河北武城凸起地热田地热地质特征

在“雄县模式”和环境压力的双重驱动下,河北地区已形成我国最大的地热供暖城市群。因此,研究武城凸起地热田地热地质特征,对河北省故城县地热开发具有重要的指导意义。本文通过测井、地震和区域地质资料,结合水化学特征、同位素测试结果的分析,系统分析了地热田的不同类型热储展布、储集层物性、地下热水补给来源和循环路径特征,并精细评价了地热资源量。结果表明武城凸起地热田热储类型主要为馆陶组砂岩热储和奥陶系岩溶热储。砂岩热储区域稳定分布,主要产水层为下馆陶组,底板埋深1 200~1 600 m,单井出水量79~123 m³/h, 井口水温52~54 ℃;岩溶热储有利区带主要分布在寒武—三叠系卷入的背斜核部,呈南北向带状展布,主要产水层为上马家沟组、下马家沟组和亮甲山组,顶板埋深2 100~2 900 m,单井出水量75~98 m³/h,井口水温82~85 ℃。地下热水来源为西部太行山脉和北部燕山山脉,热水沿着NE-SW向断裂破碎带和岩溶不整合面向上水平运移进入浅层热储,通过沧县隆起和邢衡隆起在武城凸起汇集,形成中低温地热田。地下热水质类型为Cl-Na型,最大循环深度为2 822.5~3 032.5 m,¹⁴C测年表明砂岩热储和岩溶热储年龄分别为21 ka和32 ka。明化镇组和石炭—二叠系分别为两套热储的直接盖层。武城凸起地热田地热资源量分层精细评价结果表明,热储地热资源量合计4.86×10¹⁰ GJ,折合标煤16.6×10⁸ t。年可开采地热资源量可满足供暖面积1.1×10⁸ m²,市场开发潜力巨大。     

化学刺激法提高花岗岩类岩石裂隙渗透性的实验研究

增强型地热系统(EGS)用于通过人工形成地热储层的方法从深部低渗透性岩体中开采地热能;国际上常采用水力压裂辅以化学刺激的方法改造EGS 储层以提高其渗透率。本文以采自青海共和盆地的花岗闪长岩样品为对象,选用3种不同化学刺激剂(氢氧化钠、盐酸和土酸),在3组不同注入流速条件下开展了系统化学刺激实验。结果表明:注入盐酸和土酸后样品渗透率均有提高,且采用土酸时渗透率提高幅度明显大于盐酸;但注入氢氧化钠后,样品渗透率反而降低。在3类化学刺激剂中,土酸对长石类矿物的溶蚀能力最强,而氢氧化钠溶液对石英的溶蚀能力最强,但氢氧化钠溶液在溶解岩石样品裂隙表面矿物后极易形成非定形态二氧化硅或非定形态铝硅酸盐蚀变矿物并阻塞裂隙,反而对化学刺激效果造成负面影响。总体来看,土酸是青海共和盆地干热岩体的最佳化学刺激剂。在中等注入速度(3 mL·min^-1)条件下,土酸对岩石样品的溶蚀程度就可达到最高;在此基础上进一步降低流速,则可能使溶解组分更易从液相中沉淀而充填于样品裂隙,导致样品渗透率有所下降。     

长江下游区域地温场特征及其能源意义

区域地热特征及深部温度估算对于油气勘探和地热能资源评价和开发利用具有重要意义,长江下游地区是我国东部经济社会高度发达的地区,其能源需求大,区域热状态研究能为该区地热资源评价提供关键约束。通过整合长江下游地区已有的温度数据和实测岩石物性参数,勾勒出该区的现今地温场特征,并进一步估算其1 000~5 000 m埋深处的地层温度。研究表明,长江下游地区现今地温梯度为16~41 ℃/km,且以18~25 ℃/km居多,苏北盆地区呈现高地温梯度。大地热流值为48~80 mW/m²,其均值为60 mW/m²,表现为中等的地热状态,有利于油气和地热能形成。此外,长江下游地区深部地温估算表明,1 000 m埋深处的温度范围为30~54 ℃,2 000 m时温度范围为50~95 ℃,3 000 m时温度范围为65~130 ℃,4 000 m时温度范围为80~170 ℃,5 000 m时温度范围为100~210 ℃。区域深部地温的展布趋势呈NE向,高温区域集中在安徽南部和江苏东北部。结合60 ℃和120 ℃等温线的埋深分布及区域地质、地球化学和地热特征,初步探讨了该区油气与地热资源的有利区带及其相应的开发利用类型。     

