基于主动加热光纤法的冻土相变温度场特征分析

冻土温度场分析对于冻土特性研究及冻土地区工程建设具有重要的作用,而冰水相变所产生的相变潜热大大增加了冻土温度场分析的复杂性。针对该问题,基于线热源模型和冻土传热基本理论,在考虑未冻水和相变潜热的情况下计算了冻土导热系数、体积热容和相变热容,分析其与测量初始温度的关系;在分析结果的基础上,对冻土含冰量的光纤测量技术进行了理论修正。基于主动加热光纤（AHFO）法,开展了一系列室内验证试验:在恒定的加热功率和时间下,采用自主研发的光纤光栅（FBG）刚玉管传感器,对同一初始含水量的冻土试样进行温度监测。结果表明:在本文试验条件下,FBG刚玉管传感器的影响半径小于5 cm,可以忽略边界效应;传感器所测温度增量与时间对数线性关系良好,主动加热对于冻土导热系数影响较小,线源模型适用于冻土导热系数测量;冻土导热系数与试验初始温度呈线性增长关系;在初始温度低于-6 ℃时,相变热容趋于稳定;在-6~0 ℃时,相变热容随温度升高逐渐增大,且变化趋势愈渐强烈;当初始温度高于-5 ℃时,相变热容甚至大于冻土自身的体积热容。相关结论为进一步提高冻土含冰量测试技术的精度提供了参考。     

广安市铜锣山背斜三叠纪岩溶热储结构特征及热水成因研究

为探讨广安市铜锣山背斜三叠纪岩溶热储特征、地热水水化学与同位素组成、热储温度及地热水循环机理,采用地热钻探、水化学与同位素取样测试、热水溶质组分图解分析等手段和方法,开展了地热水成因的研究工作。结果表明:研究区三叠纪碳酸盐岩热储结构相对完整,热储盖层、热储层和热储下部隔水层形成独立的地热水文地质单元。岩溶地热水水化学类型主要为SO₄-Ca·Mg和SO₄-Ca型,富含F、Sr、Li、B和SiO₂物质,其水源补给为大气降水,补给区位于铜锣山以北的大巴山一带,深部地热水补给高程大于1 100 m,补给区年均温度为9 ℃。热储温度为56~76 ℃,热水循环深度为2 013~3 030 m。地热水在循环过程中,主要发生碳酸盐岩和蒸发岩溶解、冷热水混合过程,且冷水混入比例大于80%。结合区域地热地质条件,构建了研究区地热水成因概念模型。      

安徽大别山北部榴辉岩的分布及主要特征

安徽大别山北部新发现的榴辉岩主要产于花岗质片麻岩及基性—超基性岩中 ,与大别山南部的榴辉岩在产出围岩、矿物组成及地球化学特征等方面均十分相似。现今榴辉岩南多北少的分布 ,主要是在中生代热隆构造体制下剧烈差异抬升剥蚀 ,中生代花岗岩大面积侵位所致。     

藏东南高山林线冷杉原始林土壤热通量

利用藏东南色齐拉(也称色季拉)山高寒区林线地带连续的气象观测资料,分析了高山林线冷杉原始林土壤热通量的日、季节以及逐日变化特征及其与净辐射的关系,初步研究高寒区原始林土壤-大气热量交换特征.结果表明:随着土壤深度的增加,土壤热通量日变化振幅减小,至60 cm处没有明显的日变化.除春季表层土壤5cm处热通量没有明显的日变化特征外,其余季节日变化呈明显"S"型曲线.不同深度的土壤热通量存在明显的季节及年内逐日变化特征,但变化的幅度表层土壤明显高于深层.不同年间土壤热通量逐日变化趋势非常一致.不同深度土壤年总热通量均为正值,表明高山林线地带土壤总体上为热汇.土壤热通量的变化与净辐射直接相关,但二者的同步性较差,土壤热通量对净辐射的反馈延时约6 h,明显高于农田、草地及温带、亚热带森林,因此在利用净辐射估算土壤热通量时,要充分考虑植被类型及环境的影响.     

