雄安新区三维地热地质模型方法研究

根据区域地质资料、钻井地层数据、测井资料,分别对雄安新区构造进行网格化并建立构造模型,应用层序地层学原理厘定等时界面及地层框架,选取建模参数,建立沉积相三维模型.采用相控条件下的序贯高斯模拟算法,建立孔隙度、渗透率模型.根据实测,得出区域内盖层、储层、基岩的岩石热导率,并建立雾迷山组温度场模型.最后采用物性参数展布对比、概率模型一致性、拟合三方面对地质模型进行验证,结果表明,此地质模型的孔隙度、渗透率概率分布特征与测井解释曲线数据和初始化数据基本一致,说明该模型与地质认识吻合度超过90%,所建地质模型合理.

深部地热水多开采井联合运行模式优化

深部地热水作为一种清洁低碳的可再生能源,对促进实现“双碳”目标具有重要意义,但其不合理开采将导致水量减少、水位下降、工程效益低等一系列问题。以河南开封市城区已有的地热井勘探资料为基础,构建表征地热水运移的水文地质模型及对应的数学模型,利用Galerkin有限单元法对模型进行识别与验证。针对现有地热井单独运行、按需开采的弊端,围绕开封市城区主采的埋深1200~1400 m热储层,以水位降深最小、井间干扰最小、运行费用最低为目标函数,以水位降深、供需平衡为约束条件,建立地热水开采井运行模式优化模型。为提高收敛的准确性和结果可靠性,引入Pareto-灰狼算法求解模型并用TOPSIS理论对结果进行排序。研究表明:优化后剖分节点水位降深之和减少70.3%,地热井之间水位降深影响值之和减少10.83%,分区Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ水位降深分别减少12.85%、28.14%、43.77%,-80和-90 m水位等值线包围的降落漏斗面积分别降低15.5%和28.7%,地热井运行总费用降低28.7%。研究成果通过构建优化模型和引入改进算法,为地热水合理开发提供科学依据,优化地热水开采井的运行模式,不仅可以减少水资源浪费,提高水资源利用效率,还可以降低地热井运行费用,对于地热水合理开发与科学保护具有重要指导作用。

基于物探方法的中深层地热三维地质建模研究——以开封市为例

利用物探方法进行中深层地热三维地质建模,比传统地质钻孔资料建模更方便和省时。采用超低频探测方法在开封市开展物探探测,并将物探解译结果与地热井测井曲线进行对比,在物探解译基础上,采用FEFLOW软件建立开封市三维地热地质模型,对模型进行水流场、地温场和水文地质参数赋值验证。研究结果表明,解译数据可靠,模型各项参数与实际地质条件基本相符,说明物探方法在地热三维地质建模中具有较好的可行性。

海底天然气水合物赋藏区域地热基本模型探讨

在分析海底天然气水合物赋藏区域地热场特征的基础上,借鉴盆地地热模型理论和方法,建立了海底天然气水合物赋藏区域的地热基本模型,并详细介绍了边界条件和导热系数的确定方法。由于天然气水合物的形成、分布与实际地质和地热条件密切相关,因此加强天然气水合物赋藏海域的地质与地热基础调查是构建准确可靠的地热模型的关键。

鲁山县百里温泉地热地质特征及概念模型探讨

地热资源是一种新型能源,它的开发利用对环境危害极小,而且资源分布广泛,适宜就地开发利用。鲁山县地热温泉资源丰富,其中以赵村乡至库区乡一带的上汤、中汤、温汤、下汤、碱厂五大温泉最为有名。从构造、地球物理、热源分析和热储特征等方面进行研究,归纳出鲁山地热形成机理,并建立了地热模型,这对保护和合理开发利用鲁山县地热资源有着重要意义。同时,根据地热模型提出建立地下热水动态监测系统、制订合理的开采量等措施保护鲁山县地热资源,以确保其合理开发利用。

