高温硬地层钻进中PDC钻头切削齿磨损研究

随着新时代对绿色环保资源的需求日渐旺盛,地热资源即将进入大规模开发阶段。为经济、高效获取地热资源,目前主要应用的是PDC钻头。但是,部分钻取地热井存在遭遇高温硬地层的情况,常规PDC钻头存在耐高温性能差、硬度略低、耐磨性不足等问题。本文总结了深部高温硬地层钻进时PDC切削齿受到磨粒磨损,冲击磨损,热损伤等3种磨损机理,介绍了4种提高PDC切削齿耐高温性,硬度及耐磨性的方法：涂层技术、改善钻进参数,复合钻头和钎焊切削齿。根据目前研究情况,建议单个PDC切削齿实验可以从实现独立分析与切削齿关联性相结合方面展开,通过动态建模和工作状态实时模拟优化设计方案。     

蚀变洋壳玄武岩俯冲过程中含碳矿物相变质演化及脱碳作用的研究

俯冲作用是连接地表系统和地球深部系统的最为关键的地质过程,其对研究地球深部碳循环具有重要的意义。俯冲洋壳岩石圈中的碳主要存储在沉积物、蚀变洋壳玄武岩以及蛇纹岩中。俯冲变质作用过程含碳岩石的变质演化控制着其中含碳矿物相的转变及碳迁移过程。本文选取了蚀变洋壳玄武岩进行相平衡模拟,来研究其含碳矿物相的变质演化过程。计算结果表明,变质玄武岩体系中的碳酸盐矿物之间的转变反应除了受压力控制之外,还受到温度和体系中铁含量的影响。随着压力的升高蚀变玄武岩中碳酸盐矿物会发生方解石/文石-白云石-菱镁矿的转变,但在高压/超高压条件下,温度的升高可以使菱镁矿转变成白云石。碳酸盐矿物中的铁含量受到体系中铁含量的影响,白云石和菱镁矿中的铁含量随着体系中铁含量的增加而增加。在水不饱和条件下,洋壳不管是沿着低温还是高温地热梯度线俯冲到岛弧深度,蚀变玄武岩体系几乎都不发生脱碳作用。然而在水饱和条件下,当洋壳沿着高温以及哥斯达黎加地热梯度线俯冲到岛弧深度时,蚀变玄武岩体系中的碳几乎可以全部脱出去。蚀变玄武岩体系中水含量的增加可以促进体系的脱碳作用。     

综合物探在莘县地区地热勘查中的应用

莘县地区广泛被新生代地层覆盖,并且厚度较大,在该区寻找地热资源,首先应查明热储层、盖层及断裂构造的特征。在本区CSAMT法对断裂构造具有很好的横向分辨能力,直流电测深对新生界地层具有较好的分辨效果。在收集有关地质、地震、测井等资料的基础上,通过利用直流电测深半定量的解释结果作为CSAMT定量解释的约束条件进行地质综合推断,基本查清了区内深部隐伏的地层、热储层、断裂构造的埋深及展布特征,取得了很好的勘查成果。综合应用两种物探方法对类似地区进行地热资源的前期勘查,可以高质、高效地取得勘探成果。     

CSAMT在沿海围垦区地热勘查中的应用

江苏省如东某沿海围垦区富含咸水,电阻率值极低,传统直流电法难以开展深部勘查工作。利用V8功率大、CSAMT法穿透力强的优点,通过加密频点等方法技术提高分辨率,结合已有地质、物探资料推测了低阻覆盖层下的控热储水构造,验证结果表明所推断裂构造是沟通深部热源的有利通道,验证了该方法应用于超低阻覆盖区的可能性。     

范氏气体准静态开放式系统与气枪子波模拟

在范氏气枪模型中,理想气体准静态开放式系统方程通常被直接应用在范氏气体条件下,从而引起模拟结果的偏差。这里详细推导了范氏气体条件下准静态开放式热力学系统方程,并结合气泡振荡方程,应用四阶Runge-Kutta方法进行子波模拟。经过与实际数据对比分析,得到比原范氏气枪模型更接近实测子波的结果。     

