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地热系统钙华和硅华定年方法研究进展及其应用
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作者 李彬 李义曼 +2 位作者 庞忠和 黄天明 高彬彬 《煤田地质与勘探》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期14-25,共12页
地热系统泉华以钙华和硅华为主,因其携带丰富的多时空尺度信息,可用于恢复古水文古气候演化史、重建区域水热活动演化过程及约束构造模式。对样品精准定年是开展相关研究的基础,常用定年方法包括放射性碳定年法(无机碳和有机碳)、铀系... 地热系统泉华以钙华和硅华为主,因其携带丰富的多时空尺度信息,可用于恢复古水文古气候演化史、重建区域水热活动演化过程及约束构造模式。对样品精准定年是开展相关研究的基础,常用定年方法包括放射性碳定年法(无机碳和有机碳)、铀系不平衡法、宇宙成因核素法、光释光法和电子自旋共振法等。我国热泉泉华定年最早使用放射性碳定年法,随后多使用电子自旋共振法与铀系不平衡测年法。系统总结了上述方法的基本原理、定年范围、适用条件、对样品的要求等,并探讨存在问题及未来发展方向。对于钙华样品,如纯度高,无外源碳影响,可采用基于有机碳的放射性碳定年法和铀系不平衡法;如固结程度高,也可使用电子自旋共振测年法;古地磁法值得今后深入探索。对于硅华样品,基于有机碳的放射性碳定年法和电子自旋共振测年法更适用,而铀系不平衡法和古地磁法可以尝试。此外,^(10)Be和^(26)Al等宇宙成因核素也可用于古泉华的定年。样品纯度低或数据校正困难以及定年范围有限是目前钙华和硅华常用定年方法存在的两个主要问题;前者可考虑利用离子探针技术对微观尺度上的高纯度方解石中U和Th的同位素进行测定来获取样品年龄;为避免微量样品代表性问题,应尽量获得均匀分布的多个测点数据。后者则可以通过尝试利用长半衰期宇宙成因核素来获得百万年尺度上的泉华年龄。新技术研究以及定量化校正样品纯度不够的影响是未来发展方向。 展开更多
关键词 地热系统 水热活动 钙华 硅华 定年方法
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新书介绍——《碳中和:逻辑体系与技术需求》 被引量:1
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作者 庞忠和 《地质论评》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期410-410,共1页
2020年9月,习近平主席代表中国政府向国际社会做出了庄严承诺:力争2030年达到碳排放峰值,2060年前实现碳中和。这是党中央作出的重大战略决策。在这个决策之后,社会各界正在投入到这项工作之中。而中国科学院学部,作为国家科技界的最高... 2020年9月,习近平主席代表中国政府向国际社会做出了庄严承诺:力争2030年达到碳排放峰值,2060年前实现碳中和。这是党中央作出的重大战略决策。在这个决策之后,社会各界正在投入到这项工作之中。而中国科学院学部,作为国家科技界的最高智库,也在2021年2月8日,启动了中国科学院学部《碳中和》院士咨询重大项目。由丁仲礼和张涛等专家主编的《碳中和:逻辑体系与技术需求》一书最近由科学出版社出版。这本书的主要内容就是基于这个项目的报告。由于参与项目的专家众多、层次很高,因而可以说本书是科技界顶层谋划碳中和的集思广益的智慧结晶,也是科技界努力做好碳中和科技工作的一个集体宣示。 展开更多
关键词 中国科学院学部 新书介绍 碳中和 战略决策 碳排放峰值 逻辑体系 重大项目 集思广益
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中国深层地热能开采的地质条件评价 被引量:60
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作者 庞忠和 罗霁 +6 位作者 程远志 段忠丰 天娇 孔彦龙 李义曼 胡圣标 汪集旸 《地学前缘》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第1期134-151,共18页
