郓城县浅层地热能勘查评价

浅层地热能是地热资源的组成部分,分布广,利用价值大,既可缓解能源紧张矛盾,又有利于保护环境。该文分析了郓城县浅层地热能条件,对地埋管换热方式有关热物性参数进行了测试,对郓城县浅层地热能资源进行了计算评价,并进行了效益分析。     

对陕西宝鸡地区“高家村—高店断裂”的新认识

为进一步查明陕西宝鸡地区"高家村—高店断裂"地表详细分布状态及其活动性,在前人调查研究成果的基础上,对该"断裂"进行了1∶10 000野外地质地貌填图,并针对支持该"断裂"地表现代活动的几处关键证据(包括咀头剖面、桐峪河探槽剖面、杨家店探槽剖面、唐家塬探槽剖面、姬家店剖面)进行了详细的剥土清理、探槽施工和浅层地震勘探等工程查证。结果表明:咀头剖面反映的断层活动证据并不存在,前人认为的断层活动断面实际为该处一滑坡体后缘残余的滑动错落面;桐峪河探槽剖面中的断层活动断面也不存在,前人剖面中显示的断层错断面只是一处古河床边岸侵蚀面;杨家店探槽剖面内的3条主断面可能为与滑坡有关的滑动面,探槽两侧附近也没有断层存在的证据;唐家塬探槽剖面展示的断面仅仅为台塬脚下滑坡的滑动面;继续向西至"高家村—高店断裂"通过的姬家店剖面一带,所谓的断层陡坎仅是二级阶地前缘;西崖村—半沟村一带的浅层地震勘探结果也不支持断面深部存在的可能。因此,所谓的"高家村—高店断裂"并不存在。     

临沂城区浅层地热能利用方式适宜性分区研究

临沂城区浅层地热容量丰富,利用潜力大,具有较好的开发利用前景。通过对该区进行地埋管勘查和地下水换热方式勘查研究,结合水文地质条件、工程地质条件等控制因素对该区进行了适宜性分区,区内只有部分区域适宜采用地下水换热方式,绝大部分区域较适宜采用地埋管换热方式。     

宿州矿区浅层地下水污染评价及源解析

宿州矿区由于长期煤炭开采,不仅形成了浅层地下水降落漏斗,而且造成了不同程度的地下水污染,其污染现状及主要形成原因尚不清楚。为此,本文利用研究区水土污染调查获取的21个地下水样品的 {\mathrm{NO}}_3^{-}等13项污染指标开展地下水污染源解析工作。在采用改进内梅罗综合污染指数法对研究区浅层地下水环境质量进行评价的基础上,利用因子分析和反距离权重插值方法对研究区浅层地下水进行污染源及空间分布特征解析。研究结果表明:(1)研究区浅层地下水受到了重度污染,以Ⅳ类水为主,污染较严重的指标为 {\mathrm{NO}}_3^{-}、Mn、Fe和F^-。(2)研究区浅层地下水主要包括4个污染源:原生地质环境(F1),其高值区分布在桃园煤矿及其周边;矿坑排水和矸石山淋溶作用下形成的矿业废水(F2),其在桃园和钱营孜煤矿及其周边地区污染较为严重,其余矿区也存在一定程度的矿业废水污染;由生活垃圾、人畜排泄物造成的农村污水(F3),其污染地区主要为朱仙庄和芦岭煤矿一带; 由化肥施用引起的农业污染(F4), 其高值区集中在朱仙庄煤矿及其周边区域。地下水水质的主要影响因素是浅层地下水原生地质环境和矿业废水,其中约有51.040%的污染来源于原生地质环境及煤矿矿业污染的混合污染,约有11.841%的污染来自煤矿矿业废水,其余污染主要来源于农村生活和生产污水以及农业面源污染。(3)研究区浅层地下水主要污染区域为桃园和钱营孜煤矿一带,祁南和祁东煤矿污染相对较轻,朱仙庄和芦岭煤矿水质较好。(4)建议对矿区地下水主要污染源及污染途径进行综合防治:加强矿坑排水口的污水达标排放监管力度;煤矿企业采用生产建筑材料等方法提高矸石的综合利用率;进一步加强与矿区污水、垃圾填埋处理等相关的基础设施建设。     

