贵州省地热流体资源可开采资源量研究

综合贵州省地热研究相关成果资料,分析贵州省地热流体资源赋存条件及地热水资源分布特征,以此为基础将贵州省划分为110个地热资源量估算区,参照省内地热流体资源主要集中在断裂带周边的实际特点,采用设计布井法、泉(井)流量统计法和比拟法对贵州地热流体可开采资源量进行估算。结果表明:贵州地热流体资源的形成和分布,受省内地质构造特点及其在全国构造所处部位的控制,地热资源成因类型可划分为沉积盆地传导型地热储和隆起山地断裂对流型地热储,总体热储温度一般小于90℃,为低温地热资源;估算出贵州省地热流体可开采资源总量为23190.37 m^(3)/a,其中设计布井法估算的资源量为15926.22 m^(3)/a,天然温泉可开采资源量1183.34 m^(3)/a,地热井可开采资源量6080.80 m^(3)/a,总热能906933.97 Kw,年开采累计可利用热能量476.68×10^(8)MJ。所估算的地热流体可采资源量可为贵州省地热资源的勘查开发规划提供参考依据。

亚东-谷露断裂带中北段地热流体碳硫硼同位素特征

亚东—谷露断裂带中北段地热系统深循环过程十分复杂,对该区域地热资源的评估具有较大影响。加深对地热水起源、演化和循环过程的研究,对地热资源的勘探和开发具有较大的意义。地热流体中碳硫硼稳定同位素特征分析是研究地热水来源、地热水循环深度和地热水作用过程的方法之一。对亚东—谷露断裂带中北段地热水进行了系统性采样,测量了碳硫硼同位素。进行了碳硫硼同位素分析,结果显示:稳定同位素特征源于地热流体对围岩和地层的淋滤作用和水-岩相互作用。该地热系统中碳的主要来源为碳酸盐的溶解,与区域上分布的碳酸盐地层有关。谷露和续迈地热田δ^(34)S具有较大的分散性,显示出硫来源的非单一性,δ^(34)S均在大气碳酸盐和蒸发碳酸盐范围内,δ^(34)S同位素的来源为大气降水和热储层中的硫酸盐矿物。谷露地热田具有较低的δ^(11)B值和较低的Cl/B比值,较高的硼含量,且硼含量和硼同位素值相对集中,表明硼主要源于地热流体对围岩的淋滤作用。大气降水和冰雪融水中硼含量极少,主要起到对地热水中硼含量的稀释作用,不改变地热水中的δ^(11)B值。本研究的结果验证了亚东—谷露断裂带中北段地热系统地下热水的起源主要为大气降水,在深循环过程中存在少量岩浆流体的混入。

穹窿控制型地热流体质量评价

地热流体是主要的地热资源之一。地热流体质量评价是地热流体开发利用的关键环节。本文利用地热水的现场测试和实验室全分析数据,对江西武功山穹窿区17处地热水进行了质量评价,主要包括理疗热矿水评价、饮用天然矿泉水评价、农业灌溉用水评价、渔业用水评价、腐蚀性及结垢趋势评价。评价结果显示,82%的地热水达到理疗热矿水标准,主要达标元素为氟和硅;18%的地热水达到天然矿泉水标准,达标成分为偏硅酸;化学组分适用于农业灌溉直接用水的地热水占82%,需经梯级利用后使尾水温度低于35℃;适用于渔业用水的地热水占76%;所有地热水均无腐蚀性和结垢趋势。以上结果可为该地区地热流体资源开发利用提供有效的参考价值。