深层地热能是指深度大于3 000m的地热能。我国深层地热能资源丰富,但是开采条件怎么样呢?本文基于地热地质学原理,结合岩石力学等相关学科的理论,提出一种对深层地热能开采条件进行评价的指标体系,对各单一指标采用专家打分的方法赋值,... 深层地热能是指深度大于3 000m的地热能。我国深层地热能资源丰富,但是开采条件怎么样呢?本文基于地热地质学原理,结合岩石力学等相关学科的理论,提出一种对深层地热能开采条件进行评价的指标体系,对各单一指标采用专家打分的方法赋值,继而采用模糊数学定量计算和评估深层地热能资源开发的难易程度。该方法考虑了深层地热能开发利用中的增强地热系统(EGS)的环境安全问题,即传统的"刚性造储"可能带来的诱发地震等不利于地热能行业健康发展的因素,倡导"柔性造储"和广义EGS理念,强调储层属性和地物理场的整合,针对我国地热能分布与构造活动关系密切、地壳总体上活动性强、地应力高、地震频发等构造型地热特点,是对以往评价方法的补充和拓展。该方法充分利用了专家知识,发挥了模糊数学综合评估作用,给出的量化结果易于对比和使用,可以更好地支持决策。本文基于新的评估方法,利用现有的深部地热研究及勘探成果,评估了中国大陆地区九个区域深层地热能开发的难易程度,评价区包括西藏南北地堑系、云南西部火山型地热区、青海东部共和盆地以及东北、华北等。从本文的结果可以看出,我国深层地热能开采的地质条件复杂,开采难度较大。 展开更多
关键词 干热岩 深层地热能 开采条件 评价方法 模糊数学 中国大陆
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我国地热清洁取暖产业现状与展望 被引量:28
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作者 汪集暘 庞忠和 +2 位作者 孔彦龙 程远志 罗霁 《科技促进发展》 CSCD 2020年第3期294-298,共5页
地热作为一种可再生清洁能源,是清洁取暖最具竞争力的能源之一。开发利用地热能源对于国家能源结构调整、节能减排和改善环境具有重要的现实意义,并能产生深远的影响。近20年来,我国地热取暖规模增速显著,地热直接利用总量位居世界第一... 地热作为一种可再生清洁能源,是清洁取暖最具竞争力的能源之一。开发利用地热能源对于国家能源结构调整、节能减排和改善环境具有重要的现实意义,并能产生深远的影响。近20年来,我国地热取暖规模增速显著,地热直接利用总量位居世界第一。然而,目前的发展远远不能满足我国清洁取暖不断增长的需求,未来地热取暖市场潜力巨大。但是,在地热清洁取暖推进过程中,也产生了一系列问题,包括管理政策不完善、发展方向不明确、人才储备不足等。本文在分析我国地热资源特征和地热取暖利用现状的基础上,指出应当加强顶层设计,完善管理政策,坚持"热电并举、西电东热;深浅结合,由浅及深;干湿有度,先湿后干;天地合一,动静结合"的开发方向,加强人才培养。 展开更多
关键词 地热能 清洁取暖 地热产业 政策 人才
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碳酸盐岩热储对湖水回灌的响应 被引量:11
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作者 刘东林 李义曼 +2 位作者 庞忠和 赵苏民 范翼帆 《工程地质学报》 CSCD 北大核心 2019年第1期178-183,共6页
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... 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Si O2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。 展开更多
关键词 碳酸盐岩 湖水回灌 地球化学响应 雾迷山组 白云岩
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大型岩溶热储识别方法与规模化可持续开采技术 被引量:16
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作者 庞忠和 庞菊梅 +5 位作者 孔彦龙 郭世炎 王树芳 黄永辉 罗霁 胡圣标 《科技促进发展》 CSCD 2020年第3期299-306,共8页
为了支持中深层地热资源取暖产业化发展,寻找热资源储量大且易于开发利用的地热聚集区和研发相应的高效率可持续开发利用的关键技术至关重要。经过20年的探索与实践,在继承和发展的基础上,我们完善了地热系统源通储盖分析理论原理和地... 为了支持中深层地热资源取暖产业化发展,寻找热资源储量大且易于开发利用的地热聚集区和研发相应的高效率可持续开发利用的关键技术至关重要。经过20年的探索与实践,在继承和发展的基础上,我们完善了地热系统源通储盖分析理论原理和地热储层聚热机理的识别方法。在华北牛驼镇凸起上确定了首个大型岩溶热储,并且提出了二元聚热模式,在原有模式上发展为沉积盆地中低温对流-传导复合型地热系统。这是在华北克拉通独特地质构造-热背景上形成的渤海湾盆地特大型地热聚集系统。这个以中上元古界雾迷山组碳酸盐岩为主体的岩溶热储,储层厚度大,温度高、储层孔渗性好、水质优、易开采、好回灌。针对这类地热资源可持续开采而研发的采灌优化设计技术和动态监测与数值模拟技术,形成了一整套热储开采技术。我们基于政、产、学、研相结合的思路,自2009年起,在河北雄县实施了百万平方米级中深层水热型地热清洁取暖示范工程。经过5年左右的建设,于2014年被国家能源局认定为"雄县模式",并向全国推广。该项目超过了冰岛的雷克雅未克地热取暖项目,是迄今为止世界上最大规模的同类地热取暖工程。经过5年以上的运行监测和检验,项目实现了百分之百回灌的高质量发展标准,是真正意义上的地热清洁取暖示范工程。基于大华北地区和全国同类热储的对比研究,我们发现类似的热储还有很多,技术推广应用的前景广阔。 展开更多