昭通太阳背斜山地浅层页岩气"三维封存体系"富集成藏模式

本文系统分析了太阳地区构造断裂系统、顶底板条件、沉积岩相、优质页岩展布、源储条件及富集高产规律,提出了"多场协同多元耦合"共同作用下太阳背斜区山地浅层页岩气"三维封存体系"富集成藏赋存模式,具有5个特征:①页岩储层上覆龙马溪组一段二亚段—石牛栏组厚层致密页岩和泥灰岩,下伏临湘组—宝塔组厚层致密瘤状灰岩,具有良好的封隔层条件,形成了封存体系的顶板和底板;②压扭应力背景下形成的断裂系统属于挤压性逆冲断层、压扭性走滑断层,断层的纵向封闭性好,有效地保护了优质页岩气藏;③断层两盘页岩气层对接岩性均为致密泥灰岩和灰岩,侧向封堵性防止了页岩气泄漏点出现,使得山地浅层页岩气仍具有连续型气藏特征;④前陆盆地"水体滞留+火山灰沉降"造就了"海洋漂浮生物繁盛+缺氧强还原"深水陆棚沉积环境,形成了"富碳、高硅、低黏、高脆"的优质烃源岩储集体,构建了"规模生烃、高效吸附富集"的页岩微纳米级储集孔隙空间;⑤页岩储层具有相对小的地应力和两向水平应力差,既利于在中低泵压下的储层压裂施工作业,又具备体积压裂打碎页岩形成复杂缝网和气井获得高产的关键要素.提出了复杂构造区山地浅层页岩气"多元富集高产"的规律性认识,即:前陆盆地深水缺氧强还原环境促使了"富碳、高硅、低黏"页岩储层发育(沉积成岩控制源储特征)、持续良好的三维封闭保存体系有效保护了富有机质页岩生烃留烃富烃和超压保孔(保存条件控制天然气藏)、页岩脆性与地应力以及水平应力差决定了体积压裂改造的难易程度并影响了人造页岩气藏的构建效果(应力可压性控制人造气藏)、Ⅰ类优质页岩气储层连续厚度和地层压力系数决定了页岩气禀赋的资源储量丰度与气井高产(烃储禀赋控制单井产量).研究成果对中国南方复杂构造区海相浅层页岩气的高效勘探开发具有重要的借鉴引领和指导意义.     

既地下水采补平衡又冬小麦稳产的探讨

河北省太行山山前平原浅层地下水位持续下降,问题十分突出,然而,该区域又是我国优质冬小麦的重要产区。能否实现在浅层地下水采补平衡的同时做到冬小麦稳产,是该区域水资源保护和农业生产管理工作中亟待回答的重要问题。基于分布式水文模型的模拟结果表明:在该区域若要实现地下水位止降回升这一压采目标,仅利用浅层地下水进行灌溉,冬小麦的产量会减少40%以上。考虑到南水北调中线工程的引水线路自南向北贯穿河北省太行山山前平原,建议在冬小麦关键需水期的灌溉中采用“一水用浅层地下水另一水用南水北调水”的“修改的春浇两水”模式。基于模拟结果的估算表明:在这种限水灌溉模式下有望实现浅层地下水采补基本平衡且冬小麦基本稳产。值得注意的是,这种“修改的春浇两水”模式,需要南水北调中线引水工程每年提供的灌溉水量大约为8.6×108 m3,灌溉成本较纯井灌至少增加562.5～1282.5元/hm2。本研究可为我国最典型的浅层地下水超采区——河北省太行山山前平原探索保产量与节水并举的新路径提供定量化的参考。     

