岩石热导率校正对大地热流计算值的影响——以渤海湾盆地冀中坳陷为例

岩石热导率是计算大地热流的基础热物性参数,热导率的选取和校正是正确评估热流的基础。当前在冀中坳陷乃至渤海湾盆地的大地热流计算中,多以受季节性气温变化和地下水活动等因素影响较小的古近系和新近系砂泥质岩层作为大地热流的计算层位,岩石热导率也多参考区域内已有定值,而忽略了热导率对水饱和度、温度和压力的依赖性。笔者等从岩石热导率的温压校正和饱水校正角度出发,计算并比较了不同校正方法对热流值的影响。主要认识如下：(1)岩石热导率作为1个受多因素综合影响的热物性参数,其大小与岩性和矿物组分密切相关,同时通常与孔隙率呈负相关,而与密度呈正相关;(2)热导率高温实验结果显示,冀中坳陷砂岩样品热导率总体上随温度的升高而降低,在30～130℃的温度区间热导率降低了6.8%～11.3%,热导率下降率具有随热导率的降低而减小的趋势;由于砂岩和泥岩具有相对较浅的埋深和较低的原位温压条件,温压对热导率的正负效应可以在一定程度上相互抵消,对于热导率小于2 W/(m·K)的样品,温压对其的影响较小。(3)饱水校正后的冀中坳陷JZ03井和JZ04井古近系—新近系砂泥岩热导率的平均偏差分别高达43.0%、47.5%;(4...     

松辽盆地北部岩石热导率及其影响因素

本次研究采用瞬态平面源法对松辽盆地北部76个钻孔的263个岩心样品进行了岩石热导率测试。岩心的实测热导率集中在0.58~3.00 W/(m·K)之间, 平均为(1.77±0.64) W/(m·K); 泥岩、粉砂岩、砂岩、砾岩平均热导率分别为(1.30±0.39) W/(m·K)、(1.89±0.64) W/(m·K)、(1.91±0.37) W/(m·K)、(2.18±0.57) W/(m·K); 变质岩、火成岩平均热导率分别为(2.75±0.67) W/(m·K)、(2.70±0.45) W/(m·K)。碎屑岩和凝灰岩热导率整体上呈现出随着埋深和地层年龄的增加而增大的趋势, 而砾岩和变质岩变化趋势不明显。分析了压实成岩作用、砂岩的矿物含量和岩石的变质作用对岩石热导率造成的影响。通过饱水测量获得了原位热导率, 对岩心的原位导热系数进行了修正。最后建立了松辽盆地北部地层热导率柱, 可以为研究区的热流计算、深部地温场建模、盆地热史恢复等提供地层热导率约束。     

岩石热导率校正对大地热流计算值的影响——以渤海湾盆地冀中坳陷为例

岩石热导率是计算大地热流的基础热物性参数,热导率的选取和校正是正确评估热流的基础。当前在冀中坳陷乃至渤海湾盆地的大地热流计算中,多以受季节性气温变化和地下水活动等因素影响较小的古近系和新近系砂泥质岩层作为大地热流的计算层位,岩石热导率也多参考区域内已有定值,而忽略了热导率对水饱和度、温度和压力的依赖性。本文从岩石热导率的温压校正和饱水校正角度出发,计算并比较了不同校正方法对热流值的影响。主要认识如下：① 岩石热导率作为1个受多因素综合影响的热物性参数,其大小与岩性和矿物组分密切相关,同时通常与孔隙率呈负相关,而与密度呈正相关;② 热导率高温试验结果显示,冀中坳陷砂岩样品热导率总体上随温度的升高而降低,在30~130 ℃的温度区间热导率降低了6. 8%~11. 3%,热导率下降率具有随热导率的降低而减小的趋势;由于砂岩和泥岩具有相对较浅的埋深和较低的原位温压条件,温压对热导率的正负效应可以在一定程度上相互抵消,对于热导率小于2 W/(m·K)的样品,温压对其的影响较小。③ 饱水校正后的冀中坳陷JZ03井和JZ04井古近系—新近系砂泥岩热导率的平均偏差分别高达43. 0%、47. 5%;④ JZ03井和JZ04井古近系—新近系岩层热导率在未经任何校正、经含水率校正及经孔隙率校正情况下的大地热流值分别为43. 05 mW/m2、45. 39 mW/m2、61. 64 mW/m2和52. 81 mW/m2、59. 81 mW/m2、78. 14 mW/m2;最终选取经几何平均模型饱水校正后的热导率计算得到的61. 64 mW/m2和78. 14 mW/m2两个热流值分别作为冀中坳陷牛北斜坡和高阳低凸起中部的大地热流值。     