氢氧稳定同位素的研究进展及在地热流体运移演化中的应用

地热流体作为地下水循环系统的重要组成部分,具有较强的经济价值和社会意义,而氢氧稳定同位素是认识水循环系统的重要信息指标,其组成特征可揭示区域内地热流体运移演化过程的规律变化,对掌握区域内地热流体补给来源,认清地热水循环路径具有重要作用,进而对合理开发利用保护地热资源提供理论支撑具有重要意义。现阶段,常利用丰度、同位素比值(R值)、千分偏差值(δ值)及氘盈余和17O盈余等变量来表示氢氧稳定同位素组成特征,并通过与标准品等参照物的比对,分析氢氧稳定同位素的变化规律及趋势,从而判断海洋水、大气水汽和降水、江河、湖泊水及地下水循环系统中氢氧稳定同位素区域性的演化分异特点,进而分析水循环系统所处温度、湿度、地质条件特征;明确其补给来源及补给比例;判断系统内水蒸发量、滞留时间等要素。而地热流体作为地下水循环系统的一部分,其氢氧稳定同位素的相关研究仍有不足,应加强针对地热流体氢氧稳定同位素的研究,认清其与区域内其他水循环系统的关系,同时注意引用新参数,应用新方法,并坚持开展长期持续性监测研究。

吉林省伊舒盆地地热流体特性及储量计算

吉林省伊舒盆地地层富水性良好、地热资源丰富,具有良好的地热资源开发利用前景。基于研究区伊舒盆地已有地热地质调查和评价资料,结合相关标准、规范和水化学方法,梳理分析研究区水文地质和地热地质条件,探讨了研究区内地热流体赋存条件、水化学和同位素组成特征,并利用热储岩体参数计算研究区的地热储量。结论表明:研究区地热流体主要赋存于深层碎屑岩类裂隙孔隙中,形成条件具有较高相似性和一定的同源性,溶解性固体(total dissolved solids,TDS)较高、含氟和偏硅酸的低温碱性地下热水,水化学类型为HCO_(3)^(-)-Na^(+)型。氢氧同位素组成表明,研究区地下流体补给以古降水为主,地热流体年龄为27 Ka。地热流体储存水量为4.20×10^(10)m^(3),年可开采量为3446.94×10^(4)m^(3)/a。研究成果可为吉林省后续地热资源管理、开发和利用提供科学依据。

鲁北平原阳信地区地热田地热地质特征及地热流体化学特征

山东省滨州市阳信地区在大地构造单元上位于惠民潜凹陷,北部边缘为无棣潜凸起,东部边缘为沾化潜凹陷,区内以沉降构造运动为主,形成巨厚的古近系、新近系和第四系沉积物地层,创造了地热资源形成的有利条件。阳信地区施工钻孔6眼,均揭露馆陶组热矿水,水温48~53℃,属于温热水型地热资源。地热流体化学研究显示,阳信地区地热流体为咸水,水化学类型为Cl-Na型,地热水中偏硅酸、锶、锂达到有医疗价值浓度标准,可用作理疗矿泉水。各样点的Na-K-Mg组离子分析显示,地热水属部分平衡水,溶解作用仍在进行。地热水同位素δ^(18)O和δ^(2)H接近大气降水线,表明区内地热水起源于大气降水。SiO_(2)温标对热储温度估算结果表明,T_(石英)=53.22~66.66℃,平均地温梯度为3.50℃/100 m,估算热循环深度为1146~1530 m。

广西贺州市南乡地热田地热地质及地热流体化学特征

广西贺州市南乡地热田为板内深循环型地热资源,地热田主要受南北向代罗-大寨(F4)控热构造控制,地热田浅表地温西高东低,中部形成自南向北地温逐步升高的四个地温异常中心。地热流体为中性偏碱性淡水,氟和偏硅酸达理疗热矿水命名的标准,为氟水和硅水。利用Na-K-Mg图解方法,表明地热田内地热流体为未成熟水,处于水岩相互作用的初级阶段。通过对Cl-SO4-HCO3离子组分分析和硅-焓混合模型计算,得出南乡地热田地热流体在浅表或沿水热通道上升时混入了69%~90%的冷水;采用多种方式对比计算热储温度,在南乡地热田内采用石英温标(T石英=114.46~126.60℃)估算方式较为准确,并计算出地热流体循环深度为3158~3563m。

