基于开挖的增强型地热系统概述

地热能赋存于地球内部岩土体、流体和岩浆体中,是一种永久的、可再生的、储量丰富的清洁能源。地热能的开发,尤其是干热岩的开发利用,有可能成为解决人类未来能源危机的重要途径。目前采用的干热岩开采方法被称为增强型地热系统(EGS)。热储地质环境的复杂性和水力化措施对天然裂隙的依赖性,造成多数的EGS项目存在热储体积和换热面积不足、工质流量小、终端温度低,以及诱发地震风险等局限性,致使干热岩开发始终未能大规模商业化。基于开挖的增强型地热系统(EGS-E)的提出为突破传统EGS的技术弊端和规模局限提供了新思路。文章在其概念模型的基础上,从系统原理、工程构想、技术优势等方面对EGS-E进行了更详尽的阐述。EGS-E采用开挖、爆破、崩落等采矿技术,形成了独特的热储致裂系统和热能交换系统,能够大幅度降低地质环境对热储质量的限制,具备构建定制的热储空间、形成充足的换热面积,维持稳定的工质流量与温度及减少诱发地震风险等优势,为干热岩开发的商业化提供了新的解决方案。     

Micro-seismic Event Detection of Hot Dry Rock based on the Gated Recurrent Unit Model and a Support Vector Machine

Micro-seismic monitoring is one of the most critical technologies that guide hydraulic fracturing in hot dry rock resource development. Micro-seismic monitoring requires high precision detection of micro-seismic events with a low signal-to-noise ratio. Because of this requirement, we propose a recurrent neural network model named gated recurrent unit and support vector machine (GRU_SVM). The proposed model ensures high accuracy while reducing the parameter number and hardware requirement in the training process. Since micro-seismic events in hot dry rock produce large wave amplitudes and strong vibrations, it is difficult to reverse the onset of each individual event. In this study, we utilize a support vector machine (SVM) as a classifier to improve the micro-seismic event detection accuracy. To validate the methodology, we compare the simulation results of the short-term-average to the long-term-average (STA/LTA) method with GRU_SVM method by using hot dry rock micro-seismic event data in Qinghai Province, China. Our proposed method has an accuracy of about 95% for identifying micro-seismic events with low signal-to-noise ratios. By ignoring smaller micro-seismic events, the detection procedure can be processed more efficiently, which is able to provide a real-time observation on the types of hydraulic fracturing in the reservoirs.     

螺杆马达复合钻进在川西南幸福1井的应用

本文主要论述了川西南片区沐川县实施一口温泉井钻探,在钻进至软硬砂泥岩互层的须家河组时,出现时效缓慢、孔内事故频发等问题,采用了螺杆马达复合钻进工艺,提高了钻进效率,取得了良好的经济效益。对今后在该地区大口径深孔钻探施工具有一定的参考意义。     

四川康定温泉系统深源CO2释放研究

根据水化学分析和稳定碳同位素的测试数据,本文计算了四川康定温泉热水和热储的ＣＯ２含量和深源ＣＯ２的释放量,探讨了热水中ＣＯ２的成因。温泉热水中ＣＯ２含量最高为１８４０．１６ｍｇ／Ｌ,平均为１０６０．５３ｍｇ／Ｌ,属于富含深源ＣＯ２的温泉系统。热水和ＣＯ２气的碳同位素揭示深源ＣＯ２的成因为幔源和碳酸盐岩变质脱气以及两者的混合。康定１２个温泉深源ＣＯ２的排出量为１７６６．４３ｔ／ａ,其中至少４０％呈气     

青海省共和县恰卜恰干热岩体地热地质特征

基于地热地质、综合地球物理勘查成果等布孔依据,实施的GR1干热岩勘探孔位于共和县恰卜恰干热岩体中南部,是迄今我国钻遇地层温度最高的干热岩勘探孔,为我国首个EGS示范工程与科研试验平台建设奠定了基础。GR1孔测温结果表明,2500 m深处温度为150℃,进入干热岩段;终孔深度3705 m处的井底温度为236℃。2500~3705 m井段平均地温梯度为71.4℃/km,高于另3眼干热岩勘探孔;2800~3705 m井段地温梯度大于80℃/km,属中等品质以上干热岩。综合地球物理勘查与4眼干热岩勘探孔钻探结果表明,该干热岩体埋深2104.31~2500 m,面积246.90 km²;干热岩资源评价结果表明,3~5 km深度范围,100年内的潜在发电装机容量为3805.74 MW,以2%的采收率计,装机容量为76.11 MW;3~6 km潜在装机容量为7788.26 MW,以2%的采收率计,装机容量为155.77MW;3~7 km潜在装机容量为13639.25 MW,以2%的采收率计,装机容量为272.79 MW。     