雄安新区地热地质模型探究:来自地球物理的证据

雄安新区内地热资源丰富,区内有牛驼镇地热田、容城地热田和高阳地热田,地热资源开发利用较早,但是对其深部热源机制仍未形成统一观点。为了研究雄安新区内地热田深部热源机制,在新区及外围进行了深反射地震和长周期大地电磁探测,对取得的同剖面的深反射地震和大地电磁数据进行处理和综合解释,探明了研究区从地表至莫霍面范围内地质构造和电性结构。下地壳结构在深反射地震剖面与大地电磁剖面上有很好的对应关系。电阻率低值区对应着在深反射地震剖面上存在一系列反射同相轴,且同相轴可以延续到莫霍面,电阻率高值区对应着在深反射地震剖面上无明显连续反射同相轴,尤其是在莫霍面之上呈现地震反射近似“空白区”。结合区域地热资料构建了研究区深部地热地质模型,对新区内深部地热机制进行了解释。该模型为“二元”生热模型,其热源包含两个部分,深部地幔热源和地壳放射性元素衰变生热。放射性元素衰变生热占地表热流的接近30%,而幔源热流在地表热流中的占比可达约70%。在牛驼镇下方,莫霍面以上,由于地幔热物质上涌造成下地壳上隆,幔源岩浆底侵作用于下地壳形成了局部热异常,该热异常具有低速高导的地球物理特征,认为是牛驼镇地热田和容城地热田的深部热源;以区域断裂为热通道,大地热流由深部向上传导、扩散到牛驼镇凸起和容城凸起顶部,对碳酸盐岩储水层进行加热,形成地热储层;上覆新近系沉积地层是良好的热盖层。

山东临清市地热地质条件分析及地热概念模型

临清市区近年来陆续发现地下热水,本文在了解区域地质地热背景的基础上,综合临清市地热调查成果,建立了临清市地热概念模型。

陇西盆地东南部地热成田主控因素及成因模型——以清水温泉为例

陇西盆地东南部是陆内中低温地热田发育的重要场所。为研究陇西盆地东南部地热成田因素,基于已有地热田水文化学及热储特征,从区域构造、岩浆岩、水文地质等要素入手,分析其对地热田的控制作用、建立地热成田概念模型。研究表明,盆地内地热田热源主要来源于刚性结晶基底对地壳深处(上地幔)热的传导。深大断裂是地下热源上涌的主要通道,断裂构造的发育为地热田的形成起重要的导热、控水作用。华里西期二长花岗岩是地热水主要储层,沿区域性断裂带呈北西南东向展布,厚度70~600 m,具有高热传导率特征,岩石破碎程度高、次生裂隙发育,有利于地下水储集和排泄,上覆新近系及第四系为低导热率有效盖层。大气降水和常年性地表径流是地热田的主要补给源。从热源、物质补给(水文地质因素)、储层(岩浆岩因素)、运移通道(断裂构造因素)等入手建立的地热成田模型,可为后续地热勘探开发提供理论参考。

基于构造分析的辽宁汤岗子地热系统概念模型研究

通过分析辽东地区深部和浅部构造特点,研究汤岗子地热田的成因,查明地热系统的储、盖、通、源,建立热水系统的概念模型:深部构造是地热发育的重要背景条件,在其影响下的浅部构造体系构成了基岩地区地下裂隙水的运移通道和赋存空间,深循环水在运移途中接受来自深部的热流加热形成热水,并在一定条件下出露地表形成温泉,同一个区域地下水流动系统可以发育多个热储,各个热储之间存在间接的能量和物质联系。