关键词 大型岩溶热储 华北地区 渤海湾盆地 识别方法开采技术
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面向成本的中深层地热储群井采灌优化布局研究 被引量:7
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作者 孔彦龙 庞忠和 +6 位作者 邵亥冰 潘晟 孙彩霞 郭世炎 刘世良 Olaf Kolditz 汪集暘 《科技促进发展》 CSCD 2020年第3期316-322,共7页
回灌是水热型地热资源开发的必由之路。但是,回灌冷水可能会引起热突破,致使开采井水温降低,热田寿命缩短。为此,需要对热田区开采井与回灌井进行合理布局,以实现地热资源可持续开发利用。本文基于地热系统数值模拟平台(OpenGeoSys),采... 回灌是水热型地热资源开发的必由之路。但是,回灌冷水可能会引起热突破,致使开采井水温降低,热田寿命缩短。为此,需要对热田区开采井与回灌井进行合理布局,以实现地热资源可持续开发利用。本文基于地热系统数值模拟平台(OpenGeoSys),采用面向成本的地热田采灌井布局优化方法,充分考虑热田地热地质特征、水文地质特征以及生产的实际需求,输出给定采灌情景下的热储温度与压力的变化,并利用成本核算模型,综合考虑热储压力和温度变化所产生的附加成本,以成本最低为优化目标,给出最优采灌模式。本文以牛驼镇地热田为例,对比了雄县地区群井开采背景下,对井采灌与集中采灌的经济成本。结果表明,对井采灌模式下,热田中心热储压力下降较小,但温度下降较大;集中采灌模式下,热田中心热储压力下降相对较大,而温度下降相对较小。对其进行成本核算表明,在50年的开发寿命以内,采用对井采灌模式产生的成本为1.4×10~8元,采用集中采灌模式则为6×10~7元,优于对井采灌模式。本文所采用的优化算法,适用性广,有助于地热田的可持续开发利用。 展开更多
关键词 地热能 回灌 优化 OPENGEOSYS 雄县
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基于微动技术的浅层地热资源勘探与储量精细评价方法研究 被引量:4
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作者 田宝卿 庞忠和 +1 位作者 孔彦龙 龚宇烈 《科技促进发展》 CSCD 2020年第3期367-374,共8页
作为未来能源新星的地热资源逐步受到青睐,其中,浅层地热能的利用至关重要。本文介绍了微动探测技术,针对城市地下空间浅层地质结构探测、浅层储量评价精度等不同的实际应用问题和现实工程需求,以迷你阵列微动探测方法为基础,用于精细... 作为未来能源新星的地热资源逐步受到青睐,其中,浅层地热能的利用至关重要。本文介绍了微动探测技术,针对城市地下空间浅层地质结构探测、浅层储量评价精度等不同的实际应用问题和现实工程需求,以迷你阵列微动探测方法为基础,用于精细识别浅层地质结构,获得岩土层厚度信息,精细化评价地热储量。此外,利用数据拟合技术建立地球物理参数与土体热导率的经验关系,预测测试目标区的土体热导率。青岛即墨区的案例,说明了此方法在地热资源开发利用中的应用效果。 展开更多
关键词 迷你阵列微动探测方法 改进的体积法 浅层地热资源储量 地球物理参数 热导率
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SiO_(2)地温计沸腾校正方法在高原地区的适用性分析 被引量:1
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作者 李义曼 庞忠和 +1 位作者 罗霁 陈凯 《地质论评》 CAS CSCD 北大核心 2021年第4期1050-1056,共7页