基于氢氧稀有气体同位素的咸宁地热流体特征浅析

湖北省咸宁地区广泛发育地热异常,产出多个地热田。选择温泉、浪口、王家庄、五洪山和小蛇屋山等5个地热田,系统采集地热流体样品并进行H、O、稀有气体同位素测试,浅析该区地热流体的同位素特征和成因机制。结果表明,各地热流体样品中,^(3)He/^(4)He比值为0.70×10^(-7)~2.52×10^(-7),^(20)Ne/^(22)Ne比值为10.15~10.40,^(21)Ne/^(22)Ne比值为0.029 6~0.030 8,^(36)Ar/^(38)Ar比值为4.98~5.29,^(40)Ar/^(36)Ar比值为301.7~357.2,说明地热流体中的He、Ne、Ar为大气源和地壳源的混合,以大气源为主;δ^(2)H为-59.29‰~-44.47‰,δ^(18)O为-9.29‰~-7.08‰,^(3)H含量<3.2TU,指示地热流体主要来源于大气降水补给,可能包含核爆之前补给的地下水和新近补给的地下水。综合分析认为,王家庄地热田的补给区主要位于幕阜山地区,其他地热田的补给区主要位于大幕山地区;区内地热系统封闭性较低,这与区内地热田的产出受区域性断裂控制、导水构造较发育的特征相符合。

鄂西南咸丰背斜南东翼寒武系岩溶热储特征及地热流体成因

近期通过实施来热1井钻探工程,在咸丰背斜南东翼探获寒武系娄山关组地热资源,该井自涌水量超3000 m^(3)/d,井口水温为46.3℃。为查明咸丰背斜南东翼娄山关组岩溶热储特征及地热流体成因,开展可控源音频大地电磁测深、地热流体水化学及H-O同位素研究,分析地热流体的水化学特征、热储温度及循环深度、补给区及径流路径等。研究表明,该区岩溶热储兼有带状热储与层状热储特征,以带状热储为主;地热流体主要赋存于娄山关组碳酸盐岩中,沿热储层中的层间裂隙、构造裂隙以及断裂破碎带走向径流;地热流体类型为SO_(4)·HCO_(3)-Ca·Mg型和SO_(4)-Ca·Mg型水,热储温度为57.4~62.7℃,循环深度为2.1~2.4 km,补给区主要为咸丰背斜南东翼寒武系娄山关组碳酸盐岩出露地区。研究成果可为区域地热资源的勘查开发提供参考。

天津地区地热流体主要离子组分特征及地热成因分析

天津地区中低温地热资源丰富,地热资源开发利用历史悠久,多年的勘查和开发利用取得了丰富的勘查成果。在研究天津地区地质构造和主要热储层地热流体水化学特征的基础上,本文以天津地区大量的地热流体水化学数据为研究对象,选取主要热储层地热流体中的主要离子与矿化度之间的关系分别进行R聚类分析和相关分析,结果表明,K+含量在裂隙热储层中普遍高于孔隙型热储,且与矿化度的相关性不高;Na^(+)含量、Ca^(2+)含量与矿化度呈明显的正相关关系,且相关性较高;裂隙热储中地热流体的Cl^(-)、SO_(4)^(2-)含量高于孔隙型热储中的地热流体,且与矿化度呈正相关关系;HCO_(3)^(-)含量则与矿化度关系不大。采用元素比例系数法分析天津地区地热流体特征离子,得知天津地区基岩型地热系统相对比较封闭,有利于地热流体的形成和保存;地热流体属于海相含盐沉积岩溶滤水。综合地热流体水文地球化学、同位素和补给条件等资料分析,天津地区地热水的补给来源为大气降水,入渗水在深循环过程中受到地层围岩的加温过程,并与海相沉积的碳酸盐岩发生溶滤作用,最终形成大气渗入-海相沉积的混合成因溶滤水。

地热流体开发利用中防垢除垢技术研究进展

地热流体结垢是阻碍地热资源稳定、经济和高效开发利用的因素之一。系统总结了中高温地热流体开发利用中防垢除垢技术研究进展。中高温地热田中代表性垢物是钙垢和硅垢,其中钙垢成分以CaCO3为主,多形成于因压力下降导致CO_(2)脱气的开采井或者地面设备,硅垢成分以无定型SiO_(2)为主,多形成于因温度下降导致的溶解度减小的回灌井或者地面设备。实际生产中防垢除垢技术应结合地热流体利用方式进行选择和优化,直接利用方式可考虑采用基于CaCO3和无定型SiO_(2)热力学性质的防垢技术;发电方式中钙垢可考虑阻垢剂注入的防垢技术,而硅垢则考虑利用石英和无定型SiO_(2)溶解度差异、调控温度、pH、无定型Si O_(2)浓度等防垢技术。