湖北省保康县万年山地区地热地质特征与成因模式

鄂西地区地热较为丰富,然而保康县万年山地区地热勘探工作匮乏。为了查明保康县万年山地区中深部地热资源潜力,通过地面调查、物探、钻探等手段对该地区的地层、构造、水文地质、地球物理、地热热储和地热流体化学特征等进行综合调查研究,总结分析地热发育规律及成因类型,建立地热模型。结果表明,万年山地区地热热储主要发育层位为震旦系—寒武系的碳酸盐岩地层;地热流体具有高SO_(2)^(-4)、F-和Ca^(2+)的特征;深部热量向上部地层中传导的通道是保康—漆家山断裂;万年山地热属于断裂深循环型,地热井出水温度为58.6℃,水量为1229 m^(3)/d,规模达到中型。此研究可对今后鄂西地区同类型地热田的勘查和开发有一定的借鉴和指导意义。

贵州省泥盆系地热资源成矿概念模型

贵州省地层自新元古界至第四系均有出露,发育齐全,主要由沉积岩、浅变质沉积岩组成。贵州省内不同地史时期岩相古地理不同,沉积相类型多样,岩性组合复杂。贵州省贵阳市地热资源勘探点主要集中在贵阳北侧及东北郊区域,由于受到岩相古地理差异、地质构造作用影响,各区域内地热资源成矿特征存在差异。通过研究贵州省贵阳市内以泥盆系为热储层地热井的特征模型因子与沉积相、岩相古地理特征之间的规律,建立了区内地热资源成矿概念模型。研究结果表明区内泥盆系中上统岩相以碳酸盐岩为主,可为地热资源的目的热储层;其上覆石炭系下统岩相以碎屑岩为主,具有较好的隔热保温性,可为盖层;共同构成了良好的地热资源成矿条件。

基于水热耦合模拟的油气区地热开发井网布局

我国不少含油气沉积盆地同时也赋存着大量的地热资源,探讨地热田不同开发情景下热储温压场的变化,对于确定地热资源的合理开发策略至关重要。为此,以渤海湾盆地济阳坳陷东营凹陷东营城区地热田为例,综合各类地质、钻探和岩心资料,系统分析了该区储盖组合、地层热导率、温压场等地热地质特征,进而采用以Tough2为核心的Petrasim软件建立了地热田成因概念模型,研究了开采、回灌条件下热储的温压场响应,确定了采灌量等井网布局参数的限制条件,最后提出了地热资源开发优化策略。研究结果表明:①该区地热田最大开采量为63 m3/h,回灌量为32 m^3/h;②要实现100%回灌,需采取“一采两灌”的布井方式,最优采灌井距为400 m。结论认为:①合理的地热田概念模型是进行数值模拟的前提,油气田在长期的勘探过程中积累了丰富的地质、地温和岩心测试数据资料,为正确认识油气区的地热资源分布和热储特征提供了数据支撑;②水热耦合数值模拟是地热田管理的有效手段,能够确定开采量、回灌量、采灌比、采灌井距等布井关键参数,有利于优化地热开发模式,进而实现地热资源的可持续开发。

地热地球物理勘探新进展

地热作为一种清洁能源具有巨大的开发潜力,将在我国的经济发展中起到巨大的作用.在传统的热水型地热开发的基础上,国际上非常重视热干岩(Enhanced Geothermal)型地热的勘探开发.在这两类地热勘查和开发中,地球物理方法具有非常重要的作用.本文从地热系统的目标体岩石的地球物理性质出发,分析岩石的地球物理性质与温度、压力和含水量等影响因素的关系.例如随着温度的升高,岩石会出现去磁、电阻率降低、密度降低、弹性波速度也现明显降低等现象.进而分析地球物理方法应用到具体的地热勘查地质-地球物理异常模型.结合国际上21世纪以后的新方法技术,分析了重磁、电、地震方法在利用由于岩石温度的升高而出现的特殊地球物理现象,并应用于地热勘探.通过国内外实例介绍了各种地球物理勘探方法在地热勘查中成功应用,为进一步提高我国地热勘查水平,提供一些参考.