粗粒沉积及其储层表征的发展历程与热点问题探讨*

随着全球化石能源消费的不断增长,常规砂岩与碳酸盐岩大中型油气田的勘探举步维艰,砂砾岩这种粗粒沉积的特殊油气藏再次走进勘探家的视野。近年来,中国砂砾岩储集层展现出巨大的油气潜力,尤其是新疆准噶尔盆地玛湖大型砾岩油藏的发现,亟待开展针对性的研究。作者梳理了全球粗粒沉积研究的发展历程,将其划分为: 概念形成的萌芽(1885-1947)、成因分析的快速发展(1948-1987)以及理论形成的工业应用(1988至今)3个主要阶段,每个阶段均表现为科学家对粗粒沉积的热点与瓶颈问题进行了聚焦分析与探讨,由实际现象或油气田的发现引发出问题,开展成因探讨,形成理论后再指导实践的科学发展过程。综合每个阶段的研究主题以及代表性文章和事件,并结合作者长期研究过程中的思考,提出了当前粗粒沉积所面临的关键性热点问题与今后研究方向的建议,主要包括: 古地形特征与坡度、沉积成因机制、相带与微相划分、水槽模拟实验、砾岩成岩作用、测井解释瓶颈、地震处理与解释以及定量地质知识库建立的需求等。     

土地生态质量遥感空间分异与主控因子研究——以广安市为例

本文以广安市为研究区,主要依据遥感数据源,以公里网格为评价单元,基于理想点模型,从生态本底、生态结构、生态效益及生态胁迫4个准则层14个评价指标构建评价指标体系。首先应用德尔菲法(主观法)和熵权法(客观法)相结合的方法计算各评价指标权重值。然后根据以理想点模型计算的结果对土地生态质量进行等级划分,并提取了土地生态质量的主控因子,根据热点模型对土地生态质量的空间分异规律与主控因子之间的关系进行了分析,对广安市2000、2005、2010、2015年的土地生态质量进行了综合评价。最后为土地整治部门提出了有效的土地生态质量监管建议。     

花岗岩型干热岩体与不同注入水体相互作用研究

增强型地热系统(EGS)开发过程中,需要注入循环水体完成提热,但水体注入后与干热岩体反应会产生矿物溶解(或沉淀),破坏人工储层,影响地热能开发。本文以河北马头营区花岗岩型干热岩为研究对象,与该地区地下水、海水、纯水反应,并结合Phreeqc水文地球化学模拟,分析水岩相互作用后干热岩体的矿物变化与注入水体的化学成分变化规律。研究结果表明,不同注入水体与干热岩进行水岩作用,会产生不同类型的矿物溶解与沉淀,海水最终沉淀量较地下水低,主要原因是海水与干热岩体反应生成了具有吸附能力的沸石;适当减少海水中Cl^-含量,将处理过的海水作为循环水体将具有强大的潜力和效益。     

江淮流域夏半年日照时数气候特征及趋势分析

基于江淮流域逐月日照时数观测资料,利用旋转正交函数(REOF)、线性趋势分析、Mann-Kendall突变检验以及Morlet小波分析等方法,对江淮流域夏半年(5—10月)日照时数进行了统计分析,结果表明:江淮流域夏半年日照时数普遍在1000～1200 h之间,呈现由南向北递增的空间分布特点,但受地形等因素影响又存在区域性差异。同时发现其标准差与平均日照时数呈现并不一致的分布规律。进一步将江淮流域日照时数分为4个区,分别为北部区Ⅰ、东北区Ⅱ、西南区Ⅲ和东南区Ⅳ,每个区都表现出显著的下降趋势,但在线性趋势、突变时段以及周期特征上,各个区域又存在显著的差异。     

Remote sensing-based geostatistical hot spot analysis of Urban Heat Islands in Dhaka,Bangladesh

Urban Heat Island (UHI) refers to a phenomenon whereby urban areas experience higher temperatures compared to the surrounding areas. Remote sensing-based Land Surface Temperature (LST) measurements can be utilized to measure UHI. This study emphasized on geostatistical remote sensing-based hot spot analysis ($G_i^{*}$) of UHI in Dhaka, Bangladesh as a way of examining the influences of Land Use Land Cover (LULC) on UHI from 1991 to 2015. Landsat 5 and 7 satellite-based remote sensing indices were used to explore LULC, UHI and environmental footprints during the study period. The Urban Compactness Ratio (C_oR) was used to calculate the urban form and augmented characteristics. The Surface Urban Heat Island (SUHI) intensity (ΔT) was also used to explore the effects of UHI on the surrounding marginal area. Based on our investigations into LULC, we discovered that around 71.34 per cent of water bodies and 71.82 percent of vegetation cover decreased from 1991 to 2015 in Dhaka city. Contrastingly, according to C_oR readings, 174.13 km² of urban areas expanded by 249.77 per cent. Our hot spot analysis also revealed that there was a 93.73 per cent increase in hot concentration zones. Furthermore, the average temperature of the study area had increased by 3.26°C. We hope that the methods and results of this study can contribute to further research on urban climate.