thermal extraction from the Gonghe Basin. A thermal-hydraulic-mechanical coupling model (THM) is established to analyze the thermal performance. From this it has been found that there exists a contraction among different heat extraction indexes. Parametric study indicates that injection mass rate (Qin) is the most sensitive parameter to the heat extraction, followed by well spacing (WS) and injection temperature (Tin). The least sensitive parameter is production pressure (pout). The optimal combination of operational parameters acquired is such that (Tin, pout, Qin, WS) equals (72.72°C, 30.56 MPa, 18.32 kg/s, 327.82 m). Results indicate that the maximum electrical power is 1.41 MW for the optimal case over 20 years. The thermal break has been relieved and the pressure difference reduced by 8 MPa compared with the base case. The optimal case would extract 50% more energy than that of a previous case and the outcome will provide a remarkable reference for the construction of Gonghe project.     

超临界流体萃取技术及其应用

超临界流体萃取是近20年发展起来的新分离技术，应用范围广泛，已越来越多地受到人们的重视。简单介绍了该技术的原理及在食品、医药、环保等领域的应用和发展趋势。     

联合剖面法在地下热水勘探中的应用

联合剖面法是勘查地下热水中一种比较简便的方法,近年来得到了广泛应用。应用此法并结合区域地质和构造特征,了解地热田地质结构、热储、盖层、热储类型等。根据联合剖面装置获得的低阻正交点,推断出断裂构造的位置,为确定井位及温泉开发利用提供重要依据。     

直流电法在地热水勘探中应用

丰顺南部开发区位于榕江河西北边,属丘陵地貌,地形起伏较大,区内地热水温度与电阻率参数密切相关。受构造及岩浆活动控制,其储热层电阻率为80～200Ω.m,与其上覆地层比较,电阻率异常明显。遵循从已知到未知的原则,与地质调查结合,共布设6条测线,采用高密度电阻率法、联合剖面法、电测深法等方法进行勘探。通过对野外数据资料综合分析,并与已知地热水点资料对比,解释出全区低阻异常范围,依此确定了钻孔井位。经验证,该区在孔深326～338m见断裂破碎带,出水量270t/d,水温54℃。     

液液萃取-超高效液相色谱法测定水中16种多环芳烃

多环芳烃(PAHs)因其难降解性、潜在毒性及环境中存在的广泛性,近年来受到越来越多的关注。本文通过色谱条件及检测波长的优化,建立了液液萃取-紫外荧光检测器串联超高效液相色谱法同时测定地下水中16 种 PAHs的分析方法。选用Waters PAH C18色谱柱,以水和乙腈作为流动相,通过调整流动相比例,实现了在16.5 min 内完成16种目标化合物的基线分离与检测,效率比传统高效液相色谱分析提高了一倍。该方法在0.01-5.00 mg/L之间具有良好的线性关系 (R2＞0.9999),PAHs 各化合物的方法检出限在1.25-7.02 ng/L之间,测定结果相对标准偏差(n=6)为0.80%-7.98%,加标回收率在65.0%-104%。本方法分析效率高,适用于批量地下水中PAHs同时筛查分析。     

德州市城区地热水动态与开采量关系

德州市城区多年来因地热水大量开采,地热水位持续下降,并形成了以德州市城区为中心的地热水降落漏斗。根据区内馆陶组热储多年地热水动态与开采量进行分析研究,查明了区内地热水动态与开采量的相互关系,进一步揭示了人为活动的影响,建立了区内地热水动态与开采量相关方程,并通过方程曲线态势分析,提出了区内地热集中开采区馆陶组热储地热水预警开采量,为区内地热资源的可持续开发利用提供了科学依据。     

西藏地热活动中铯的富集过程探讨

硅华铯矿是青藏高原独特的铯矿床,它赋存在高温地热活动的产物——硅华中,主要分布在高原的强烈地热活动区。为什么硅华铯矿目前仅在青藏高原发现,别的地方尚未见报导,显然跟青藏高原在近期的构造运动有关。本文详细研究了Cs元素在地热流体和泉华中的特征,以及与Rb、Cl等离子的相关关系,探讨了Cs元素的地球化学行为,总结Cs元素在地热活动中的富集过程:地壳的局部重熔作用导致了Cs的预富集;岩浆的结晶、分异使Cs再次浓集;大规模的水/岩反应使流体中Cs更加富集。     

基于ArcGIS图解建模的水系自动提取研究

以DEM数据为基础,根据水系自动提取原理和过程,利用ArcGIS模型生成器构造水系自动提取的图解模型,依次实现洼地填充、水流方向计算、汇流累积量计算、矢量河网的生成,从而完成自然水系的一步提取.     