辽河盆地东部凹陷地热史与油气

辽河盆地东部凹陷是在晚白垩世—古新世区域隆起背景上形成的新生代板内裂陷。其构造演化经历了穹窿作用→火山作用→裂陷作用→热沉降作用等阶段，盆地形成机制属“主动裂陷”。利用研究区镜煤反射率（Ｒ０）实测值的统计分析资料，采用Ｒｏｙｄｅｎ和Ｋｅｅｎ提出的有岩脉侵入的非均匀伸展地热史模型，重建古热流和古地温，并计算成熟度Ｃ值。研究结果表明，东部凹陷的沙三段生油岩已进入生油窗；在凹陷的东部陡坡带具有较好的油气远景。

数值模拟在地热资源评价及优化开采方案的应用研究

运用GMS数值模拟软件构建三维地质结构模型和三维地热数值模型,在深入分析地热形成机制、地热水的补径排条件和循环规律的基础上,对地热资源量进行动态评价,模拟优化开采方案,为地热田地热资源科学、合理、可持续地开发利用及相关部门的实时管理提供技术支持。

临沂市柳航头地区地热资源特征研究

区域地质调查和地热地质勘探资料显示,临沂市柳航头地区区域构造发育较强烈,大气降水通过构造破碎带向地下深部运动,深部寒武-奥陶纪灰岩岩溶地层厚度可达1 500余米。区域地下水在深部渗透性较好的岩溶地层内径流,向柳航头地区运动过程中,不断受到地球深部热源的地温加热而形成地热水,寒武-奥陶纪岩溶地层成为热储层,其上覆地层导热率较低,是较好的盖层。结合研究区内的地热井深部测温数据和地热水化学特征数据,建立柳航头地区地热概念模型。

山东省临清市地热资源评价和开发利用方案建议

山东省临清市近年来在市区范围内陆续发现地下热水。本文首先通过区域地热地质背景分析、地热调查工作,建立了临清市地热概念模型。在概念模型的基础上,利用体积法计算了热储层的热水静储量,并对地下热水进行质量评价。提出了地热开采、利用方案。

辽宁省调兵山四家子村DR1地热井位置的确定

四家子村位于调兵山市西南约4km,东与大兴煤矿相邻。东北煤田地质局物探测量队和101勘探队合作,对勘探区进行深部地热研究,通过勘探手段确定地热井位,成功打出一口地热井,对盆地型地热田生成特点有了进一步认识,对今后辽北地区地热勘探工作具有一定的指导意义。通过区域性地质资料搜集分析、地质调查,圈定地热靶区进行综合物探工作,建立勘探区地热构造地质模型,确定热储的有利部位,指导钻探工作。

甘肃省兰州市红古区地热资源远景分析

红古区位于民和盆地周家台隆起。该地区已开展过精度较高的地质、水文、物探、钻探等工作,基本查明了区域地层及构造。区内最主要控制构造为断层,兼具导水贮水导热多项功能。同时该区域为甘肃省省内大地热流值最高区域,热源条件良好。目前红古区周边已发现药水沟、龙王沟、观音寺等多个地热异常点,表明区域具备良好的层状地热形成条件及较好的地热资源勘查前景.

广西柳州市北部地区地热资源调查及远景分析

广西柳州市周边地区拥有较丰富的地热资源,为配合该市生态文明建设的需要,了解柳州市北部地区地热资源条件,在沙塘镇留休一带实施了重力测量及CSAMT测量等综合物探研究工作,结合研究区及其外围地区的水文地质、地热地质及钻探资料,查明了研究区及其附近地区地层、构造和岩浆岩分布特征,以及与地热异常显示的关系,地热资源的“生—储—盖”成藏条件,圈定了热储层空间分布与富集区带,建立了研究区地热系统模型。综合研究结果表明,柳州市北部地区生热条件与储热条件良好,上覆盖层厚度较大,热储存空间及深度范围适宜,地下水源补给较为充裕,该地区拥有较为理想的地热地质条件,研究成果可作为该区今后地热资源开发与利用的重要指导参考意见。