渭河盆地地温场分布规律及其控制因素

本文以渭河盆地地温场为研究对象,在收集补充新地热井资料及分析测试样品的基础上,通过盆地深部结构、构造特征、地温场特征、热储层特征、地热资源量等分析,建立了盆地不同岩性岩石热导率与深度关系图版,确定了盆地地温场变化规律及地热田控制因素,提出了渭河盆地地热田形成模式。评价了盆地地热资源有利区,为盆地后续的开发利用提供了理论支持。研究认为渭河盆地热地温梯度分布在2.34～5.85℃/100m之间,平均地温梯度为3.50℃/100m,代表性大地热流68.33mw/m²,地温梯度及不同深度地层温度具有东高西低、南高北低的特点。热导率总体上具有随深度的增加,逐渐增大的规律,热导率随深度增加主要受压实程度增强控制。相同深度条件下泥岩热导率最低,砂岩热导率居中、白云岩热导率最高。渭河盆地主要为层状地热田,盆地内地热通过热传导及热对流两种方式进行传递,以热传导为主。渭河盆地地热资源丰富,热储层可分为三种类型:①新生界砂岩孔隙型;②下古生界碳酸盐岩岩溶型;③断裂型。渭河盆地地热资源有利区主要分布于西安凹陷、固市凹陷。盆地地温场及地热田分布与莫霍面、软流圈上隆、岩石圈厚度减薄的深部背景...     

两淮煤田煤系地层岩石热导率特征

基于对淮北和淮南煤田煤系地层所测定的127块岩石样品的热导率结果,对测试的岩石热导率结果进行校正,还原 岩石初始压力和温度环境下的热导率,校正结果值略大于实测值。同时结合区内前人的实测数据,全面报道了两淮煤田岩 石热导率参数及其特征,并从多方面分析了影响热导率大小的因素。结果表明：两淮煤田煤系地层岩石热导率变化范围为0.37～ 4.36 W/mK,平均值2.54 W/mK;热导率与岩性、埋藏深度、地层时代和密度等相关密切,砂岩的热导率普遍大于泥岩和 煤,热导率和深度、密度均表现为正相关关系。     

两淮煤田煤系岩石热导率特征及其对地温场的影响

随着煤炭开采深度的增大,矿井高温问题日益突出,因此必须对矿区的地温场特征进行研究。基于安徽淮北和淮南煤田煤系所测定的127块岩石样品的热导率数据,结合区内前人的研究成果,全面报道两淮煤田岩石热导率参数及其特征,并分析热导率对现今地温场的影响。结果表明：两淮煤田煤系岩石热导率变化范围为0.37~4.36 W/(m·K),平均值为2.54 W/(m·K);热导率与岩性、埋藏深度、地层时代和密度等密切相关,砂岩的热导率普遍大于泥岩和煤,热导率和深度、密度均表现为正相关关系;岩石导热性的差异对区内地温场的影响较大,导热性差的松散层和煤层往往会造成地温异常,且上覆松散层愈厚其地温愈高。     

