采灌均衡条件下地热资源潜力评价方法探讨——以雄安新区碳酸盐岩热储为例

回灌是保障地热资源可持续开发利用的关键手段,而采灌均衡条件下地热资源潜力评价方法研究对地热资源的可持续开发利用具有重要意义。本文通过引入热突破和考虑回灌条件下单井开采权益保护半径的概念,提出了回灌条件下地热资源可开采量的评价方法,并以雄安新区雾迷山组碳酸盐岩热储层为例,分别计算了未考虑回灌条件和考虑回灌条件下的地热流体可开采量、可开采热量及折合标煤量。结果显示采用开采系数法计算的未考虑回灌条件下的可开采量要远小于考虑回灌条件下的可开采量;考虑回灌条件下三种方法的结果对比为:热突破法>考虑回灌条件下单井开采权益保护半径(消耗15%)>考虑回灌条件下单井开采权益保护半径(热储温度下降2℃),考虑地热资源的可持续性以及对热储环境严格保护要求,按照考虑回灌条件下单井开采权益保护半径方法计算的雄安新区雾迷山组热储地热开采量更为适宜。目前全国各地陆续出台相关政策要求实施地热回灌,该方法的提出为科学评价各地回灌条件下的地热可开采量提供了技术支撑。

中深层水热型地热资源集群式开发井位部署参数研究与应用——以HTC地热田为例

在中国“双碳”战略背景下,清洁能源的高效开发利用逐渐成为各行业关注的焦点,而中深层水热型地热资源是一种储量丰富、运行稳定、绿色环保的清洁能源。近年来,随着地热资源开发利用程度逐渐增加,开发模式逐渐向集群式发展,相比以往的分布式开发模式,集群式开发具有经济、稳定、抗风险能力高、改扩建能力强等优点。但开发模式、采灌井网、采灌井距等关键参数仍在探索阶段,这些参数对集群式开发影响明显,亟须对此开展机理研究、优化关键参数。以HTC地热田作为研究对象,利用数值模拟技术,耦合地下温度场、压力场、水流场建立数学模型,分析不同开发模式、采灌井网、采灌井距条件下地下温度场、压力场、水流场变化规律,确定最优参数,指导矿场生产。实践证实,该方法可有效保障地热开发项目稳定运行,实现地热开发项目经济效益最优化。

济阳坳陷深层地热资源研究进展与下步展望

济阳坳陷地热资源分布范围广、资源潜力大,是胜利油区未来地热资源开发利用的重要方向。为科学、高效地开发利用济阳坳陷地热资源,系统梳理了关于济阳坳陷水热型和干热岩型地热资源的热储层、热盖层、热源等地热地质条件,分别计算了2类地热资源的资源量,揭示其地热资源潜力。研究结果表明,济阳坳陷水热型地热资源主要赋存在馆陶组、东营组及下古生界等,其中馆陶组为水热型地热资源潜力最大的层系,分布广、资源量大,是下步重点勘探开发利用层系。济阳坳陷属于“冷壳热幔型”沉积盆地,具有较高的大地热流值,干热岩型地热资源热储层主要为太古宇的岩浆岩和变质岩,深部地幔热流是其主要热源,热储层分布面积大,温度均较高,其资源丰度为渤海湾盆地中最高。济阳坳陷地热资源丰富,为加快其开发利用步伐,建议水热型地热资源要加强地热资源与油气的关系及资源分区评价2项关键工作;干热岩型地热资源的勘探开发仍处于起步探索阶段,今后需要重点加强其热储层类型的选择与热源机制2个方面的研究。

华北赋煤区地热资源富集模式及开发利用方向

【目的】中国是煤炭大国,在煤炭行业迫切需要转型的形势下,研究赋煤区的地热资源成因与分布规律十分必要。华北赋煤区地热资源储量占全国的74.7%,是中国地热资源最富集的区域之一。区内分布有渤海湾盆地、鄂尔多斯盆地、沁水盆地和南华北盆地等主要含煤盆地,其岩石圈热状态自东向西逐步降低。地热储包括新生界砂岩孔隙型和寒武-奥陶系碳酸盐岩岩溶-裂隙型两大类型。碳酸盐岩岩溶-裂隙热储温度高、水量大、易于回灌,是煤田区地热勘查与开发利用的优先选择。【方法】针对煤田区地热地质的特点,开展地热系统动力学分析,优选华北赋煤区的地热勘查与开发区域。【结果和结论】提出煤田区有以下4种聚热模式:(1)煤层与碳酸盐岩地层储盖组合传导聚热;(2)基岩面起伏变化传导聚热;(3)断裂带地下水活动对流聚热;(4)碳酸盐岩基岩面风化壳岩溶以及侵入体接触面岩溶对流聚热。并结合实例进行数值模拟分析。在此基础上,指出华北赋煤区地热勘查与开发优先方向是深部碳酸盐岩储层中的地热资源。地热能作为非碳基能源之一,以其储量大、清洁、输出连续的特点,在未来社会对电力、燃料和热力三大能源需求中的热力供应方面尤其可以做出重要贡献,而中国地热与煤炭资源在空间分布上的重叠,使地热开发利用成为煤炭行业转型的有效途径之一。