氡气测量在佳木斯城市地下热水普查的应用

在佳木斯城区地下热水调查中,运用了水中氡活度浓度测量和土壤氡活度浓度测量综合方法,有效地克服了城市地热地质调查中的不利因素。通过对水中氡活度浓度及土壤氡活度浓度测量值的正态化变换以及原始氡活度浓度异常分析,明确了氡活度浓度异常对地下热水控制构造的指示作用。通过对氡活度浓度测量值的趋势分析,提取局部异常,综合各种异常信息,确定了城区地下热水的有利远景区。     

冀中地热区深部热水微生物群落组成及其功能预测

了解深部微生物群落组成和功能对探索早期生命起源和利用其独特功能均有重要意义.地热区深部碳酸盐岩岩溶-裂隙热储环境中微生物群落组成和功能特性仍然不清.为了探测冀中地热区深部热水微生物群落组成与功能特性,以浅层水和土壤为参照,利用冀中地热区地热科学钻探孔抽水试验,采集深部热水样,同时采集每个钻孔上方附近的大田农灌井浅层水和...     

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。     

Lithium Extraction from Carbonate-type Saline Lake by Utilizing of Geothermal Solar Pond in Tibet

正1 Introduction The geothermal solar pond is a kind of special solar pond.It is different from traditional solar pond,which high temperature geothermal water can be used to heat brine.When the salt in the brine reaches saturation temperature,it precipitate out and is separated from the brine.Compared with solar pond,the geothermal solar pond does not rely entirely on solar radiation as a heat     

地热矿水资源开发引起的环境地质问题

本文分析论述了地热矿水资源开发引起的地面沉降、地热资源衰竭、地热水有害成分污染、热污染等主要环境与地质问题。     

基于SPAC法探测松科二井深层地热储水构造

微动探测技术作为一种获取地下地层速度结构和探测隐伏断裂构造的方法, 具有无须人工源、勘测过程便捷、抗干扰能力强的优势, 在城市、村庄浅层勘探中很受青睐。为进一步探索松辽盆地北部深层地热资源潜力, 在黑龙江省安达市南部松科二井及周边, 布设了一条微动探测剖面, 以获取该区嫩江组至坳陷层底部登娄库组地层的横波速度结构。基于空间自相关法(SPAC)从微动信号的垂直分量中提取S波频散曲线, 通过内插、光滑与反演计算, 获得了一条长9 km、探测深度达到地下4000 m的二维S波速度结构剖面。探测结果表明: 研究区地下S波速度总体呈现西高东低的趋势, 在松科二井西侧100 m、东侧2300 m、东侧3700 m处, 深度1400~2800 m范围内存在三个明显的低速异常带, 推测这些位置很可能存在断层或隐伏断裂构造。结合地层分层资料, 在该深度范围内以泉头组和登娄库组为主, 岩性多为砂岩和泥岩互层, 是良好的水热储层。本研究探索了基于空间自相关法的微动探测在识别深层地热储水构造的适用性, 为松辽盆地北部清洁能源调查指明方向。     