冀中坳陷束鹿凹陷地热系统成因模式

地热系统内部地质要素特征分析是建立其成因模式的基础,也是后期研究地热资源赋存特征和资源量评价的依据。结合前人研究成果和区内地热钻井资料,通过对冀中坳陷束鹿凹陷地热系统“源、储、通、盖”主要地质要素分析,建立了其概念模型,并开展了地热资源量评价。束鹿凹陷为一新生代发育在渤海湾盆地冀中坳陷内的典型的箕状凹陷,接受可能来自于其下深部地壳结构约20 km处低阻体的热源供给。新近系馆陶组砂岩热储和奥陶系碳酸盐岩热储分别构成了两套独立的地热系统。其中,馆陶组砂岩热储全区稳定分布,底板埋深介于1100~2000 m,储层厚度约为200~320 m,孔隙度约在15%~35%之间,渗透率最高可达1200 mD,热储底板温度在57~78℃;奥陶系碳酸盐岩热储受箕状凹陷边界断裂的控制呈单斜状倾伏,埋深1800~6000 m,储层厚度100~550 m,孔隙度2%~18%,渗透率0.5~50 mD,地热水井口温度在75~92℃。两套地热系统由西边太行山的大气降水沿着地层不整合面和断裂运移通道进行补给,通过深部热传导和局部热对流增温后,在储层中富集形成地热水。上覆松散的第四系沉积和明化镇组河流相碎屑岩沉积厚300~1400 m,热导率0.9~1.8 W/(m·K),构成了良好的区域盖层。束鹿凹陷地热资源量评价结果表明,馆陶组砂岩地热系统含244.430×10⁸ GJ,奥陶系岩溶地热系统 含203.752×10⁸ GJ,总量合计448.182×10⁸ GJ,折合标煤15.296×10⁸ t。年开采地热资源量满足的供暖面积可达1.106×10⁸ m2,开发潜力巨大。     

廊固凹陷JZ02井地热特征分析

廊固凹陷地热资源开发潜力巨大,对其热储层特征及成藏机制进行研究可为后续开发利用提供依据。通过对JZ02地热井热储层的地热地质条件、水化学特征、抽水回灌试验研究分析,确定了地热水的补给来源,分析了地热水的成因机制。结果表明,该地热井碳酸盐岩热储层岩溶裂隙不发育,表现为低渗透率高热导率的特征,热储层地温梯度较低,仅为1.00℃/100m。同时,大地热流值也呈现出凹陷区低值的特点,水化学类型为HCO3—Na型;太行山和燕山的大气降水经补给径流后,经大兴断裂带渗入深部地层,受到深部地热和岩石放射性生热的热量不断加热,断裂带为深部热源向上循环提供了通道,碳酸盐岩热储其上覆盖的新生界砂岩和泥岩地层形成良好的保温盖层。     

青海省贵德盆地大地热流研究

贵德盆地位于青藏高原东北缘,地热资源丰富,勘查发现其西部山区的扎仓寺热田赋存可供发电的干热岩地热能,但是整个盆地内的大地热流研究仍为空白,制约该区域地热资源的研究评价及开发利用。采集扎仓寺热田16块岩心样品进行了热导率测试,通过温度的校正,获得了扎仓寺热田的原地热导率值。利用钻孔(ZR1)的测温资料和热导率数据,根据热传导定理采用2种方法分别计算传导层段及有对流影响层段的热流值,获得厚度加权平均热流值为79.5mW/m2,高于全球大陆地区平均热流值[(65±1.6)mW/m2]和中国大陆地区平均热流值[(61±15.5)mW/m2],为高热流值,反映了该区域新生代构造活动较为强烈。本研究工作为继续探索该热田的形成演化和地球动力学过程及地热资源评价提供了地热参数。     

南阳盆地地温梯度与大地热流值特征

地温梯度和大地热流值特征是研究盆地地热地质特征的重要参数。本文通过对南阳盆地6眼浅层测温井及8眼地热井进行实地温度测量,分析研究了南阳盆地浅层地温场特征和地温梯度。分析结果表明南阳盆地浅层地温梯度为3.4℃/100m,恒温带深度为30m,恒温带温度为16.6℃,地热井地温梯度平均值为2.4℃/100m。同时对地热井岩石热导率进行了测试,测试结果表明南阳盆地岩石导热率值平均值2.623W/m K,从而计算出地热田平均大地热流值为63.0 m W/m~2(1.51 HFU),略高于地球表面平均热流量(1.2~1.4 HFU)。在可及深度内(以3000 m深度为准),不具有高温地热资源形成的条件,属低温(25℃~90℃)地热资源。     