热储温度是开展地热资源研究的关键参数之一。地热勘查中常用基于地热流体化学和同位素数据的经验公式来评价没有钻孔或者钻孔未达到实际热储层情况下深部热储的温度。SiO_(2)地温计应用最为广泛,对于发生了绝热沸腾的地热流体,通常采用... 热储温度是开展地热资源研究的关键参数之一。地热勘查中常用基于地热流体化学和同位素数据的经验公式来评价没有钻孔或者钻孔未达到实际热储层情况下深部热储的温度。SiO_(2)地温计应用最为广泛,对于发生了绝热沸腾的地热流体,通常采用Fournier等提出的100℃沸腾条件下的校正公式。考虑到海拔会影响沸点,本文从SiO_(2)溶解度方程和温度相关性着手,评价了SiO_(2)地温计沸腾校正方法在高原地区的适用性。结果表明Fournier(1977)及Fournier和Potter(1982)提出的100℃条件下SiO_(2)绝热沸腾校正方法得到的误差分别为2.4%和1.1%,可以代表深部热储温度,即SiO_(2)地温计沸腾校正方法在高原地区也是适用的。 展开更多
关键词 地热系统 SiO_(2)地温计 绝热沸腾 沸点变化 海拔影响
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外源水和同源水高效回灌热储可行性研究
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作者 李义曼 沈健 +2 位作者 赵苏民 庞忠和 刘东林 《科技促进发展》 CSCD 2020年第3期332-337,共6页
长期的粗放式开采制约了水热型地热资源的可持续开发和利用。传统回灌模式通常要求"同层回灌"或"同源水回灌",针对蓟县系雾迷山组热储的强回灌能力,本文利用水-岩相互作用实验方法,开展了外源水和同源水相结合的高... 长期的粗放式开采制约了水热型地热资源的可持续开发和利用。传统回灌模式通常要求"同层回灌"或"同源水回灌",针对蓟县系雾迷山组热储的强回灌能力,本文利用水-岩相互作用实验方法,开展了外源水和同源水相结合的高效回灌模式的可行性研究。结果表明,该回灌模式理论上是可行的,但还需进行现场试验;综合回灌成本和效果,推荐在非供暖季和供暖季分别通过处理后湖水和地热尾水回灌来提高雾迷山组热储总的回灌量。 展开更多
关键词 地热资源 高效回灌 外源水 水-岩相互作用 可持续开发利用
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深层含水层地下储热技术的发展现状与展望 被引量:15
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作者 黄永辉 庞忠和 +2 位作者 程远志 孔彦龙 汪集旸 《地学前缘》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第1期17-24,共8页
深层含水层储热是一种利用深度>500m的深层含水层作为储热介质的储热技术,储热对象通常为50~150℃的热水。它通过地下水井从深层含水层中抽取和灌入地下水,实现热能储存和回收。深层含水层储热技术是弥补能源供需时空分布的不平衡,... 深层含水层储热是一种利用深度>500m的深层含水层作为储热介质的储热技术,储热对象通常为50~150℃的热水。它通过地下水井从深层含水层中抽取和灌入地下水,实现热能储存和回收。深层含水层储热技术是弥补能源供需时空分布的不平衡,综合利用多种可再生能源,实现节能减排的有效途径,是国内外研究的前沿和热点。文中首先阐述了深层含水层储热系统在世界范围内的历史发展,归纳储热系统的热工性能,在总结前人研究工作的基础上分析影响其热回收效率的关键参数,并对各个参数对热回收效率的敏感性做了综述。在此基础上,本文还讨论了限制深层含水层储热系统发展的技术瓶颈,并针对系统的经济效益和市场潜力做了预测和展望。 展开更多
关键词 深层含水层储热系统 热回收效率 地热 水文地质 经济效益
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页岩气开发的地下水环境背景值、监测指标及污染示踪方法研究——以焦石坝区块为例 被引量:11
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作者 利振彬 黄天明 +6 位作者 庞忠和 熊德明 李义曼 天娇 李晓 马凤山 郝银磊 《工程地质学报》 CSCD 北大核心 2019年第1期170-177,共8页
