基于钻孔测温的地球化学温度计适宜性评价:以雄安新区为例

地球化学温度计是估算深部热储温度的常用方法,在没有钻孔或钻孔深度未达到地热储层时被广泛使用.但是过去地球化学温度计的计算结果主要用于与井口温度进行对比,而与钻孔实测温度之间的对比研究工作相对较少,这不利于温度计计算结果的可靠性评估.为此,本文选择勘探相对成熟的华北平原冀中坳陷雄安新区的12口地热井开展工作,通过现场水温测定、钻孔地温测量、地热水采集与测试的手段,在水岩相互作用程度判定和矿物化学热力学平衡模拟基础上,利用地球化学温度计估算地热水的热储温度,对比钻孔实测温度和温度计计算结果的误差,进而给出研究区不同热储的最适温度计方法.研究结果表明:(1)研究区内井口温度<70℃时,井口温度落在热储层顶底板钻孔实际温度的区间范围内.但井口温度超过100℃时,受降温、减压、相分离、CO_(2)脱气、SiO_(2)沉淀等因素影响,井口温度明显低于热储层顶板温度,更低于热储层底板温度,在地球化学温度计可靠性评估时需格外注意.(2)蓟县系岩溶热储地热水未达到水岩平衡,阳离子温度计不适用,新近系砂岩热储馆陶组地热水达到部分平衡,阳离子、SiO_(2)温度计均具可行性;针对不同储层,通过与实测温度对比发现玉髓溶解度温度计最适合岩溶热储,平均误差6.2℃;Na-K温度计和玉髓温度计最适合砂岩热储,平均误差分别为6.0℃和3.4℃.(3)在使用地球化学温度计时建议结合地层信息或岩石特征及井口温度进行筛选;在无实测温度情况下,对于同一地质构造单元,可根据不同采样深度的地球化学温度计计算结果了解地下深部温度情况,指导地热资源勘探工作.研究成果对于流体温度计应用及地热资源可持续开发利用具有重要意义.

温泉县博尔塔拉河谷地恒温层研究

通过钻孔实测数据获取新疆温泉县博尔塔拉河谷地恒温层位置及温度。利用钻孔测温法与经验公式法对照分析恒温层数据,博尔塔拉河谷地恒温层温度受多种因素影响,其中地区年平均气温为主要因素。通过测井法获得的数据与公式法获得的数据综合确定工作区内恒温层埋深25~40m,恒温层温度9.82℃。

利用测温资料分析钻孔矿段水文地质条件

利用钻孔测温资料,对勘探区平面上的水文地质条件进行分析,确定地下水的流向及含水层之间的补给关系,为水文地质勘探提供有力的依据。

多种测温方法在青海共和干热岩GR1井中的应用

干热岩钻孔温度是干热岩型地热资源评价的重要指标,目前大多数地勘工作的温度测量仪工作温度大都在180℃以下,然而随着干热岩钻孔深度和温度的增加,受钻孔内高温、高压的影响,出现超出仪器测温范围或测温数值不准确的情况。为此,本文利用青海共和干热岩GR1井采用BZM电子多点测温仪、MTCHTH型测温仪以及多组温度计的方式进行了多种方法的单点测温,同时结合SKD3000B井车测温、GRY1型钻孔轨迹测量仪等多点连续测温方式进行对比分析。结果表明,单点测温结果更接近真实地层温度,但单点测温效率低,精度差;GRY1型钻孔轨迹测温仪因隔热装置隔绝,温度传导效率较慢,测温结果偏低。需要进一步开发准确、有效、经济的高温井下温度测量仪器或方法。

乌达煤田火区测温测气技术研究

乌达煤火长期吞噬着煤炭资源,造成煤层开采受到限制,直接威胁到乌达矿业公司的煤矿安全生产。课题组在乌达煤田进行了钻孔测温测气现场施工,并将乌达煤田火区灭火监测中以往的钻孔测温及气体取样化验数据进行整理分析,结合实际监测效果,判断火区煤火燃烧状态,对乌达煤田火区进行监测技术研究。

