黄河流域下游德州地区地下水污染调查研究

地下水既是种宝贵的自然资源,又是人类生存发展提供饮用水必不可少的资源。地下水不仅在人类生存发展、工业、农业中有不可或缺的使用价值,而且地下水自身也担负着储蓄水源、平衡水资源的作用,是参与水循环的分子(李霄等,2017)。而人类文明的进步,城市的形成、发展和人类生存都离不开水,与水资源有着不可分割的联系(骆乾坤等,2015)。随着人类活动的增加,各种污染物通过不同途径进入地下水系统.

地下水石油污染曝气治理技术研究

在石油开采区现场考察了地下水石油污染曝气治理效果.结果表明,现场土壤地质条件对曝气气流分布影响很大,气流分布并不与曝气井为轴对称,曝气井左侧影响距离达6 m,右侧仅为4 m;经过40 d的连续曝气,在气流分布密度大的区域,石油去除率高达70%,而在气流分布稀疏的区域,石油去除率只有40%,曝气影响区地下水石油平均去除率为60%;对曝气前后地下水中石油组分进行色质联机分析,表明石油去除效果与石油组分及其性质有关,挥发性高的石油组分容易挥发去除,而挥发性低的石油组分难于挥发去除,因此地下水石油污染曝气治理存在“拖尾效应”.

水-岩平衡在馆陶组热储温度估算中的应用

地球化学地热温标在地热资源勘查与评价中具有广泛的应用前景,国内外地热工作者推导总结了一系列用于估算热储温度的地热温标,其中二氧化硅地热温标、钾镁地热温标及钾钠地热温标最具代表性。基于地球化学地热温标的水-岩平衡应用原理,认为华北平原区馆陶组热储中见有次生的方解石、白云石矿物,可采用方解石与白云石的饱和指数反推热储温度。并采用PHREEQC软件,通过实例验证方解石与白云石饱和指数地热温标的可靠性。分析认为,热储温度应低于白云石估算温度,而接近并略高于方解石估算温度。

鲁北砂岩热储地热尾水回灌试验研究

山东省鲁北平原蕴藏有丰富的地热资源,目前得到广泛开发利用的热储为新近纪馆陶组热储与古近纪东营组热储,热储类型为沉积盆地型碎屑岩孔隙—裂隙热储,天然状态下,该类热储中的地热流体基本上处于静止状态,补给极其微弱,地热流体的大量开采造成了热储压力的急剧下降,回灌成为了维持热储压力的必要措施。针对该类热储,国内外进行了大量的回灌试验研究,总体回灌效果不佳,并将原因归结于回灌时热储的堵塞。该文在分析研究区内多次回灌试验成果的基础上,提出了砂岩热储回灌的不同机理,认为合理地布置开采井与回灌井之间的距离,促使开采井与回灌井之间形成水力循环,是解决砂岩热储中回灌难问题的关键。

鲁北地区热储弹性释水系数计算方法探讨

在对裘布依、泰斯公式适用条件的讨论基础上,提出了利用稳定流抽水试验资料求解弹性释水系数的方法,解决了鲁北地区地热资源计算中弹性释水系统确定的难题。该方法首先利用裘布依公式及吉哈尔特经验公式联立求解热储含水层的渗透系数(K),在此基础上,根据稳定流抽水试验第一落程初始时间段的降深与时间的关系曲线,利用泰斯公式求解热储含水层的弹性释水系数。

东营凹陷沙三下亚段页岩气前景分析

页岩气作为我国最近列入的新型矿产,其勘探与开发引起了全国的高度重视。位于鲁西北平原区的东营凹陷是胜利油田的主产地,古近纪地层中油气资源丰富,必将成为我国下步页岩气勘查与开发的主战场之一。该文在东营凹陷牛38井的取芯分析结果基础上,对东营凹陷沙三下亚段的页岩孔隙度、总有机碳含量、热演化程度及脆性矿物含量进行系统分析,预测该段地层具备页岩气藏的形成条件。

