超临界地热资源的地球物理分析--以鲜水河高温水热系统为例

鲜水河高温水热系统位于川西地热区,是我国重要的“水热型”地热资源区和高温地热发电工程建设选区,其深层超临界地热资源可以大幅提高热-功转换效率和地热发电能力,具有极大的应用价值.超临界地热资源是地热学的全新研究方向,研究深层超临界地热资源促进地热学拓宽研究领域,具有重要的科学意义.本文利用地球物理资料、地热地质资料,对鲜水河高温水热系统超临界水热流体构造条件、有利赋存部位、热结构与热状态开展计算分析.结果表明:鲜水河断裂带浅源小震群与深层超压热流体层相关,热泉群串珠状负重力异常圈闭之下超厚沉积地层是赋存深层超临界地热流体储层的有利构造部位;康定中谷-二道桥-榆林宫热水区的水源补给、热源补给、水热循环通道等地热地质条件优良,其下方存在酸性岩浆活动,是形成高温水热系统浅层热储、深层超临界热液区的重要热源条件.我们认为:鲜水河断裂带是深部热流体上升至浅表产生强烈水热活动的通道,沿此通道,在160~250℃温度区间,是鲜水河水热系统地热储层的赋存区域;在350~400℃温度区间,是深层超临界流体(H2O、CO_(2))的赋存区域;随温泉水大量溢出的高浓度CO_(2)地热气体,伴随出现pH值略小于7的弱酸性热水,其下方是形成深层超临界地热资源的有利区域.

羊八井地热田地热地质条件及其对超临界地热资源勘探的启示

随着能源结构调整以及“双碳”目标的推进,高温地热资源,尤其是超临界地热资源的勘探已成为地热学研究的焦点。羊八井地热田作为我国目前已知具有最高温度(329.8℃)的地热田,其是否存在超临界地热资源是一个关键问题。为此,通过综合梳理羊八井地热田的地热地质条件,分析地热田地热流体的来源及其演化过程,多方法评估限定地热田的储层温度,明确地热田的热源属性和特征,建立了超临界地热资源的流体C—He同位素指标体系,并评价其对超临界地热资源勘探的启示。研究结果表明:①羊八井地热田高CO_(2)含量与海相碳酸盐岩和变质沉积物的热成因脱碳有关,He主要来源于地壳中的放射性衰变,岩浆挥发份占比不到3%;②羊八井地热田至少有3个储层,第3个储层是地热母流体的来源,温度约为320℃,第2个储层的温度约为250±10℃,第1个储层的温度为150±15℃;③羊八井地热田深部存在岩浆房,距离地表15~20 km,为该地热田高温地热提供热源;④羊八井地热田的岩浆房为花岗质岩浆,埋深较大而体积较小,与世界上已探明的超临界地热资源的地热田在物质来源、热源特性等方面具有显著差异。结论认为:①羊八井地热田不具备形成超临界地热资源的地热地质条件;②该项研究成果从地热地质角度建立的超临界地热资源判别体系对我国超临界地热资源的勘探具有重要的启示意义。