关中盆地浅层地热能赋存规律及资源量估算

通过野外地质调查及室内综合研究,分析了关中盆地浅层地热能的开发利用情况、赋存特征和形成模式,并对资源量进行了估算,总结了盆地不同地貌单元、不同岩性的岩土体热物性参数特征,计算了区域恒温带深度和浅层大地热流值。关中盆地地热能的形成模式主要为热传导型和热对流型: 热传导型地热资源主要分布于西安凹陷、固市凹陷等完整地质块体内; 热对流型地热资源主要分布于深大断裂直接沟通地表的区域以及断裂带周边区域。采用层次分析法对关中盆地浅层地热能进行适宜性分区,认为关中盆地整体属于地埋管地源热泵系统适宜区或较适宜区,地下水地源热泵系统适宜区和较适宜区主要分布在盆地中部漫滩区和阶地区。利用热储法,计算关中盆地浅层地热能热容量为1.38×10¹⁶ kJ/℃,浅层地热能储量巨大,开发利用前景优良。     

河南尉氏县西部地质地球物理综合解译及地热资源远景区预测

尉氏县地热资源开发尚处于起步阶段,为适应大规模地热资源开发需求,当前急需探明该区地热资源赋存情况。研究区位于太康隆起次级构造单元中部鼻状构造带及尉氏—薛店次凹带结合部位,本文通过尉氏县城西部所采集的220个大地电磁测深点的二维及三维反演工作,结合二维反射地震剖面,分析了研究区地层、断裂展布构造,并对地热资源远景区进行了预测。维性分析结果表明研究区主构造走向为北西向,二维及三维大地电磁测深反演结果表明研究区4 km以浅地层由上到下可分为四层：新近系—第四系、三叠系、石炭系—二叠系、寒武系—奥陶系;综合二维反射地震及大地电磁测深资料,剖面位置处可识别出三条正断层。选择断裂带周边或穿过断裂带钻井,对水量有一定保证。     

水井测温在地热普查中的应用

利用水井测温方法确定恒温层温度,以恒温层的温度值作为湖顶地热异常区的下限值,用内插法勾绘温度等值线图,高于该下限值范围的即为地热异常区。曹县庄寨地区的地热普查证明该方法是快速有效的。     

山东临清地热田地热地质特征

山东省临清地热田主体位于冠县凹陷内,面积约1550km2。地热类型属层状孔隙型,热源是地球内部的传导热,盖层是第四系和新近纪明化镇组。可被利用的热储层有4个,最有开发利用价值的是馆陶组下段热储,该热储层顶板埋深约1100m,底板埋深约1700m,热储层厚度530~580m,含水层累积厚度158~175m,单井涌水量1500~2000m3/d,出口水温62~67℃,矿化度5000mg/L左右,具腐蚀性,结垢性弱,具较好的开发利用价值。经计算馆陶组热储层单井1a的可采量为5.431×105m3,100a可采量所释放的总热量为1.156×1013kJ,合理井距为1500m。     

曲阜近山前地区地热地质条件浅析

曲阜市近山前地区基底地层是理想的热介质,区域主控断裂对地温场起明显控制作用,含水岩组和地下水运动为地热提供了理想载体。以岩石导热特征,可将曲阜地区地层分为2 大类:即热基底地层和热盖层地层。前者热导率为25.41×10-3~36.30×10-3T/cm·s·℃;后者为18.92×10-3~23.99×10-3 T/cm·s·℃。地热资源赋存于受断裂构造控制的槽形地带内,属典型的构造—盆地增温型。     

山东省地温梯度分布特征研究

在充分搜集山东省区域地质、构造地质、地热地质及地热遥感解译资料等基础上,开展了山东省地温场现状调查、1∶50万地热遥感解译和测温工作,根据收集资料程度,提出计算地温梯度的方法,计算了整个研究区地温梯度;评价了各个地热区地温梯度的分布规律,并从大地构造、基岩起伏、岩浆活动、地层岩性、断裂构造、地下水活动等方面分析了影响地温场分布的因素,讨论了浅部地温场与深部构造的关系,总结了研究区各区地温梯度的分布特征。     

A Review of the Calculation Formula for the Four-component Borehole Strainmeter and Application to Earthquake Cases

Based on the principle formula for the four-component strainmeters, we can directly obtain the specific plane strain, shear strain and azimuthal angle of the principal strain, and the maximum and minimum principal strains calculated afterwards are the indirect result. The problems of practicality of the sensitivity coefficients A and B of plane strain and shear strain are then discussed. Based on this idea, we analyzed the observation data of several four-component borehole strainmeters near the epicenter of the Yiliang M_S5.7 earthquake in 2012 and the Ludian M_S6.5 earthquake in 2014 in the Zhaotong area, Yunnan Province. The results show that the analysis based on the perspective of plane strain and shear strain has an obviously better effect than that based on the component readings, and can directly peel off the respective abnormality of the plane strain and shear strain. In addition, the correlation coefficient curves between measured data of two plane strains show significant anomalies which often occur several days before and during the earthquake.