基于响应面法的旋流器直径与处理量关系研究

在液固旋流器设计过程中,尺寸设计仍按经验方法,具有较强的主观性和随机性,且筒体尺寸与操作参数的内在联系仍不明确。为此,采用数值模拟和响应面分析的方法,对筒体直径与处理量之间的关系进行定性分析,建立了筒体直径与处理量的定量关系模型,并通过室内试验验证了模型的准确性。研究结果表明:旋流器处理量与筒体直径的平方和实际最大压降的0.5次幂成正比,与含砂质量分数成反比;影响旋流器分离效率的一次项因素中,筒体直径的影响最显著,其次为处理量,而含砂质量分数的影响最小;影响旋流器分离效率的二次项中,含砂质量分数的影响最显著,其次为处理量和筒体直径;建立的旋流器处理量、筒体直径和含砂质量分数与分离效率之间关系的经验公式,在低处理量条件下,公式计算结果与试验结果的相对误差在18%以内,满足工程要求。研究结果可为回灌流体除砂处理提供参考。

鲁北平原地下咸水浅层地热能开发利用条件研究

为了解决鲁北平原区农村冬季清洁供暖问题,扩大地下水地源热泵系统的应用规模,以区内广泛发育的咸水体为研究目标,在简述第四纪地层特征的基础上,阐明了第四纪含水砂层与咸水体的分布特征,总结了区内以往开展的4个浅层地热能勘查项目所施工的水文地质勘探孔抽水试验与回灌试验成果。结果表明研究区咸水含水层单井涌水量320~475 m^3/d,单位涌水量12.76~28.3 m^3/(d·m),自然回灌条件下单井回灌量30~56 m^3/d,单位回灌量5.85~17.5 m^3/(d·m);单眼开采井可供暖面积为3481.02 m2,可满足约35户农村住宅的冬季供暖需求;研究区在进行浅层地热能开发时建议优先选择地下水地源热泵系统,对于供暖/制冷能耗需求较小的农村单户建筑,可选择地埋管地源热泵系统进行分散式供暖/制冷。

山东省武城县地热资源开发利用前景分析

地热作为一种绿色可再生能源,是解决我国北方地区冬季供暖问题的最佳替代能源。在分析研究武城县地热资源形成地质背景、热储空间展布与特征的基础上,对武城县最具开发利用价值的馆下段热储的资源量进行了评价。采用热储法估算蕴藏的热资源量为8.11×10^(18)J,折合标准煤2.77亿t;蕴藏的地热水静储量为2.75×10^(10)m^3。馆下段热储温度57℃~62℃,单井涌水量72~95 m^3/h,按开发利用年限100 a估算,可支持建筑供暖面积1.56×10~8m2,完全可满足未来100 a内武城县居民住宅供暖需求。

山东孤岛潜山凸起区裂隙岩溶热储资源综合评价与发电潜力研究

山东孤岛潜山凸起区是以古生界为基底的披覆背斜,发育巨厚的寒武纪—奥陶纪碳酸盐岩,具备形成大型裂隙岩溶热储的条件。为研究该区热储的开发利用前景及发电潜力,在深入分析该区地质背景的基础上,以Gg2孔为例,查明寒武系—奥陶系以碳酸盐岩为主,其中奥陶纪八陡组、五阳山组、北庵庄组,寒武纪—奥陶纪三山子组及寒武纪张夏组以灰岩和白云岩为主,可形成良好的裂隙岩溶热储,累计厚度约480 m。以热储中点处温度为平均温度,以中、低温双循环地热发电为利用方向,下限温度按70℃估算,该区裂隙岩溶热储可供发电的热量为804×10^(16)J,当服务年限设为30 a、热效率系数设为7%时,估算的发电潜力为595 MW,为大型地热田。