时频电磁法在金牛湖地区深部地热资源勘查中的应用

南京金牛湖地区地质构造复杂、低阻覆盖层厚、电磁干扰强,为了查明该地区深部地热资源,应用时频电磁法进行探测。本次布置了2条时频电磁法剖面,采用大功率发射信号能够有效地穿透低阻覆盖层,获得了信噪比较高的原始数据。通过对时频电磁数据的处理、分析、反演及综合解译,获得了勘查区4000 m以浅的二维电性结构模型。结合地热地质条件,优选了地热钻探井位,经钻探最终验证,推测地层与实际钻探基本吻合,在1600 m钻遇断裂,终孔深度2800 m,经后期抽水试验确定,日出水量大于500 m 3,钻井井口水温51℃,说明获得了优质的深部地热资源。综上所述,时频电磁法在金牛湖地区深部地热资源勘查中的应用效果较好,揭示了南京金牛湖地区较好的地热地质条件,为该地区地热旅游资源的开发利用奠定了坚实的基础。

郴州市许家洞地区地热资源特征及资源量评价

为查明郴州市地下热水资源的特征及储量,本文选取许家洞地区两个典型地热田,通过地热地质调查、水质测试等方法调查了研究区的地质条件、地热流体场特征、地下热水水化学类型。基于上述研究开展了许家洞地区地热资源储量的分析评价。研究结果表明:(1)区内地下热水受断裂构造控制,是入渗地下水沿着断裂构造在深部循环过程中吸收隐伏岩体中的热能形成的;(2)地下热水水化学类型主要为HCO_(3)-Ca型、HCO_(3)-Ca·Na型或HCO_(3)·SO_(4)-Ca·Mg型,为低温、无色透明的弱碱性水;(3)热水的主要补给来源为大气降水,水分入渗后主要沿区内发育的北东向断裂构造(F24、F7、F25、F8)运移到一定深度,地下水逐渐增温变成地下热水,在断裂交汇处沿着不均匀发育的岩溶裂隙系统向上运移,以温泉形式出露于地表;(4)研究区地下热水每年可提供热能约3.23×10^(8)MJ,每年可节约标准煤资源约1.18×10^(4)t。该研究成果对郴州市地热资源的合理开发利用具有重要指导意义。

石油企业有效开发利用地热资源的问题与建议

在全球碳减排和能源结构转型趋势下,地热产业迎来重要发展机遇。由于地热产业与油气工业的相近性,石油企业在地热资源开发利用中具备独特优势。近年来各大石油企业地热业务取得长足进展,但也面临诸多挑战,其中,资源品质及开发利用方式选择是制约地热项目经济性的关键问题。文章从地热资源的形成与分布机理入手,分析提出:可进行有效开发利用的地热资源并非无处不在,要提升成功率与经济性,首先应在明确地热系统成因机制的基础上,落实优质资源,消除开发目标选取的盲目性;在此基础上,应针对不同类型、不同构造背景及不同丰度的地热资源,依据其富集条件与资源特征,因地制宜地选择勘探开发模式与利用方式,才能有效实现地热产业的规模化和效益化发展。其中,渤海湾盆地仍需厘清深部断裂及其他构造要素的控热特征,取得具有持续发电潜力的资源条件,从而实现地热利用场景的突破;除深井换热及热储改造等复杂新兴采热方式外,松辽盆地与四川盆地建议可在盆地周缘构造活跃区进行地热资源勘探开发,或将盆地内部可沟通深部流体或改善储层物性的断裂发育区作为潜在目标。同时,增强型地热系统、井下换热等技术路线仍需进一步评价优化,以明确其有效适用条件。

潍坊浮烟山地区地热资源勘查及成因分析

针对潍坊浮烟山地区勘查过程中,断裂构造与地热显示、地热异常的关系,控热构造、热储层,地热异常区的地质结构、热储岩性及埋深、地温梯度、水温和水量等尚未解决的问题,通过遥感地质解译、物探、化探、水文地质调查、民(机)井水温调查发现了大柳树和符山两个水温异常区,确定了地温梯度,推断沂水-汤头断裂和鄌郚-葛沟断裂为主要的导热、控热构造,并与白垩系青山群厚度较大的粉砂岩、砂岩、凝灰岩、玄武岩及白垩系王氏群、古近系五图群、新近系临朐群形成了良好热储层;通过综合的地质分析建立了浮烟山地区的地热模型,对地热资源进行了估算。浮烟山地区地热形成的主要原因是地球物质中所含放射性元素衰变产生了热量,由两条深大断裂传导到地热载体岩溶裂隙水中,最终形成了浮烟山地热异常。