页岩气开采过程中水力压裂及废水回注可能带来的环境问题受到越来越多关注。由于水力压裂开采技术涉及的污染物种类众多,因此建立敏感性监测指标对于识别潜在的地下水污染具有重要意义。本文以中国涪陵页岩气田焦石坝区块为例,首先确定... 页岩气开采过程中水力压裂及废水回注可能带来的环境问题受到越来越多关注。由于水力压裂开采技术涉及的污染物种类众多,因此建立敏感性监测指标对于识别潜在的地下水污染具有重要意义。本文以中国涪陵页岩气田焦石坝区块为例,首先确定了地下水环境背景值(包括水化学、同位素及溶解气);通过页岩水与浅层地下水的端元对比,确定了地下水环境敏感性监测指标与污染示踪方法。结果显示浅层地下水TDS在146~402 mg·L^(-1)之间,属于HCO_3-Ca·Mg型,地下水属于年轻地下水(含~3H、^(14)C接近100 pm C),地下水甲烷含量均小于0.01 mg·L^(-1),水中溶解气的甲烷(CH_4)体积比低于0.006 4%,δ^(13)C-CH_4总体小于-50‰,为生物成因甲烷(显著区别于热成因页岩气)。涪陵页岩气田焦石坝区块页岩水TDS约为海水两倍,为大气降水成因,显著区别于北美的(蒸发)海水起源。根据页岩水和浅层地下水水文地球化学特征的差异,建立了确定地下水敏感性监测指标的框架,识别出焦石坝区块地下水敏感性指标(7项)。页岩气开发对地下水潜在的污染主要包括气体污染和溶解固体组分污染。对于气体,建立了甲烷含量及同位素组成的端元,并且应用惰性气体进行了两个端元识别;对于溶解固体组分污染,基于浅层地下水背景值数据,可利用本文给出的敏感性指标进行判别。本项研究对于中国页岩气开发的地下水环境保护具有重要的意义,有助于完善页岩气开发过程中地下水环境监测和潜在污染示踪。 展开更多
关键词 页岩气 页岩水 地下水污染 同位素 监测指标
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地热气体研究进展 被引量:6
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作者 天娇 庞忠和 +1 位作者 李义曼 周晓成 《地质学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第5期1752-1766,共15页
地热气体是地球内部物质和能量的信息载体,是地热研究的重要对象。地热气体主要包括CO_(2)、H_(2)S、H_(2)、CH_(4)、N_(2)、O_(2)等常量气体和He、Ne、Ar、Kr等稀有气体。这些组分的来源有幔源、壳源和大气源。经过100多年的研究,人类... 地热气体是地球内部物质和能量的信息载体,是地热研究的重要对象。地热气体主要包括CO_(2)、H_(2)S、H_(2)、CH_(4)、N_(2)、O_(2)等常量气体和He、Ne、Ar、Kr等稀有气体。这些组分的来源有幔源、壳源和大气源。经过100多年的研究,人类对地热气体的化学成分与同位素组成特征,如^(2)H、^(13)C、^(34)S、^(3)He、^(4)He、^(20)Ne、^(39)Ar、^(40)Ar、^(85)Kr、^(81)Kr等,获得了基本认识并应用于不同来源气体混合关系,控热构造,热储温度,流体循环,热源构成等问题的研究。此外,气体研究也在地热开发过程中的腐蚀结垢防治和减碳贡献评估等方面有重要意义。近年来,我国在地热气体研究方面取得了显著进展。未来需要统一样品采集、贮存和测试方法,建立相应的技术标准,进而建成归一化标准的地热气体大数据。在碳达峰、碳中和的“双碳”目标的重大需求牵引下,进一步探索地热气体定年、伴生资源成因、控热构造识别等方面的发展,进而为应对气候变化和实现地热能科学可持续开采奠定基础。 展开更多
关键词 地热气体 地球化学 稀有气体 气体同位素 地热温度计
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地热储多场多相数值模拟与介尺度技术进展 被引量:3
14
作者 赵亚洲 庞忠和 +2 位作者 马智博 周传辉 马凌 《科技促进发展》 CSCD 2020年第3期359-366,共8页
热储工程系统具有很强的多样性和复杂性,随着当前地热开发利用需求的提高,裂隙介质热-流-力多场耦合复杂物理过程的高效模拟变得日益重要,它也是热储工程面临的关键技术问题。经典的多孔介质中的流动、传热和力学模拟技术已经得到了很... 热储工程系统具有很强的多样性和复杂性,随着当前地热开发利用需求的提高,裂隙介质热-流-力多场耦合复杂物理过程的高效模拟变得日益重要,它也是热储工程面临的关键技术问题。经典的多孔介质中的流动、传热和力学模拟技术已经得到了很大的发展,但其内部的多相、多物质流动和传递过程的理论仍然不成熟,裂隙介质由于本身的多尺度特性,对其热-流-力多场耦合问题的研究更为复杂,新的研究方法体系亟须建立。鉴于此,本文综述了裂隙介质热-流-力多场耦合既有的研究现状,并指明了未来面向热储工程应用的新一代裂隙介质热-流-力耦合模拟技术发展趋势及关键问题。 展开更多
关键词 地热储 裂隙介质 多场 多相 多物质 多模式 模拟技术
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从同位素和水化学成分对比看沙漠地区湖泊水补给来源——以鄂尔多斯盆地木凯淖湖为例 被引量:1
15
作者 古丽波斯坦·吐逊江 庞忠和 尚彦军 《新疆地质》 CAS CSCD 北大核心 2020年第4期546-551,共6页