新西兰ROTORUA市KUIRAU热泉Na-K地球化学温标研究

Na-K地球化学温标在计算热储温度时,使用Na^+、K^+浓度的比值,因而地热水的混合稀释及蒸气损失对温度的计算影响不大。Na-K地球化学温标的依据是:在一定温度条件下,Na-feldspar(钠长石)+ K^+=K-feldspar(钾长石)+Na^+反应达完全平衡状态。但当热流体运动速度慢或被浅层地下水稀释而导致温度降低时,反应平衡会被打破,并形成新的平衡。新平衡形成之前为部分平衡状态。以新西兰著名的ROTORUA市KUIRAU公园热泉为例,讨论了在部分平衡条件下,Na-K地热温标的应用。

综合物探方法在隆起型地热田找矿中的应用

以厦门香山湾地热田勘查成果为例,综合运用可控源音频电磁测深法、视电阻率联合剖面法及视电阻率测深法,寻找与断裂有关的地热水富集地段,并根据异常解释圈定钻孔靶区。结果表明可控源音频电磁测深法可高效地解译、推测研究区断裂的空间分布特征,分析并确定可能的地热水富集地段;垂直推测断裂走向布设视电阻率联合剖面及视电阻率测深剖面,可对可控源音频电磁测深法推测的断裂进行验证,并进一步确定地热水富集地段断裂的产状,有效排除物探解译结果的多解性;选择多组断裂上盘形成的交叉地段作为地热地质钻探的最佳靶区。钻探结果显示厦门香山湾地热田单井涌水量41.76 m^(3)/h,水温52℃,地热流体可溶性总固体含量为6183.19 mg/L,水化学类型为Cl-Na型。

砂岩热储回灌对储层影响评价——以鲁西北坳陷地热区为例

地热流体经供暖利用后尾水温度降低,经过滤、排气处理后的尾水中仍含有不同粒径的悬浮物、气体,因此回灌不可避免的会对储层造成负面影响,如堵塞储层导致回灌量衰减、热储温度降低甚至产生热突破等,这严重阻碍了地热回灌的长期可持续运行。评价回灌对储层的影响,对下一步全面推进、科学回灌及合理可持续开发利用、保护地热资源具有重要意义。本文以近几年鲁西北坳陷区开展的馆陶组热储回灌试验为基础,设立了一套评价指标,即用回灌前、后水质的变化率评价回灌对热储流体的影响,温度的变化率评价回灌对热储温度的影响,单位涌水量变化率、渗透系数的比值和单位回灌量比值评价回灌堵塞程度并确定了分级标准。评价结果表明,回灌不会改变储层流体的化学类型;回灌堵塞主要发生在回灌井周围,相比回灌前,回灌后回灌井的单位涌水量降低14.3%~59.0%、渗透系数为原来的41%~86%,末期单位回灌量为初期回灌量的51%~92%,回灌堵塞程度为轻度到严重。采灌井距180~500m,历经一个供暖季回灌对热储温度的影响较小,但回灌导致回灌井周边热储温度明显降低,历经一个非回灌期224d,从35.7℃恢复到40.53℃,恢复速率为0.036~0.022℃/d,还需658d才能恢复到原热储温度(55℃)。本区热储水位仍呈下降趋势,但回灌可延缓热储水位的下降速度。

鲁北坳陷区地热资源开发利用关键性问题研究

鲁北坳陷区地热资源丰富,但由于缺乏有效补给来源,长期过量开采将会引起水位持续下降、地热沉降等地质环境问题。本文在总结区内地热资源开发利用现状的基础上,系统研究了最大允许水位降深、合理布井井距、尾水回灌等影响地热资源合理开发利用的关键性问题。可以看出,在以消耗静储量为主的沉积盆地型地热田,通过科学规划,可以实现地热资源的可持续开发利用,为生态文明建设和发展绿色低碳经济提供动力。

山东省大汶口盆地盐类成矿模式讨论

在阐述大汶口盆地区域地质背景和成矿特征的基础上,分析了矿物质来源、矿床成因、矿物质富集和蒸发沉积,建立了大汶口盆地成矿模式。认为大汶口盆地成矿是受区域背景控制的特定空域内的客观产物,区域盆地边缘地层是成矿的物质基础,成矿物质经水流迁移,从周边汇聚到盆地,后经干燥蒸发沉积,形成了盐类矿物。