抑制高温地热流体碳酸钙结垢的复配阻垢剂研究

地热水结垢问题严重制约着地热能作为非碳可再生清洁能源的高效开发和利用,研究高效、环保和绿色阻垢剂对解决地热能利用过程中的结垢问题具有重要现实意义。选择常见的四种绿色阻垢剂[水解聚马来酸酐(HPMA)、聚天冬氨酸(PASP)、聚环氧琥珀酸(PESA)、聚丙烯酸(PAA)]进行复配实验,并对复配阻垢剂的阻垢性能进行研究,采用钙离子络合滴定法测定阻垢率。在80℃条件下,HPMA、PASP、PAA在最佳体积比(HPMA∶PASP∶PAA=1∶1∶4)下的阻垢率可达97%,高于单组分阻垢剂;温度高于100℃时阻垢率有所下降,但在210℃高温条件下,该复配阻垢剂的阻垢率仍可达93%;可用于抑制高温地热流体的碳酸钙结垢,具有工业推广应用前景。

温泉县北圣泉一带地热流体化学特征分析

地热资源是温泉县优势资源,但开发研究相对滞后,为详细搞清当地地热资源禀赋,本次研究以温泉县北圣泉一带地表流体为研究对象,开展了大量流体化学调查工作,研究表明该区地热异常区与周边流体化学特征区别明显。东西向断裂和北东—南西向断裂控制着中石炭统东图精河组地层地下水补给和运移。地热异常区J35号钻孔区域具有显著的热储意义。地热异常区地热流水中Na^(+)、SO4^(2-)、F^(-)、Cl^(-)、H_(2)SiO_(3)、H_(3)BO_(3)等含量较高。研究区水体中的化学元素比值Na^(+)/K^(+)、Na^(+)/Ca^(2+)、Mg^(2+)/Ca^(2+)、Cl^(-)/F^(-)、Cl^(-)/HCO^(3-)、SO_(4)^(2-)/Ca~2存在一定规律。

开封凹陷盆地地热流体可采量定量评价

在充分利用所收集资料的基础上,分析研究开封凹陷盆地深层地热流体系统的地热地质条件,建立研究区深层地热流体系统的水文地质概念模型,进而建立与概念模型相适应的数学模型,利用矩形网格有限差分法对区内中深层地热流体系统进行三维数值模拟研究,并利用水均衡法对模拟结果进行校验,较为准确的对地热流体的可开采量进行定量计算评价。评价结果表明:研究区32个观测孔中大部分观测点的模拟计算水位与实测值拟合较好,模型比较真实的反映研究区地下水流场的变化规律;采用水均衡法和数值法计算的地热流体可采量分别为18.14×10^(8)m^(3)和17.01×10^(8)m^(3),计算结果相差不大,比较符合实际。

龙田水陂地热流体质量评价与分析

地热资源作为一种可再生清洁能源,逐渐被人类所开发和利用,其所含的地热流体质量也必须满足相关规范和要求。以龙田镇水陂村地热资源作为研究对象,在收集资料和地质勘查工作的基础上,通过一个水文年的观测、取样和分析,对该地热流体的质量开展评价。实践结果表明,龙田水陂地热流体化学成分在丰水期、平水期和枯水期均较为稳定;化学组分中阴离子以HCO_(3)~-、SO_4^(2-)、F^(-)为主,阳离子以Na^(+)为主,水化学类型为HCO_(3)-Na型。与此同时,氟和可溶性总固体2项也达到命名矿水浓度的界限指标,可命名为以HCO_(3)-Na为主的理疗用淡的氟热矿水,适合理疗洗浴用途。