在自然和人为因素影响下,沙漠地区湖泊面积萎缩成为影响地区经济发展和生态环境质量的主要因素。本文以鄂尔多斯盆地内封闭型木凯淖湖为例,采用氢氧稳定同位素方法和水化学特征法,统计了湖水稳定同位素δ18O和δD特征,并同降水和地下水... 在自然和人为因素影响下,沙漠地区湖泊面积萎缩成为影响地区经济发展和生态环境质量的主要因素。本文以鄂尔多斯盆地内封闭型木凯淖湖为例,采用氢氧稳定同位素方法和水化学特征法,统计了湖水稳定同位素δ18O和δD特征,并同降水和地下水进行对比分析,揭示湖水补给来源,初步查明沙漠地区湖泊萎缩原因。研究发现,井水样品平均值为δ18O为-8.29‰,δD为-62.86‰,湖周围浅层地下水δ18O平均值为-7.2‰,δD为-57.46‰。湖水同位素数据因采样时间段的不同(7月,10月)表现出不同特征。7月份暴雨后δ18O平均值为-13.84‰,δD为-99.61‰,与暴雨前的湖水样品相比明显贫化,与暴雨同位素丰度(平均δ18O/‰为-13.2‰,δD为-93.56‰)一致。10月湖水蒸发线δD=5.1δ18O-14,比7月蒸发线δD=4.19δ18O-8.4斜率小,蒸发减弱。湖周围浅层地下水和中浅层井水同位素平均值相近,浅层地下水部分存在蒸发,蒸发线与湖水蒸发一致。夏季湖水同位素值远大于地下水同位素值,可回归到雨水线上,推测夏季湖水主要由降水补给。10月份湖水数值回归后与地下水一致,显示地下水和湖水密切相关,证明秋季湖水由地下水补给。 展开更多
关键词 木凯淖湖 稳定同位素 地下水 降水线 水化学
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FixAl及同位素方法在EGS返排液研究中的应用 被引量:1
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作者 天娇 庞忠和 张睿 《地学前缘》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第1期112-122,共11页
增强地热系统(EGS)是开采低渗透率热岩体中热能的技术,属于广义的地热储工程。其中,作为换热介质被注入岩体并在换热后返回地表的返排液,不仅是岩体地球化学特征的信息载体,而且其物理化学行为直接影响着EGS系统的运行效果。FixAl化学... 增强地热系统(EGS)是开采低渗透率热岩体中热能的技术,属于广义的地热储工程。其中,作为换热介质被注入岩体并在换热后返回地表的返排液,不仅是岩体地球化学特征的信息载体,而且其物理化学行为直接影响着EGS系统的运行效果。FixAl化学热力学模拟和水同位素十三线图解在天然水热系统评价中得到了广泛应用,对返排液研究的实用性则是文章的核心问题。文中收集了全球主要EGS项目的返排液资料,基于FixAl方法分析矿物与返排液的化学平衡状态,并计算了流体在深部的热交换温度,用同位素模型验证了EGS系统中原生卤水的驱替过程。研究结果表明,上述方法在EGS返排液研究中是适用的。此外,返排液的化学特征对EGS的指示意义还包括厘定原生卤水在返排液中所占比例,识别岩浆挥发分溶解及储层改造时的添加剂残留,预测结垢趋势和流体腐蚀性等。未来需要通过更多的实验和模拟方法深入研究返排液的化学特征,建立EGS的热-水-力-化学(THMC)耦合模型,为科学开发深层地热能提供依据。 展开更多
关键词 干热岩 增强地热系统 返排液 化学特征
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Oxygen and Hydrogen Isotopes of Waters in the Ordos Basin,China:Implications for Recharge of Groundwater in the North of Cretaceous Groundwater Basin 被引量:10
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作者 YANG Yuncheng SHEN Zhaoli +4 位作者 WENG Dongguang HOU Guangcai ZHAO Zhenhong WANG Dong pang zhonghe 《Acta Geologica Sinica(English Edition)》 SCIE CAS CSCD 2009年第1期103-113,共11页