安徽省阜阳盆地及周边大地热流分布特征

阜阳盆地位于周口坳陷的东部,地热资源丰富,但基础地热地质研究相对较少,尤其对区内大地热流研究尚属空白。为深入研究本区地热资源,为地热资源潜力评价提供数据支持和科学依据,本文基于收集的6口钻孔测温资料、实测的4口稳态测温数据以及61块岩心样品热导率测试数据,计算出了4个大地热流值。研究结果表明：研究区0~2 281 m内现今地温梯度为23.4℃/km~35.5℃/km,平均值为27.9℃/km;热导率介于0.968~4.932 W/（m·K）之间,平均值为1.959 W/（m·K）;对应的大地热流值介于44.7~63.8 mW/m²之间,平均值为53.4 mW/m²,与周口坳陷已发布的各大地热流平均值53.4 mW/m²一致,但却较明显低于中国大陆地区（平均值60.4 mW/m²）、中国东部（平均值61.9 mW/m²）、研究区东部两淮煤田（平均值58.3 mW/m²）以及南部秦岭造山带（平均值61.4 mW/m²）,并发现与四川盆地、柴达木盆地等国内主要的克拉通型盆地较接近,同时远远低于汾渭地堑、渤海湾盆地等新生代构造活跃的裂谷型盆地,反映出区域构造处于稳定状态;同时,区内热流之间有一定的差异,主要是受区域地质构造背景、基底起伏、沉积盖层、断裂活动等影响。

     

二连盆地白音查干凹陷下白垩统阿尔善组-都红木组层序地层

层序地层学是岩性-地层油气藏勘探研究的核心技术之一。为深入开展二连盆地白音查干凹陷岩性-地层油气藏勘探,在前人研究成果基础上,通过研究区200多口井的精细地层对比和33口井759.42 m岩心的详细观察及区域构造-沉积演化分析,综合运用构造、古生物、岩性、测井以及地震反射等5个方面的特征,对白音查干凹陷(主要是西部次凹)油气勘探的主要目的层下白垩统阿尔善组—都红木组的层序发育特征进行再认识,对层序界面的性质进行重新厘定。将白音查干凹陷下白垩统阿尔善组—都红木组划分为2个超长期层序(分别对应于阿尔善组—腾格尔组和都红木组)和5个长期层序(分别对应于阿尔善组一段、阿尔善组二段、腾格尔组、都红木组一段和都红木组二段~三段);提出白音查干凹陷下白垩统腾格尔组长期层序的底界面为一连续沉积的整合面,不能构成油气运移的良好通道,即在腾格尔组底部即使圈闭条件良好(如锡40井—锡43井区),但也会因缺乏良好的油气运移通道致使圈闭中供油不足而不能成藏。     

Present Terrestrial Heat Flow Measurements of the Geothermal Fields in the Chagan Sag of the YingenEjinaqi Basin,Inner Mongolia,China

Owing to the lack o f terrestrial heat flow data, studying lithospheric thermal structure and geodynamics of the Yingen-Ejinaqi Basin in Inner Mongolia is limited. In this paper, the terrestrial heat flow o f the Chagan sag in the YingenEjinaqi Basin were calculated by 193 system steady-state temperature measurements of 4 wells, and newly measuring 62 rock thermal conductivity and 20 heat production rate data on basis o f the original 107 rock thermal conductivity and 70 heat production data. The results show that the average thermal conductivity and heat production rate are 2.11 ±0.28 W/(m.K) and2.42±0.25 nW/m~3 in the Lower Cretaceous o f the Chagan sag. The average geothermal gradient from the Lower Suhongtu 2 Formation to the Suhongtu 1 Fonnation is 37.6 °C/km, and that o f the Bayingebi 2 Formation is 27.4 °C/km. Meanwhile, the average terrestrial heat flow in the Chagan sag is 70.6 mW/m~2. On the above results, it is clear that there is an obvious negative correlation between the thermal conductivity o f the stratum and its geothermal gradient. Moreover, it reveals that there is a geothermal state between tectonically stable and active areas. This work may provide geothermal parameters for further research o f lithospheric thermal structure and geodynamics in the Chagan sag.     