集中采灌条件下碳酸盐岩热储群井示踪试验

地热回灌是实现地热资源可持续开发的有力措施,在世界各国已获得广泛应用,在地热资源的保护、减少资源浪费、延长地热井寿命以及减少环境污染等方面具有重要意义.天津是我国开展地热回灌比较成熟的地区之一,截至2019年底,天津市基岩裂隙型热储回灌率已达79.61％.大规模集中采灌条件下热储层渗流场的变化以及是否会影响热储温度已成为热储系统研究的前沿课题.本文以天津市东丽湖地区为例,选取1,5-萘磺酸钠作为示踪剂,在2018～2019年供暖期集中采灌期间开展了群井示踪试验,结果显示,供暖期内地热井开采量(或回灌量)、水温没有明显变化,水位除受正常采灌影响外没有明显变化,热储系统基本处于稳定状态;试验中示踪剂回收率极低,开采井和回灌井之间水力联系较差,有限的优势通道中的最大流速为448.42 m/d,优势通道的方向主要集中于北东向,与区内主要控热断裂沧东断裂及其次生断裂的发育方向一致;在现状开发利用模式下,不会造成该热储层温度的显著变化.这些认识对于指导北方古潜山碳酸盐岩热储的科学开发利用具有一定的现实意义.     

东营凹陷热流体活动及其对水-岩相互作用的影响

从气体地球化学、有机质热变、包裹体均一温度、古地温梯度、成岩矿物、重金属元素和岩浆活动等方面证实了东营凹陷发生了大量的热流体活动.热流体主要沿活动性较强的深大断裂运移至浅部, 并以侧向强迫对流为主, 同时具有多期次活动的特点.热流体通过改变温度场和地温梯度以及带入一些无机物质, 导致水-岩相互作用强度和类型的差异.      

南黄海盆地碳酸盐岩生烃动力学参数特征

南黄海盆地碳酸盐岩生烃动力学参数的研究对于估算该盆地油气资源潜力极为重要.利用黄金管-高压釜封闭体系的实验设备,对南黄海盆地栖霞组和青龙组2个碳酸盐岩样品进行了热模拟实验及生烃动力学分析.结果表明,栖霞组灰岩热解气体最高产率为102 mL/g TOC,青龙组灰岩为78 mL/g TOC;栖霞组灰岩生烃活化能主峰为52 kcal/mol,青龙组灰岩生烃活化能主峰为60 kcal/mol.栖霞组灰岩活化能主峰偏低可能是受样品中残留烃类影响,热成熟度参数R_o与气体产率的关系不受地质升温速率的影响,可以利用实验结果进行碳酸盐岩生烃量模拟.      

浙江省湖州地区地热资源储存特征及开发利用方向分析

湖州地区地处杭嘉湖平原,地热资源开发具有良好的前提条件。以往的地质勘查工作中,由于上部白垩系和侏罗系较厚,对深部钻探控制程度不够,影响了该区地热资源的开发利用。在分析该区地层、含水层,特别是断裂构造的基础上,对区内的热储特征进行了研究,指出:区内热源主要来自区域大地热流;盖层主要为分布连续是,且受断裂构造影响相对较少的侏罗系及白垩系;热储层有二叠系长兴组、栖霞组,石炭系船组、黄龙组以灰岩为主的灰岩热储和由泥盆系五通组、志留系茅口组砂岩组成的砂岩热储;热储通道为区内发育的深大断裂及其次生构造。构建了区域地热模式。根据地热赋存状态、盖层条件等,结合当前地热开发现状,将湖州地区划分为四个地热分区,认为Ⅲ区地热开发条件为最好,是首选区域,以控制层状热储(石炭、二叠系灰岩)为主;Ⅱ区次之;Ⅰ区断裂发育,缺乏有效盖层条件,若开发地热资源,则应以寻找深层对流型热储(深大断裂)为主;Ⅳ区因盖层厚度偏大,地质情况不明,现阶段开发地热资源需慎重。该研究对指导下一阶段区域性地热勘查工作具有重要意义。     

浅层地能开采中土体的热湿迁移机制及力学性状研究综述与展望

浅层地能的开采是与岩土介质相关的能量交换过程。本文从岩土工程应用的角度,简述了浅层地能开采中与岩土体相关问题的国内外研究现状,指出了目前存在的问题并进行了分析和展望; 在此基础上,凝练出了3个主要的科学问题,即换热过程岩土体热湿迁移机理、岩土层地质构造对热交换的影响以及热交换对岩土力学性质的影响,并对它们的具体研究内容进行了详细的分析。论文的分析成果对于掌握浅层地能开采对土体力学性状的影响,合理开发利用浅层地能,实现能源的可持续发展具有重要的理论和现实意义。     

桂北豆乍山岩体放射性地球化学特征及其干热岩资源潜力研究

对桂北豆乍山岩体钻孔样品进行了放射性生热元素含量、岩石密度和岩石热导率测试.结果 显示该岩体花岗岩U平均含量为17.49×10-6,Th平均含量为27.54×10-6,K2O平均含量为4.64％,放射性生热率平均值6.46 μW/m3,高于地壳平均值及大部分华南其他岩体的放射性生热率值;岩石密度平均在2.57 g/cm...