浅层钻探技术在山区输电线路勘察中的应用研究

山区输电线路塔位区大多山高坡陡、植被发育、水源匮乏,导致钻探设备搬迁困难、用水不便,严重影响地质钻探工作开展。本文聚焦山区输电线路地质勘察工作需求,开展基于浅层钻探技术的系统性、集成性研究,引入了小口径（?46 mm）绳索取心技术,研制了新型高效的PDC钻头,优化了钻机提钻装置、循环系统、钻井液配方等,并在试验中得到验证。结果表明,无水钻进工艺适用于山区输电线路地质勘察,浅钻绳索取心技术可有效解决孔壁坍塌、钻进效率低等问题,升级后的钻机循环系统可进行钻井液循环钻进,通过优化钻井液配方可将取心率提高到85%以上,解决了山区输电线路地质钻探工作效率低、取心率低等问题。     

绿色勘查中以钻代槽技术应用前景浅析

近年来,浅层取样(心)钻探技术与地表基岩水平钻探技术作为新时期地质找矿工作手段,受到越来越多地勘单位的关注与试用。本文通过对浅层取样(心)钻探技术与地表基岩水平钻探技术在槽(井)探工程上的应用分析,从设备工艺、布孔要求、产状测量、样品规划及测试成效上探讨这两种技术替代槽(井)探工程的可行性和特点。笔者认为浅层取样(心)钻探技术通过合理布孔在一定范围内可以实现部分替代槽(井)探工程的功能,从而达到减少布设槽探工作量的目的;地表基岩水平钻探技术在异常查证及厘定标志层产状、矿(化)体深部延伸情况上成效显著,可较好替代槽(井)探工程。作为技术可行、经济可控、社会效益显著的新型矿产勘查方法,合理选用上述方法将势必成为新时期地质找矿工作行之有效的绿色山地工程手段。     

北京平原区第四系热物性参数特征及对浅层地热能开采的影响因素分析

【研究目的】 岩土热物性是影响浅层地热能资源评价及利用的重要参数。【研究方法】 在北京平原区各冲洪积扇采集了695件第四系岩土样品进行热物性及土工参数测试,分析了热物性参数特征及其对浅层地热能开采的影响。【研究结果】 北京平原区第四系岩土热导率平均值为1.465~2.022 W/(m·K),热扩散率平均值为0.450×10^-6~0.841×10^-6 m²/s,比热容平均值为2.323~3.080 MJ/(m³·K),热导率（λ）与热扩散率（κ）值存在一定的线性关系,相关方程为λ =1.6973κ + 0.6127。第四纪松散沉积物颗粒越细,热导率值越低;含水率0~5%范围内,热导率随含水率增加迅速增大,含水率5%~20%范围内,热导率增加变缓并趋于稳定,含水率20%~40%范围内,热导率随含水量增大而降低;在天然状态下,热导率随着密度的增加而增大,随着孔隙比的增加而降低;样品温度在0~40 ℃范围内,热导率随温度升高呈先减小后增大的趋势,20 ℃时热导率最低。【结论】 第四系热物性参数随地质条件变化而变化,热物性参数大小会影响浅层地热能储存、采集和扩散能力,热导率、热扩散率及比热容越大,岩土蓄热和导热能力越强。     

浅层地热能开发回灌井施工技术研究——以郑州市东、西部新城区为例

地下水回灌是浅层地热能开发利用中不可缺少的环节,回灌井是实施回灌的关键设施,其施工技术是影响回灌效果的重要因素。选取郑州市东部新城区、西部新城区浅层地热能开发的回灌井为研究对象,分析不同区域地质条件的差异,通过回灌井结构分析地下水的回灌机理,论述影响回灌效果的因素。结合试验井施工情况,论述泥浆正循环钻进、泵吸反循环钻进、冲击钻进等不同钻进工艺的适用条件和施工中存在的问题,以及钢筋砼管、钢管和U-PVC管等不同成井管材对回灌效果的影响,探索提高单位回灌量的针对性措施,为今后郑州市及周边地区浅层地热能开发回灌井的施工提供参考。