Research on the characteristics and influencing factors of terrestrial heat flow in Guizhou Province

Terrestrial heat flow is an important physical parameter in the study of heat transfer and thermal structure of the earth and it has great significance in the genesis and development and utilization potential of regional geothermal resources. Although several breakthroughs in geothermal exploration have been made in Guizhou Province. The terrestrial heat flow in this area has not been properly measured, restricting the development of geothermal resources in the province. For this reason, the terrestrial heat flow in Guizhou was measured in this study, during which the characteristics of heat flow were determined using borehole thermometry, geothermal monitoring and thermal property testing. Moreover, the influencing factors of the terrestrial heat flow were analyzed. The results show that the thermal conductivity of rocks ranges from 2.0 W/(m·K) to 5.0 W/(m·K), with an average of 3.399 W/(m·K); the heat flow varies from 30.27 mW/m² to 157.55 mW/m², with an average of 65.26 ± 20.93 mW/m², which is slightly higher than that of the average heat flow in entire land area in China. The heat flow in Guizhou generally follows a dumbbell-shaped distribution, with high values present in the east and west and low values occurring in the north and south. The terrestrial heat flow is related to the burial depths of the Moho and Curie surface. The basaltic eruptions in the Emeishan led to a thinner lithosphere, thicker crust and lateral emplacement, which dominated the basic pattern of heat flow distribution in Guizhou. In addition, the dichotomous structure of regional active faults and concealed deep faults jointly control the heat transfer channels and thus influence the terrestrial heat flow.     

天津地区浅层地热能赋存条件浅析及前景展望

通过对地质、钻探资料和物探测井、岩土体热物性参数测试等资料的研究,结合综合勘查技术方法和对已有资料的二次开发,查明了天津地区浅层地热能赋存条件,尤其是岩土体的热物理参数变化规律,并借助Excel办公软件,采用数理统计方法对岩土体热物性参数的变化进行了分析。结果表明区内岩土体的热导率为1.23~1.62 W/(m·℃),比热容为1898.52~2201.70 J/(kg·K);粘土和粉质粘土含水量在19%左右时热导率最佳,粉土和粉砂含水量在17%左右时热导率最佳。该区浅层地热能赋存丰富,具有很广阔的开发前景。     

琼东南盆地乐东凹陷烃源岩热史及成熟史模拟

琼东南盆地乐东凹陷烃源岩热史及成熟史研究对乐东凹陷油气资源评价及勘探选区具有指导意义.在盆地地史和热史恢复的基础上,利用EASY％Ro模型模拟重建了琼东南盆地乐东凹陷崖城组烃源岩的成熟史.研究结果表明,琼东南盆地具有较高的古、今地温梯度,且古地温梯度多高于现今地温梯度,有利于烃源岩的成熟与天然气的生成.始新世—早渐新世...     

二连盆地赛汉塔拉凹陷腾二段低熟油地球化学特征和油源对比

赛汉塔拉凹陷位于二连盆地腾格尔坳陷西部,是二连盆地低熟油分布区.采用有机地球化学和生物标志物分析方法,对赛汉塔拉凹陷下白垩统腾二段低熟原油和油砂样品进行了地球化学特征和油源对比研究.赛汉塔拉凹陷腾二段低熟油具有饱和烃含量相对较低、非烃和沥青质含量相对较高的族组成特征,正构烷烃分布以前峰型为主,主峰碳为C21或C23,P...     

内蒙古乌里雅斯太凹陷南洼槽坡折带粗砾斜坡扇沉积特征

斜坡扇沉积属重力流事件沉积,在我国陆相断陷湖盆中也有发育,是一种重要的相类型.针对乌里雅斯太凹陷南洼槽东部坡折带发育一套厚度大、粒级粗和相变快的砾岩体,通过精细的岩心观察,结合测井、3D地震,以及岩石分析资料等,认为该砾岩体应属于低位体系域重力流成因机制的斜坡扇沉积,并论述了研究区内的斜坡扇相带的划分,分析了其平面的相分布特征,建立了该研究区沉积相模式,为研究区岩性油气藏的进一步勘探开发提供了依据.