岩石热导率校正对大地热流计算值的影响——以渤海湾盆地冀中坳陷为例

岩石热导率是计算大地热流的基础热物性参数,热导率的选取和校正是正确评估热流的基础。当前在冀中坳陷乃至渤海湾盆地的大地热流计算中,多以受季节性气温变化和地下水活动等因素影响较小的古近系和新近系砂泥质岩层作为大地热流的计算层位,岩石热导率也多参考区域内已有定值,而忽略了热导率对水饱和度、温度和压力的依赖性。笔者等从岩石热导率的温压校正和饱水校正角度出发,计算并比较了不同校正方法对热流值的影响。主要认识如下：(1)岩石热导率作为1个受多因素综合影响的热物性参数,其大小与岩性和矿物组分密切相关,同时通常与孔隙率呈负相关,而与密度呈正相关;(2)热导率高温实验结果显示,冀中坳陷砂岩样品热导率总体上随温度的升高而降低,在30～130℃的温度区间热导率降低了6.8%～11.3%,热导率下降率具有随热导率的降低而减小的趋势;由于砂岩和泥岩具有相对较浅的埋深和较低的原位温压条件,温压对热导率的正负效应可以在一定程度上相互抵消,对于热导率小于2 W/(m·K)的样品,温压对其的影响较小。(3)饱水校正后的冀中坳陷JZ03井和JZ04井古近系—新近系砂泥岩热导率的平均偏差分别高达43.0%、47.5%;(4...     

松辽盆地北部岩石热导率及其影响因素

本次研究采用瞬态平面源法对松辽盆地北部76个钻孔的263个岩心样品进行了岩石热导率测试。岩心的实测热导率集中在0.58~3.00 W/(m·K)之间, 平均为(1.77±0.64) W/(m·K); 泥岩、粉砂岩、砂岩、砾岩平均热导率分别为(1.30±0.39) W/(m·K)、(1.89±0.64) W/(m·K)、(1.91±0.37) W/(m·K)、(2.18±0.57) W/(m·K); 变质岩、火成岩平均热导率分别为(2.75±0.67) W/(m·K)、(2.70±0.45) W/(m·K)。碎屑岩和凝灰岩热导率整体上呈现出随着埋深和地层年龄的增加而增大的趋势, 而砾岩和变质岩变化趋势不明显。分析了压实成岩作用、砂岩的矿物含量和岩石的变质作用对岩石热导率造成的影响。通过饱水测量获得了原位热导率, 对岩心的原位导热系数进行了修正。最后建立了松辽盆地北部地层热导率柱, 可以为研究区的热流计算、深部地温场建模、盆地热史恢复等提供地层热导率约束。     

深部含水层储热系统的数值模拟研究

深部含水层储热系统, 是一种以深部含水层介质为载体的“地热+”多能互补储/供能系统。该系统可将各种形式的能量储存于地下并按需求取出加以利用, 能够弥补能源供需的时空分布的不平衡, 是综合利用多种可再生能源, 实现节能减排的有效途径。深部含水层储热是一种水热型地热资源开发利用的新方式。传统的水热型地热资源开采, 受限于地热尾水回灌导致的热突破, 热田寿命有限。而利用深部含水层储能, 不但可以增强热储能力, 而且能够延长热田寿命。本研究通过数值模拟研究表明, 与传统的水热型地热系统相比, 通过采取深部含水层储热技术, 在相同开采流量下, 可以提升单井供热能力20%。其储热效率可以达到60%~90%, 能够保证更高的地热能提取率; 同时, 与传统水热型地热井寿命受限于热突破时间的情况不同, 深部含水层储热系统可以延长地热井寿命, 实现可持续开采。通过参数敏感性分析的方法进一步评估了不同参数对深部含水层储热性能的影响。通过参数研究发现, 储层渗透率和储热温度等是影响储热能力和效率的关键参数。本研究为后续开展深部含水层储热系统工程的设计与优化提供科学参考。     

川东地区大地热流及其对地热资源评价的启示

大地热流是揭示一个地区的温度空间展布、地热资源形成和赋存条件的综合性评价指标。川东地区大地热流的研究十分薄弱, 制约着对该地区地热资源潜力及展布的认识。本文首先利用4口钻井178个系统稳态测温数据和25口钻井76个试油温度数据, 计算得到了川东地区的地温梯度和大地热流, 再利用一维稳态热传导方程计算得到川东地区下二叠统栖霞—茅口组热储的地温, 最后明确栖霞—茅口组发育的地热资源类型及潜力。结果表明: 川东地区地温梯度在16.0~21.3 °C/km之间, 平均为(18.3±1.59) °C/km; 大地热流值在44.3~67.7 mW/m2之间, 平均为(55.5±6.0) mW/m2, 具有构造稳定区的低温型地温场特征。栖霞—茅口组是川东地区最重要的热储, 主要发育中-低温型地热资源, 其中, 低温型地热资源主要发育在西南构造分区; 中温型地热资源主要发育在东南构造分区、东北构造分区及西北构造分区。结合热储特征, 可以得出川东地区栖霞—茅口组具有形成丰富地热资源的热储和地温条件。该成果可为川东地区的地热资源勘探评价提供重要的地热信息。     