漯河市新近系明化镇组地热资源开发利用的模糊综合评价

文章以漯河市新近系明化镇组地热资源为研究对象,从地质因素、径流条件、资源量、社会因素4个方面选取9个影响因子,采用模糊综合评价法建立该地区的地热资源开发利用评价模型,并基于评价模型对漯河研究区的地热资源开发利用条件进行评价。结果表明城区西南部(分区6)和城区西部(分区2)开发利用条件较好,可以作为未来漯河市地热资源的开发区。其研究可以帮助地热资源合理有序地可持续开发利用。

松辽盆地北部地热资源分布特征及开发对策

松辽盆地是中国陆上面积最大、地温梯度最高的热盆,蕴藏丰富的地热资源。针对地热资源规模及有利区不落实,地热开发利用起步晚,相关核心关键技术、工程配套等不成熟,难以指导地热资源效益开发等问题,从地温梯度、岩石热导率及大地热流研究入手,重点剖析了松辽盆地北部地热资源赋存特征,依据其分布特征,探讨地热资源开发对策,建立配套开发和综合利用技术。结果表明:松辽盆地北部具有高温热盆特点;地热资源主要为水热型和岩热型2类,中浅层水热型砂岩地热水北好南差,滨北林甸、黑鱼泡等地水层厚度高达200 m,孔隙度普遍大于20%,是最有利的地热水发育区;深层岩热型地热资源厚度大、温度高,资源规模大,是油区生产用能替代的主要资源;分类型建设地热开发试验区,攻关地热开发技术瓶颈,加大对地热供暖项目的政策支持,促进地热技术研发,为地热能效益开发提供保障。研究成果为松辽盆地北部地热资源先导试验区优选及开发方案设计提供了理论依据。

松辽盆地中央坳陷及邻区三维地热地质建模与地热资源靶区优选

三维地热地质建模能够直观反映地质体温度场分布格局,有助于圈定地热资源有利靶区。本文利用地球物理及钻孔资料、岩石热物性数据对松辽盆地中央坳陷区进行三维地质建模及温度场模拟,通过钻孔测温和实测大地热流数据,验证了地热地质模型的可靠性。结果表明,中央坳陷在1.0~4.0 km深度的温度分别为30.3℃~62.8℃、68.2℃~120.2℃、110.5℃~166.7℃、158.4℃~214.2℃。4.0 km深度内地温梯度介于36.9℃/km~57.4℃/km之间,平均地温梯度为48.4℃/km。嫩江组、姚家组二段—三段、青山口组二段—三段和泉三段—四段4套主力热储底板温度分别介于15.8℃~71.4℃、23.6℃~88.6℃、31.8℃~107.4℃和48.9℃~133.4℃,其中华字井阶地、大庆长垣、宾县王府凹陷为热储温度高值区。研究区现今地温场主要受基底起伏的控制,基底和沉积层热导率的差异引起的热流“折射”效应促进了浅部热量的再分配,形成了凹凸相间的地温场分布格局;此外,断裂构造对地温场高异常区的分布也有显著影响。结合热源、通道和储盖组合特征,圈定大庆长垣中部地区泉头组三段—四段为松辽盆地中央坳陷地热资源开发有利靶区。

可控源音频大地电磁测深法在承德机场临空区地热资源勘查中的应用

为了探查承德机场临空区热储条件,选定有利靶区,利用6条可控源音频大地电磁测深剖面,进行数据处理、分析和反演,获得可靠的二维电阻率模型。根据测深结果,分析研究区深部电性结构特征及主要断裂构造特征,结合地质条件和地热地质资料,对承德机场临空区地热资源进行评价与预测,圈定2处地热资源有利靶区。通过对可控源音频大地电磁测深法在该区域的应用,揭示了地下地热构造的分布特征,为承德机场临空区地热资源的开发提供了技术支撑。

基于多时相热红外遥感的理塘盆地地热资源探测

地热能是地球内部一种环保、可再生的地下热能,热量传导至地表会引起地表温度异常。然而,地表温度受到太阳辐射、周期性变化和降水等诸多因素的影响,可能掩盖由地热引起的温度异常。为了解决这些问题并突出地热引起的地表温度异常,文中提出了一种利用Google Earth Engine(GEE)高效快速计算多时相冬季平均地表温度并提取地热异常的方法,并对理塘盆地的地热资源分布特征进行了研究。该方法综合运用多时相冬季平均地表温度对比分析、水体剔除、地形效应抑制等手段来提取地热异常区。结果表明,文中确定的8处地热异常区与断裂构造关系密切,且区内水资源丰富,具备地热资源形成的良好条件,可以作为未来地热勘探的重点方向。研究认为,在高原恶劣环境中,利用多时相平均冬季地表温度识别地热异常是一种高效且经济的方法。

