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...     

碳酸盐岩热储对湖水回灌的响应

回灌式开采是目前普遍提倡的保持热储压力、减缓水位下降、实现地热资源可持续开发利用的有效手段之一。外源水回灌是近年来探讨的新思路,是易于回灌的碳酸盐岩储层的优选方案。本文针对天津东丽湖地区蓟县系雾迷山组白云岩热储,通过开展储层条件下水-岩相互作用实验,探讨了未处理湖水回灌的可行性和热储层的地球化学响应。结果表明,未经处理湖水回灌后,其TDS显著降低,说明发生了沉淀,经计算沉淀量为142.6 mg·L-1,相当于矿物质量增加了0.09%。反应初期阶段,斜长石发生溶解,释放出K、Ca、Na等碱金属和SiO₂等组分;导致溶液中白云石、方解石和钾长石过饱和而沉淀析出;随着反应进行,不全等溶解沉淀作用使部分白云石发生溶解,而方解石持续沉淀;伊利石是反应过程中形成的主要黏土矿物,其对储层结构的影响取决于其形状。基于现有实验结果,认为未处理湖水直接回灌对白云岩热储的影响较小,不会破坏储层结构     

地磁日变测量系统便携化方案研究

分析目前海洋磁力测量时,采用G88X系列海洋磁力仪的地磁日变测量系统存在功耗高、体积大、质量重等问题。通过对磁力仪、电缆、数据采集计算机、UPS等各个部件的改装、改造、替换构思,提出一套完整的便携化方案,使整套系统的功耗、体积、质量均显著降低,从而实现系统便携化。     

天津市蓟县系雾迷山组热储层水位动态变化及趋势预测研究

通过对天津市蓟县系雾迷山组热储层地下水位动态规律的分析,利用LUMPFIT软件预测了在不同开采量下未来水位的变化规律。结果表明,水位呈逐年下降的趋势,但由于回灌量的增加,水位下降速率明显减小。     

深部水文地质研究的机遇与挑战

经济社会快速发展需要更多的能源与资源保障,地球深部资源与能源极其丰富。“向地球深部进军”是经济社会发展需要与资源勘查开发技术、经济效益成本承受能力相匹配的必然发展趋势。随着“碳达峰、碳中和”战略目标的提出,绿色低碳高质量发展成为时代发展的主旋律。为满足能源、资源保障和生态环境保护等重大需求,加大清洁能源勘探开发力度、提高碳封存能力、强化地质储能研究等显得尤为重要。深部水文地质作用与此息息相关,亟待重视和加强研究。本文采用文献分析法,通过学科发展历程与热点焦点问题的综合对比研究,对深部地下水分布与循环理论研究、深部地下水地质作用下地热与锂资源成藏、深部地热-干热岩与页岩气等清洁能源开发、深部咸水层CO₂地质封存、地质储能等方面涉及的深部水文地质研究现状和未来趋势进行了分析总结,认为深部水文地质在高温高压条件下地下水循环动力机制、物质能量转换过程、水岩相互作用、成热成藏机理和勘查监测技术精准度等方面尚需深入系统的研究,而储层非均质性刻画、热源机制、深部资源能源可持续开发技术、人工干预下深部资源环境演变特征、水力压裂诱发地震以及断层对流体触发的敏感性和触发过程演变等是未来应给予重点关注的关键性问题。     

天津地热资源评价与综合研究

以4 000 m以浅的主要热储层为研究对象,通过总结天津地热资源特征及勘查现状,利用热储法结合水均衡法和数值耦合优化管理模型计算天津市主要热储层30 a热流体可采资源量及可采热量。结果表明: 到2045年底,热储法结合水均衡法计算的热流体可采资源量和可采热量分别为27.012×10¹⁸ m³和47.0×10¹⁶ J; 数值耦合优化管理模型计算的热流体可采资源量和可采热量分别为26.6×10¹⁸ m³和49.74×10¹⁶ J; 2种方法计算结果基本一致。该计算结果可为天津市地热资源合理开发及科学管理提供依据。     