二连盆地乌兰花凹陷烃源灶表征及其对油气分布的控制

乌兰花凹陷是近年来在二连盆地南部新发现的富油凹陷,但南北两个洼槽探明的油气资源差异明显。为了准确评价乌兰花凹陷的油气资源潜力,系统地分析了乌兰花凹陷烃源灶特征,讨论了烃源灶与油藏分布的关系。研究表明,乌兰花凹陷阿尔善组至腾一上段发育C、D/E和F相源岩,受构造-层序演化的影响,南北洼槽倾油型(C相)源岩发育层段存在明显差异,南洼槽C相源岩主要发育在阿尔善组,腾一上段和下段以D/E相源岩为主,而北洼槽阿尔善组至腾一上段均发育C相源岩。多口探井热史标定结果表明,乌兰花凹陷烃源岩成熟门限在2000 m左右,南洼槽仅阿尔善组烃源岩进入成熟阶段,阿尔善组C相源岩排油强度为0.5～7.9MMT/km2,为凹陷的主力烃源岩,而北洼槽阿尔善组C相烃源岩主要发育在阿尔善组上段,成熟度较低,最大值仅为0.78%Ro,烃源灶排烃强度小于0.2 MMT/km2,不能形成规模性的油藏。乌兰花凹陷探明的原油均在南洼槽,且集中在烃源灶周围,表现为近源聚集。     

2017年9月一次夏季暴雨天气的特征分析

利用卫星云图、雷达、探空和地面自动气象站等气象资料,对2017年9月12日福建省西部的一场暴雨过程进行特征分析,探讨在副热带高压控制下出现较大范围暴雨过程的原因,结果表明:东亚大槽深入副热带高压北部,使得冷暖气流交汇于长江中下游以南地区,为处于副热带高压控制下的福建西部午后出现强降水创造有利环流条件;低层东北冷湿气流、中高层西南暖湿气流和地面冷锋是主要影响系统;副高控制下的福建西部白天升温明显,增强该地区上空的层结不稳定,沿海有云系增温不明显和台风"泰利"外围环流增强了闽浙沿海低层东北气流,两者共同作用增强地面冷锋强度和走向,有利于冷锋向西南移动,触发福建西部强对流的发展;从雷达回波特征看,该次过程既具有块状对流性强降水回波特征,又具有絮状稳定性降水回波特征,是锋面降水与局地热对流降水叠加结果。     

西藏尼木地区遥感数据地温反演与地热异常预测

为探明西藏尼木地区地热资源的空间分布及指导该区地热资源的勘探与开发,选取2010年1月21日与2月22日的Landsat 5TM数据,基于单波段的单窗算法进行地表温度反演,并利用ArcGIS软件分析了地表温度、已有地热异常点、构造及人类活动之间的关系,对该区潜在的地热异常进行预测。结果表明,地表温度分别为： -21.75～40.65 ℃,-18.95～46.45 ℃,二者进行对比分析表明反演结果符合实际且结果可靠。依据遥感数据地温反演结果,发现区内温度异常区比背景区高10 K以上,研究区存在未被发现的隐伏断层及地热活动异常信息,由此划分出21个潜在地热异常区。结论认为位于亚东—谷露与雅鲁藏布江缝合带交汇区的尼木地区地热异常特征明显,勘探开发前景广阔;在高寒缺资料区基于遥感单窗算法进行温度反演,可以有效提取地热异常信息,帮助预测具有开发前景的地热异常区,并进一步识别圈定具有勘探意义的靶区。     

BLD系列地热井用高效保温钢管的研制与应用

我国能源行业发展由清洁高效进入了降碳节能的新阶段,作为清洁、零碳能源的地热能,迎来了空前的发展机遇。目前地热开发过程中井下保温管道运用不规范,甚至不适用,大大浪费了地热资源。为科学、高效、高质量利用地热能,研制地热井用高效保温钢管很有必要。借鉴稠油开采保温管和国外温泉井保温管技术,研制的保温管导热系数<0.02;保温管的抗外挤、抗内压、连接强度等指标可以满足地热中深井开采设计要求。实现自主知识产权和国产化制造,保证了地热能的高效利用,为今后开发超深井和干热岩用隔热钻杆积累了有价值的技术数据。     

冬季吕宋岛西温度锋的年际变化

Interannual variability of thermal front west of Luzon Island during the winter of 1993–2013 is examined with the method of singular value decomposition(SVD) and a suite of satellite measurements in this paper. It is found that both the area and intensity of the thermal front west of Luzon Island show apparent interannual variability.Further study based on SVD shows that the interannual variability of the thermal front is highly associated with El Ni?o and Southern Oscillation(ENSO), and the correlation coefficient between Ni?o3.4 index and the first Principal Component(PC1) of thermal front can reach –0.65. The mechanism can be described as follows. In El Ni?o(La Ni?a) years, the East Asian winter monsoon(EAWM) is weakened(enhanced), inducing weaker(stronger) local wind stress curl(WSC) west of Luzon Island, and resulting in weakened(enhanced) Luzon cold eddy, which finally leads to the weakening(enhancement) of the thermal front.     

Impact of repetitive thermal anomalies on survival and development of mass reef‐building corals in the Maldives

The distribution of dominant coral genera and their response to the recent sea temperature anomalies in the last three decades are analyzed across reefs of the Maldivian Archipelago, which spans 860 × 120 km in the central Indian Ocean. The Maldives suffered one of the worst coral mortality rates in the Indian Ocean in the 1998 warming event and experienced two sub‐lethal thermal anomalies in 2003 and 2010. The results showed that the Acropora proved an important driver of post‐1998 recovery and has become a major dominant genus in most Maldivian reefs at present. The average coral cover and proportion of acroporids have decreased from south to north and represent correspondently 70.6/59% for the southern atoll, 62/53% for the central atoll and 33/10.3% for the northernmost atoll. Stylophora, Seriatopora and the hydrocoral Millepora were not found and are considered candidates for local extirpation from the Maldives. Higher thermal variability and frequency of thermal stress might lead to the decrease in the abundance of susceptible taxa in the northernmost atoll. No phase‐shift to algae‐dominated reefs was observed in any of the three locations. Factors contributing to coral recovery and acclimatization are discussed.