鲁西北平原区地热资源开发对地下水环境的影响

地热资源是集热、水、矿为一体的新型能源,具有污染小、易开发、投资小和环保的特点。在鲁西北平原区地热井多集中分布在城区内,且同一地区地热井的取水区段基本一致,开发利用方式单一,没有较为完善的回灌措施,且尾水处理工艺简陋甚至直接排放,造成了地热资源开采区及排放流经区域水土污染,该文在对区内地热资源开发利用现状调查的基础上,对开发利用过程中可能引起的浅层及深层地下水污染情况进行了分析,并提出了一些防治措施与建议。

地热井抽水试验中井损的确定

地下水资源评价通常是对地热异常区域地热水可开采量进行估算,比较成熟的方法相对较少,多数是依照抽水试验资料,进而确定含水层水文地质参数,如渗透系数、导水系数、贮水系数、给水度等,水文地质参数确定的是否合理,直接影响到最终成果的可信度,进而关系到水资源论证评价的科学性。参数计算中为使计算结果更贴近实际,井损是一个不容忽视的问题,该文采用2种计算方法,结合多个工程实例抽水试验进行分析验算,选取相对准确的计算方法。

孤岛油田馆陶组热储地热资源开发利用分析

孤岛油田蕴藏丰富的中、低温地热资源,对其进行合理的开发利用,对推进该区新、旧热能转换,促进地方经济发展具有重要意义。在总结以往勘探成果的基础上,查明了孤岛油田为大地热流高值异常区,平均值为72.62 mW/m^2。重点研究馆陶组热储地热地质条件,查明了馆陶组下段热储厚度为106~145 m,平均孔隙度约为30%,热储温度为75.5~82℃,单位降深涌水量为3.71~10.55 m^3/(h·m),是地热资源开发的有利目标热储。采用热储法估算区内馆陶组下段热储中蕴藏的地热资源量为3.745×10^(18)J,折合标准煤量1.28亿t,地热水储存量约为60.87×10~8m^3;采用开采强度法估算的该区地热水允许开采量约为253万m^3/a,可支持供暖面积约100万m^2。

鲁中山丘区地下水硝酸盐污染状况研究

地下水中硝酸盐污染是人们高度关注的问题,本文通过大量的水质测试分析资料,对位于鲁中山丘区的临朐县、沂源县、沂水县及莒县境内浅层地下水中硝酸盐污染状况进行了评价。评价结果显示,研究区浅层地下水中硝酸盐污染严重,硝酸盐含量(以氮计)大于20 mg/L的Ⅳ、Ⅴ类水水样占总水样的35.17%,Ⅳ、Ⅴ类水分布面积约2 655 km^2,占研究区总面积的33%左右。地下水中硝酸盐污染多呈面状分布特征,农业生产中化肥、有机肥的施用是引起地下水中硝酸盐含量升高的主要原因。

基于Modflow软件的德州市城区馆陶组热储数值模拟研究

德州市位于山东省西北部,区内地热资源丰富,城区已有地热井75眼,地热资源大量开发,对地热资源的管理提出了新的要求,本文以德州市城区为研究区,充分收集资料,采用Modflow软件建立德州市城区馆陶组热储模型,对馆陶组热储的埋藏分布规律及城区地热田的地热水储量进行计算评价,将馆陶组热储概化为平面上无限延伸且顶、底板为隔水层的均质含水层。采用非稳定流抽水试验求取的水文地质参数对模型进行识别,利用两眼长期监测孔的水位动态观测数据及历年来地热资源的开采情况对模型进行校正。校正过程中发现与热储砂岩互层分布的泥岩压密释水是热储地热水的主要来源之一。以地热水水位降幅2 m/a为限制条件,德城区馆陶组热储地热水的允许开采量为532万m^3/a。