从《IPCC 2006国家温室气体排放清单增补:2013湿地》谈湿地温室气体计量进展及问题

通过对《IPCC 2006国家温室气体排放清单增补:2013湿地》出台的背景、湿地类别的划分、温室气体计量方法学进行解读,从温室气体排放源、计量方法和排放因子3个方面对湿地温室气体排放的计量进行了分析,重点探讨了对《IPCC 2006国家温室气体排放清单指南》中方法学的更新与改进,结合我国湿地研究的现状,进一步指出我国湿地研究中亟待解决的关键问题和未来研究的主要方向,为我国湿地排放清单指南的编制提供了理论指导。     

“岩浆热场”说及其成矿意义(上)

文中首先介绍了岩浆热场的沿革,指出"岩浆热场"并不是一个新概念,很早已出现在文献中了。常识告诉我们,炽热的岩浆侵位必定在周围形成一个热场,这就是岩浆热场。国外在19世纪晚期即对岩浆热场有比较深入的研究。罗文积和陈家清早在20世纪90年代(1997)就明确表述了对"岩浆热场"的认识,并给予精彩的阐述,他们是"岩浆热场"学说的先行者。文中简要介绍了地热场的概念,讨论了岩石的热力学性质、热传导形式、影响热流和地温分布的各种可能的因素。而"岩浆热场"指的是:在一个很短的时间内,在一个局部的地区出现的岩浆活动,使该区域地热梯度相对周边地区明显的上升,使之形成一个局部区域的热场。热场的规模很小,通常只离岩体几米或几公里。热异常和等温线是垂直分布的,叠加在地热场之上。并介绍了岩浆热场的基本特征。岩浆热场与地热场的热的来源不同,热的分布不同,地温梯度不同,热场规模不同,持续的时间不同,热与流体的关系不同以及研究方法不同等。岩浆热场说是建立在岩浆物理性质和岩浆动力学基础上的,它依赖于对岩浆的形成、侵位、冷却、固结及其对围岩的影响等知识的了解。牵涉到岩浆的温度、压力、黏度、密度、流变等基本问题。文中着重讨论了岩浆对围岩的热效应和岩浆热场中的流体等问题。岩浆热场最重要的意义是,它是流体赖以上升的通道。文中还概略讨论了流体和成矿流体来自哪里?流体是怎样上升的?热场中流体是怎样对流循环的?热液双向汇聚成矿理论等。     

地热供暖的供水原理及应用分析

地热作为一种清洁、无污染的绿色能源用于供暖,具有恒温供暖、缓解能源短缺和保护自然环境的多种优势。以河北省邯郸邱县信和嘉园小区和魏县锦华苑小区地热水供暖为例,通过供暖的基本情况、地下热水储存条件以及地下热水取水的工艺流程,对不同供热方式的地热水供水原理进行阐述及优劣分析对比。     

地热回灌条件下单井开采权益保护半径的计算

根据假设条件：（1）除了抽取和回灌的热量外,系统与外界没有能量交换;（2）开采100年,消耗15%左右地热储量;（3）回灌未发生热突破且抽水井井口温度与热储层回灌前温度一致。推导出回灌条件下单井开采权益保护半径的计算公式。并以深泽县为例进行了计算,对比回灌条件下和无回灌条件下的单井开采权益保护半径和面积的计算结果。     

从地球物理勘探成果探讨嘉峪关断裂与酒东盆地对地热资源的控制

酒东盆地是典型挤压造山型盆地,嘉峪关断裂是第四纪活动断裂,具有储热导热良好的地热地质条件,虽地温场偏低于东部裂谷型盆地,在以往石油勘探和水文地质普查中已发现有地下热水存在。嘉峪关市区一带通过石油普查重力、直流电测深资料重新解释,结合以往石油地震勘探和钻探成果,认为嘉峪关—酒泉凹陷具备地热资源形成的储、盖、通、源条件,属中低温盆地传导型地热资源,具有经济开发价值。