天津市浅层地热能开发利用动态监测网建设

天津是中国浅层地热能开发利用试点城市之一,目前已顺利完成试点工作,形成了"调查先行、规划跟进、工程示范、监测到位、政策保障"的"天津模式",动态监测作为其中一项重要的工作,取得了丰硕的成果。首先,结合天津浅层地热能地质条件和开发利用现状,制定了动态监测网的原则和技术要求;建设了地层温度监测站、运行系统监测站及两者皆有的监测站共11个,同时建立了天津浅层地热能开发利用试验基地及动态监测中心,采用GPRS网络实现了监测数据的无线传输;产学研相结合,研制了"分布串列式地层精细温度测量和传输采集系统"等监测设备、仪器及软件,共申报国家专利14项;在总结和分析建设经验的基础上,起草了《天津市地埋管地源热泵动态监测规程》。笔者认为,天津的工作成果,必将为其他省市开展浅层地热能工作提供宝贵的经验。     

天津东丽湖深部岩溶热储探测与储层参数研究及其开发利用潜力分析

【研究目的】天津市地热资源储量丰富、开发利用程度高,蓟县系雾迷山组三、四段白云岩热储是目前的主力开采层位,随着开发强度不断增大,部分地区开采潜力已达极限。探测深部地热资源、增加可开采资源量,成为保障天津地区地热可持续开发的有效途径之一。【研究方法】本次研究以东丽湖为重点研究区,开展深部热储地球物理探测,实施地热科学钻探CGSD-01井。【研究结果】主要结果包括：（1）CGSD-01井在3715m钻遇雾迷山组二段,上覆雾迷山组三段底部发育一套紫红色泥质白云岩夹浅灰色细晶白云岩,厚度约73m,裂隙不发育,具有隔水-弱透水性质;（2）CGSD-01井成井深度4051.68m,孔底温度105℃,单位涌水量1.53m³/h·m,渗透系数0.40m/d,导水系数48.69m²/d;（3）雾迷山组二段地热水类型为Cl·SO₄·HCO₃-Na型,矿化度1.7g/L,初步推断地热水来源于大气降水,主要发生混合、阳离子交替吸附、碳酸盐岩溶解、硫酸盐还原等作用,且未达到平衡;（4）蓟县系雾迷山组二段单井最大涌水量可达130m³/h,出水温度100℃,单井可满足约30万m2建筑物供暖需求。【结论】在天津地区深部热储第二空间首次探获高产能雾迷山组二段新储层,探明了热储结构和主要参数,显示出良好的资源前景。     

天津地区深层地下热水井水动力特征

天津地区部分深层地下热水钻井在开采过程中井口水温明显高于开采前的井口水温,井内水的密度随之降低,可导致动水位高于开采前的静水位。采取井底压力的折算公式和室内实验的方式分别对实测数据和该现象进行分析、模拟。结果表明,开采条件下的井底压力明显小于停采条件下的井底压力,水位拟合主要受地热井的密度、井底压力的计算公式和计算方法、地质结构以及地热井回灌等因素的影响;在实验第一阶段观测到井底温度与井口水位呈正线性相关,井底压力与水柱的平均密度呈线性负相关;在第三阶段平均密度和井底压力也呈线性负相关;而在第二阶段井底压力几乎保持不变时,可以根据该压力对不同井口温度时动水位升高值进行预测。     

天津中医药大学新校区地热资源综合利用研究

本文以天津中医药大学新校区供热能源站为例,介绍该能源站采用深层地热、浅层地热、太阳能和燃气等多种能源综合利用的供热系统,并进行了效益评价.认为能源站采用多种可再生能源综合利用系统,充分发挥各种能源系统在各自最佳节能区间的使用效率,做到最大化节能,提高了地热资源的综合利用水平,具有显著的社会、经济和环境效益.此研究可从能源综合利用的角度为地热资源的合理开发利用和保护提供依据,为多种可再生能源集成和北方地区建设“无烟校区”提供示范作用.