新型沙漠土壤水分真空抽提装置的研制与应用

稳定同位素分析技术是解译干旱-半干旱区沙漠土壤水分运动信息的较好工具。该技术难点不是同位素测试本身,而是用于同位素分析的土壤水分抽提。针对这一难点,本研究对传统抽提装置进行改进。改进型土壤水分抽提装置为支路并联玻璃管路结构,采用真空抽提和液氮冷凝结合收集土壤水分。新装置工作时真空度高且稳定,由实验室原装置的5 Pa提高到0.5 Pa,水分抽提回收率接近100%;其样品装载最多可达600 g,水分收集最大容量为15 mL,显著优于国外典型装置。条件实验显示,相应水分同位素δ值的标准偏差<1‰,表明新装置性能良好,满足测试要求;105℃条件下沙漠水分真空蒸馏抽提时间最少只需要20min,就能保证水分的充分收集及其同位素没有明显分馏。新型装置的显著特点是适合不同湿度类型、不同质量的样品抽提,且水分抽提回收率高,还具有造价低廉、操作灵活及易维护等特点,与实验室原装置相比,工作效率提高了一倍。野外沙样土壤水分抽提实验及其同位素分析进一步证实了改进型新装置在同位素水文研究中具有重要的应用价值。     

酸化增产工艺在碳酸盐岩层地热开发中的应用

酸化增产技术是提高油田产量的有效措施,是开发油气层的重要手段。HD-39B地热井完井后,试水效果不理想,通过分析其测井综合成果,并结合地层情况,采用了酸化增产工艺,最终成功扩大裂隙,有效沟通了热储通道,出水量由5.4 m3 /h增加到80.83 m3 /h,井口水温由50 ℃增加到72 ℃,成为一口优质合格井。HD-39B地热井的应用实践证明,油田上使用的酸化增产技术同样适用于碳酸盐基岩裂隙地热井,可根据地热井实况及岩性特征,在类似地热施工中予以推广。     

MT在天津地热勘查中的应用及主要成果

利用大地电磁测深法(MT)反映地质体的电性差异,可以确定具有不同电性特征的地质体的空间展布。近十年来,天津在多个地热资源勘查项目中,利用MT方法确定断裂、地层并尝试圈定地热远景区,取得了一定效果。本文通过不同构造单元的MT成果,分析了这一方法在地热勘查中的适用性,从而得出:对于深大断裂、尤其是坳陷与隆起区的分界断裂在MT上有较明晰的显示;对上、下层电阻率相差较大、且分布较为稳定的地层,MT确定的地层界面较为准确;以剩余电阻率等值线圈定的地热异常区与盖层平均地热梯度等值线圈定的地热异常区相吻合的区域,通常具有比周边地区更好的地热资源条件。     

福州盆地地热水微量元素特征

福州地热田是以燕山晚期侵入岩为主要热储层的中低温对流型地热系统.通过对福州盆地不同类型地下水的取样分析发现,福州盆地不同类型地下水中微量元素质量浓度变化关系较复杂.研究表明,地热水微量元素质量浓度主要受含水介质的岩性控制,也与地下水温度有关.对所检测的19个微量元素,除个别元素外,第四系孔隙水微量元素质量浓度均大于基岩裂隙水;Ga、Rb、Sb、Se、Sr、Tl元素质量浓度随水温的升高而增高.基岩裂隙热水与第四系孔隙水混合形成的第四系热水中,As、Cd、Cu、Mo、Pb、Sb、Se、Sr等元素质量浓度明显增高,说明在混合过程中这些元素又发生了溶解作用.根据地热水微量元素与盆地周围不同期次侵入岩体微量元素质量浓度的聚类分析,得出福州地热水形成的地球化学环境主要与福州岩体、魁岐岩体和文笔山岩体的岩性有关.地热水微量元素是地热水在形成过程中与这些岩体的岩石接触发生水-岩相互作用形成的.     

增强型地热系统采热性能影响因素分析

为了综合分析增强型地热系统各参数对系统采热性能的影响,以及参数相互之间的影响规律,以云南腾冲热海热田为地质背景,利用正交设计思想通过数值模拟方法对井间距、注入流量、注入温度、储层渗透率等因素的变化进行了分析。结果表明：注入流量是影响系统采热性能的关键因素,并对注入温度、井间距的确定有显著影响;注入流量越大,系统稳定采热时间和运行寿命越短,且注入流量较小的变化（提高0.06 m³/s）会对系统采热温度产生较大的影响（降低47℃）;增加注入温度可以提高系统的采热温度和运行寿命,但注入温度升高30℃、运行50 a后采热温度只提高10℃,效果有限;井间距、渗透率、开采压力对系统采热性能的影响相近,且远小于注入流量。