雄安新区D01井岩溶热储下伏太古界中热流测定研究

【研究目的】目前雄安新区范围内的热流数据多测自于新近系沉积盖层及白云岩地层,对岩溶热储下伏太古界的热流测定研究还鲜见报道,主要受限于以往的地热勘查开发层位主要在1800 m以浅的蓟县系岩溶热储,揭露岩溶热储下伏太古界的钻孔稀少。2018年以来,在雄安新区牛驼镇地热田实施了D01深部地热参数井,揭穿了高于庄组岩溶热储,并揭露太古界厚度达1723.67 m,给该地区岩溶热储下伏太古界的热流测定研究提供了条件。【研究方法】本文基于近稳态钻孔测温及岩心热导率测试,对D01井太古界进行了热流测定及分析。【研究结果】结果表明:D01井太古界呈显著的传导型地温特征,地温梯度为18.3℃/km,相比于新近系地温梯度48.6℃/km偏低。测得25块D01井太古界片麻岩岩心样品的热导率平均值为(2.41±0.40)W/(K•m)。根据钻孔测温数据及热导率测试,计算出D01井太古界2300~2700 m深度的热流值为(44.1±7.0)mW/m^(2)。同时,估算了D01井新近系400~800 m深度段的热流值为84.6 mW/m^(2),较太古界高出40.5 mW/m^(2)。【结论】分析认为D01井新近系较太古界高出热流主要为高孔渗岩溶白云岩层中地下水侧向热对流作用以及牛东断裂地下水垂向热对流作用共同所致。研究结果对前人提出的地下水运移聚热模式及导热断裂聚热模式提供了数据支撑,对雄安新区深部地热资源成因机制和太古界地温场研究具有重要意义。

淮南潘三矿区地温分布规律及其影响因素分析

潘三矿位于淮南煤田潘谢矿区东区,潘集背斜西段南翼。根据对矿区内15个测温钻孔的研究,发现该矿存在着明显的地温异常。在纵向上,表现为地温温度随深度的增加而增加,并呈现良好的线性趋势,具有传导型增温特点;在横向上,受构造控制作用和上覆松散层厚度影响,靠近背斜轴部和松散层较厚的地方,地温梯度相对较高;岩浆岩的侵入和地下热水的运移也对地温有一定的影响。总体上,研究区地温受构造控制作用明显。该研究对矿区的热害预防提供了基础技术参数。

安徽省阜阳盆地及周边大地热流分布特征

阜阳盆地位于周口坳陷的东部,地热资源丰富,但基础地热地质研究相对较少,尤其对区内大地热流研究尚属空白。为深入研究本区地热资源,为地热资源潜力评价提供数据支持和科学依据,本文基于收集的6口钻孔测温资料、实测的4口稳态测温数据以及61块岩心样品热导率测试数据,计算出了4个大地热流值。研究结果表明:研究区0~2281 m内现今地温梯度为23.4℃/km~35.5℃/km,平均值为27.9℃/km;热导率介于0.968~4.932 W/(m·K)之间,平均值为1.959 W/(m·K);对应的大地热流值介于44.7~63.8 mW/m^(2)之间,平均值为53.4 mW/m^(2),与周口坳陷已发布的各大地热流平均值53.4 mW/m^(2)一致,但却较明显低于中国大陆地区(平均值60.4 mW/m^(2))、中国东部(平均值61.9 mW/m^(2))、研究区东部两淮煤田(平均值58.3 mW/m^(2))以及南部秦岭造山带(平均值61.4 mW/m^(2)),并发现与四川盆地、柴达木盆地等国内主要的克拉通型盆地较接近,同时远远低于汾渭地堑、渤海湾盆地等新生代构造活跃的裂谷型盆地,反映出区域构造处于稳定状态;同时,区内热流之间有一定的差异,主要是受区域地质构造背景、基底起伏、沉积盖层、断裂活动等影响。