广西贺州市杨梅冲温泉地热流体化学特征及质量评价

广西贺州市杨梅冲温泉为断裂对流型带状地热系统,平均涌水温度37.2℃~46.0℃,属于中低温地热田。通过对地热流体的质量评价得出,杨梅冲温泉地热流体命名为HCO_(3)^(-)Na型含氟、偏硅酸、氡温水,地热水中偏硅酸(H_(2)SiO_(3))含量为51.6~53.9 mg/L,氟(F)含量为5.03~6.66 mg/L,氡(Rn)浓度为195.24~1369.30 Bq/L,适宜用于理疗热矿水开发;不适宜作为饮用天然矿泉水、生活用水、农业灌溉用水和渔业用水;地热流体为非腐蚀性、结垢性差的地热水。

运城市新绛县北池地区地热流体化学及同位素特征

新绛县北池地区地热资源丰富,但目前开发利用效率较低,缺乏深入系统的地热流体地球化学特征研究。文章以侯马盆地西部北池地区的地热系统为研究对象,选取了5个热水井水、1个钻孔热水样、5个冷水井水进行化学特征及同位素分析,认为研究区地热环境岩性较复杂,具有带状和碳酸盐岩层状热储共存的特点,封闭性较差;地下冷、热水补给来源为大气降水。该研究对运城地热资源勘查的开发利用意义重大。

西藏尼木—那曲地热流体成因及幔源流体贡献

研究区位于尼木—那曲高温地热带,处在当雄—羊八井—多庆错活动构造带的中北段,本次选取11个未开发的地热田,收集并采集区内地热流体数据,与羊八井深、浅部热储进行对比研究,对完善区内高温地热系统成因机理,为后期勘探及钻探提供重要的参考意义。从水化学数据分析,高温地下热水主要为Cl-Na、Cl·HCO3-Na水,中低温地下热水主要为HCO3-Na水,地下热水中Li、F、SiO2、HBO2与Cl大体上存在正相关关系,显示可能有岩浆水的混入;从氢氧同位素数据分析,地下热水主要为大气降水补给,在董翁、宁中高温地热田发生轻微的氧-18漂移,谷露地热田氧-18漂移较其他地热田明显,宁中、谷露及罗玛地下热水中氚含量小于1TU,主要是次现代水的补给,月腊处氚含量为8.4TU,推断主要为现代水的补给,其他地热田地下热水推测是次现代和最近补给之间的混合;地热气体以CO2和N2为主,二者呈现良好的负相关,从CO2气体碳同位素、He同位素比值及综合指标分析,气体来源主要为壳源,在宁中及玉寨地热田,R/Ra值大于1,存在明显的幔源物质释放现象,幔源He所占比例为2.73%-30.93%。概括区内典型高温地热田的成因模式,为后期地热田深入研究及开发利用提供重要的科学依据。

河北汤泉地热流体水文地球化学特征及其成因

汤泉位于河北省遵化市西北部,为山前丘陵地貌,地热资源丰富。本文通过对该地区地热流体研究发现:Na+、Ca2+、K+、Mg2+与SO2-4、HCO-3、Cl-、NO-3是该地区地下热水的主要成分,水化学类型主要为SO2-4-Na+型,属于未污染的天然弱碱性水;流体中F-含量平均为9.36 mg/l,远高于国家地下水质量标准ⅴ级;可溶性SiO2的含量可作为地热温标;地热流体总矿化度平均为782.33 mg/l,属于淡水;为中等腐蚀型水,不结碳酸钙垢,无CaSO4·2H2O垢和SiO2垢生成的可能;地热流体属于含岩盐地层溶滤的陆相沉积水;根据氢氧稳定同位素可知,河北汤泉地热流体主要来源于大气降水。

地热流体水化学特征与地质构造关系的Q-型聚类分析

以天津地区大量的地热流体水化学数据为研究对象,利用Q-型聚类分析法,以构造单元及热储层为分类依据,将研究区分为17个亚类进行逐级聚类。结果表明:地热流体的水化学特征与地质构造单元、热储层特征有着较好的相关关系,与传统地球化学研究方法的结论一致。而且该方法具有客观、高效、直观的特点,所以对水质数据积累较多的地区,利用聚类分析法研究地下水的地球化学特征具有很好的应用前景。