Hundreds of precipitation samples collected from meteorological stations in the Ordos Basin from January 1988 to December 2005 were used to set up a local meteoric water line and to calculate weighted average isotopic... Hundreds of precipitation samples collected from meteorological stations in the Ordos Basin from January 1988 to December 2005 were used to set up a local meteoric water line and to calculate weighted average isotopic compositions of modern precipitation. Oxygen and hydrogen isotopes, with averages of-7.8‰ and -53.0‰ for δ^18O and δD, respectively, are depleted in winter and rich in spring, and gradually decrease in summer and fall, illustrating that the seasonal effect is considerable. They also show that the isotopic difference between south portion and north portion of the Ordos Basin are not obvious, and the isotope in the middle portion is normally depleted. The isotope compositions of 32 samples collected from shallow groundwater (less than a depth of 150 m) in desert plateau range from -10.6‰ to -6.0‰ with an average of-8.4‰ for δ^18O and from -85‰ to -46‰ with an average of-63‰ for δD. Most of them are identical with modern precipitation. The isotope compositions of 22 middle and deep groundwaters (greater than a depth of 275 m) fall in ranges from -11.6‰ to -8.8‰ with an average of -10.2‰ for δ^18O and from -89‰ to -63‰ with an average of -76‰ for δD. The average values are significantly less than those of modern precipitation, illustrating that the middle and deep groundwaters were recharged at comparatively lower air temperatures. Primary analysis of ^14C shows that the recharge of the middle and deep groundwaters started at late Pleistocene. The isotopes of 13 lake water samples collected from eight lakes define a local evaporation trend, with a relatively flat slope of 3.77, and show that the lake waters were mainly fed by modern precipitation and shallow groundwater. 展开更多
关键词 GROUNDWATER lake water oxygen and hydrogen isotopes precipitation Ordos Basin
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全球地热能的开发利用现状与展望 被引量:6
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作者 汪集暘 庞忠和 +4 位作者 程远志 黄永辉 姜光政 陆振能 孔彦龙 《科技导报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第12期5-11,共7页