阿勒泰地区地热资源调查中遥感技术的应用

地热资源是一种可再生、环保的清洁能源资源,利用其可供产生电力资源、发展温泉旅游等,其分布广泛等优点而受到社会的广泛关注地热能是一种可再生的新型环保能源,也是一种特殊矿产资源,利用前景广阔。开发利用地热能对构建资源节约型和环境友好型社会、保障国家能源安全、改善我国现有能源结构、促进国家节能减排战略目标的实现具有非常重要的意义。新疆阿勒泰地热资源丰富,需要利用综合技术方法开展地热调查。利用热红外遥感技术可以快速、高效、大尺度地识别地表温度异常区的特点,在阿勒泰地区开展靶区预测,研究阿勒泰地区内地热资源的分布情况和开发利用潜力,对探寻更加高效、低成本的圈定地热资源富含区的定位技术具有重要的指导意义,并为后续钻探工作及资源开发提供有力的理论支撑。

陕西神禾塬地区地热资源勘查及评价

神禾塬地处关中盆地,地热资源丰富。为了对神禾塬某地的地热资源进行勘查和评价,为后期的换热量计算和设计提供依据,通过收集资料、现场调查等方式查明了勘查区的地层特征、地质构造、热储特征,采用高精度测温光纤测得井温并通过线性回归获得各热储层的地温梯度,通过综合的地质分析和热储法,计算分析了地热井单井的地热资源储量。结果表明:测算的平均地温梯度为3.26℃/100 m,与区内其他地热井接近,本地区的地热资源分布均匀,地温梯度变化不大;地热井单井的地热资源储量约为8.21×10^(15) J。地热勘查结果可为后续地热能开发利用提供依据。

安徽黄山休宁盆地地热资源开发利用远景区划研究

通过分析休宁盆地地热地质调查、遥感解译、水质分析等工作取得的主要成果,以休宁盆地内地质、深大断裂构造特征及水文地质条件为基础,结合黄山地区旅游文化资源和地热资源开发的可行性,以及地区经济发展的需求,划分了休宁盆地热田内4处地热开发利用远景区,估算了远景区地热资源储量,提出了地热资源开发利用区划目标与建议,为黄山地区进一步发展地热康养旅游奠定了基础。

地热资源评价方法与模型研究

本文针对地热资源评价现存问题,提出并建立了新评价方法及模型。首先,阐述了地热资源评价的重要性,强调其对环保、高效能源利用及缓解能源危机的关键作用。随后,针对现有评价方法的局限性,本研究提出综合考虑地质、地热、水文、环境等多因素的新方法。该方法结合定性与定量分析,构建综合评价模型,旨在更全面、准确地评估地热资源价值,为地热资源的合理开发和利用提供科学依据。结果表明,新的评价方法和模型在实际应用中具有广泛的适用性和准确性,有助于提高地热资源的开发效率,增加地热能源的利用率。此模型可为地热资源的评估与开发提供更为科学、准确的依据。

河南省地热资源监测技术研究

河南省地热资源丰富,而地热资源的可持续利用需要依赖准确的监测手段。布设地热监测网和监测井能够更好地探测和监测地下地热资源的分布和变化情况,而科学合理的监测频率不仅有助于节约成本,还可以有效提高数据的准确性。随着科学技术的发展,地热监测逐步趋向自动化,可以实现对地热动态数据的实时监测,从而制定科学的开发利用方案,避免对地热资源的过度开发和浪费。

热红外遥感技术在新疆和田地热资源调查中的应用

随着勘探技术不断发展,当前地热资源产业体系基本形成,地热资源得到广泛应用。可以利用遥感解译、地质调查、物探、化探等技术方法手段,查明重点研究区地层结构、构造、地热异常区的空间分布,分析地热形成的背景条件,圈定地热勘查靶区。利用热红外遥感技术可以快速、高效、大尺度地识别地表温度异常区。该方法不仅受地面条件限制小,且信息量大、检测精度高,探测高效、低成本的圈定地表温度异常靶区具有重要的指导意义。

新能源科学与工程专业“地热资源勘查”课程教学内容与方法分析

为培养新能源行业需求的高素质人才,本文探讨了矿业院校新能源科学与工程专业“地热资源勘查”课程教学目的、教学内容及方法,提出了以“理论—技术—应用”为主线的教学内容体系,内容涵盖了勘查理论与方法、勘探技术与评价等教学内容,讨论了应用于该课程的案例教学、实践导向教学、问题驱动教学等教学方法,以期为相关矿业类高效的新工科课程体系建设提供一定思路。