安家庄井田地温分布特征及其影响因素

通过分析、处理安家庄井田内46个钻孔的测温数据,绘制了井田的地温-深度曲线以及地温梯度分布图,分析了地温的分布特征及其影响因素,并以1203孔为例分析了地下水对测温曲线及地温梯度的影响。研究结果表明,安家庄井田内垂向上地温曲线主体呈线性,表现出以传导为主导的传热过程;井田内地温梯度介于2.28℃/(100 m)~3.83℃/(100 m),平均值为3.05℃/(100 m),在背斜区较高,在北部向斜区相对较低。分析表明,井田总体上的高地温梯度受区域地质背景的控制,井田内地温梯度受褶皱构造影响明显,局部受地下水活动影响。

峰峰矿区磁西三号勘查区地温异常分析

磁西三号勘查区详查阶段钻孔全部进行了井温测量工作，发现区内2、4号煤层处在高温热害区内，且同一水平地温变化较大，2号煤层-800m水平地温最大差值为5．1℃，显示勘查区可能存在地温异常。通过对钻孔测温资料的分析研究，确定本区地温梯度在1．8—2．6℃／100m，与峰峰矿区基本一致；高温区的出现是由于煤层埋藏深度加大和岩浆岩侵人带来的附加热效应而导致地温增加。结果认为，本区为正常地温背景下的高温热害区。

光纤光栅技术测量地温的方法及应用

采用一种新型的光纤光栅传感器及系统实现了地层温度的在线量测．在第四系深厚松散层钻孔地层沉降监测系统中设置了地层温度观测站，2个光纤光栅监测系统共设3个不同位置的光纤光栅温度传感器，传感器采用3层封装结构隔绝外界应变的影响，研究系统安装过程及地层长期监测过程的温度变化规律．结果表明：系统安装过程中钻孔温度发生波动，存在一个回温过程，回温时间为4～6d，温度平衡时间更长．华东兖州地区巨厚松散层深度111．16，84．44，59．35m处地层温度分别为18．281，16．407，15．039℃，平均地温梯度为4．407℃／100m．

绥宁县寨市乡地下热水的潜力分析

本文以绥宁县寨市乡为例,勘察地下水形成的水文地质条件,分析地下热水的潜力。其间通过勘察地层岩性、断裂构造分布、产状、导水性和各地层裂隙,推断区内热储、盖层、导水与控热构造,对浅表地温场进行测量,查明区内的地温场、地温梯度空间分布特征,综合分析热源、热储以及盖层等地下热水形成的基本条件,寻找可能的异常范围,选定地热勘查靶区,为下一阶段地热钻探提供依据。

淮南矿区地下水对现今地温场的控制

在收集和汇总淮南矿区测温资料的基础上,绘制了淮南矿区现今地温梯度分布图,分析其现今地温场特征;并从层间流动和穿层流动2方面分析地下水对地温场的影响。研究表明:受高温灰岩水层间流动的控制,地温梯度>3℃/hm的高温区沿陈桥-潘集背斜轴线走向分布,并形成该区地温北高南低,东高西低的特点;在潘二和杨村等矿井内存在深部高温岩溶水或浅层冷水沿张性断裂的流动,导致局部地区地温异常的现象。

基于ANSYS数值模拟的丁集矿地温研究

地温异常是影响矿井建设及煤矿安全生产的重要因素,钻孔测温是获取地温资料的常用和主要手段。由于测温钻孔的工程量大,在某一区域通常难以达到足够的覆盖密度。以丁集矿地温研究为例,探讨了用ANSYS软件数值模拟进行地温模拟研究的问题。该方法充分考虑了所研究区域的地层热导率等热物特性及地质构造,通过对比实测的钻孔数据,实测数据与模拟结果的趋势和规律相一致。用ANSYS数值模拟地温可以为后续矿井地温异常区范围圈定、热害防治措施制定和矿井生产能力提高提供分析依据。

火区自然发火范围及发展程度的判定方法

以安太堡露天矿9#煤火区为研究对象,针对其地质资料不全,火情复杂多变的现状,开展了一系列的理论分析与现场研究,提出了采用以地质探测和钻孔测温相结合的方法进行探测,并通过温度场的反演判定了火区的分布范围和发展程度。