地热能作为一种非碳基、清洁能源,具有稳定连续输出的优势,对实现“碳达峰”和“碳中和”的发展目标具有重要价值。地热能的利用通常分为地热发电、直接利用和地热储能。自2010年以来,全球地热直接利用呈指数增长,地热直接利用装机容量... 地热能作为一种非碳基、清洁能源,具有稳定连续输出的优势,对实现“碳达峰”和“碳中和”的发展目标具有重要价值。地热能的利用通常分为地热发电、直接利用和地热储能。自2010年以来,全球地热直接利用呈指数增长,地热直接利用装机容量和年利用热量分别约为108 GWt和283580 GWh,中国在地热直接利用方面长期保持世界第一。热泵系统呈现每年约16%的指数增长,地源热泵系统在全球地热直接利用的装机容量和利用热量中占比分别约为72%和60%。受高温地热资源利用技术的制约,2010—2020年地热发电的年均增长率约为4%。地热储能作为地热利用的前沿领域,欧洲和美国分别部署“HEATSTORE”和“Geothermal Battery”储能项目。中国科学院地热团队承担的地热储能项目也已进入技术研发和示范工程建设。地热储作为巨大的天然能源储库,最适宜在多能互补系统中承担蓄能和实现热能稳定输出的功能,可以把其他能源跨季节储蓄起来,实现高效规模化跨季节储能,提高能源的利用效率,助力实现“碳达峰”和“碳中和”目标。 展开更多
关键词 地热能 资源分布 地热储能
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长三角地区地热能评价
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作者 孔彦龙 黄坚 +10 位作者 徐雪球 官煜 汪燕林 程远志 王一波 龚宇烈 张伟尊 罗冠中 陈高凯 庞忠和 汪集暘 《科技导报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第12期20-24,共5页
长三角地区是中国地热能较为丰富的地区之一,广泛分布浅层地热能和中深层地热能。根据现有资料,采用体积法估算得到长三角地区3 km以浅的地热能(包括浅层地热能和中深层水热型地热能)总量达782亿t标准煤的热量,年可利用量相当于1.6亿t... 长三角地区是中国地热能较为丰富的地区之一,广泛分布浅层地热能和中深层地热能。根据现有资料,采用体积法估算得到长三角地区3 km以浅的地热能(包括浅层地热能和中深层水热型地热能)总量达782亿t标准煤的热量,年可利用量相当于1.6亿t标准煤。可实现建筑物冬季供暖面积24.8亿m^(2),夏季制冷面积14.5亿m^(2)。然而,目前长三角地区利用地热供暖和制冷的建筑面积仅有0.57亿m^(2),不足可利用的4%,开发利用潜力巨大。按照上述地热能评估结果,若在长三角地区已有建筑物中可以最大限度的保障采用地热供暖制冷,可在现有基础上减排二氧化碳10%以上,若新增建筑均最大限度的采用地热供暖制冷,地热减排贡献可在20%以上,在碳达峰与碳中和目标的实现过程中做出突出贡献。 展开更多
关键词 地热资源评价 地热能 长三角 体积法 碳减排
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长三角地区地热能发展路线图
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作者 庞忠和 孔彦龙 +1 位作者 龚宇烈 汪集暘 《科技导报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第12期12-19,共8页
简述了中国地热产业发展现状,梳理了长江三角洲地区地热资源潜力和分布特征、地热利用现状与市场需求、地热开发利用中的创新技术、地热产业发展的新模式。面向国家“双碳”目标,提出了该地区地热产业发展的框架性路线图。研究认为,在... 简述了中国地热产业发展现状,梳理了长江三角洲地区地热资源潜力和分布特征、地热利用现状与市场需求、地热开发利用中的创新技术、地热产业发展的新模式。面向国家“双碳”目标,提出了该地区地热产业发展的框架性路线图。研究认为,在经济发达的长江三角洲地区,人口密度较大,建筑用能占比高,居民供暖和制冷需求大,而化石能源供暖导致空气质量下降,碳排放量增加。与此同时,长三角地区地热资源,尤其是浅层地热能资源比较丰富、开发利用基础好、技术比较先进。如果做好顶层设计,将地热能开发利用纳入能源产业发展规划,加以积极的政策引导和必要的扶持,加大科技研发和示范支持力度,那么地热能综合开发利用有望为地方能源转型和实现“双碳”目标做出更大的贡献。 展开更多
关键词 路线图 地热直接利用 碳中和 区域供暖 长江三角洲 地热储能
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