断层模式地热抽采数值仿真研究

断层模式地热抽采可利用热储层的天然裂隙带作为地热流体的传输通道,是一种地热高效抽采的方式,其抽采过程中热储层的温度、渗透率演化等对地热抽采效率、地热井稳定性与地热抽采寿命等尤为重要。通过理论建模、工程仿真方式对断层模式地热抽采进行了研究,获得了热储层温度和渗透率的演化趋势,为断层模式地热抽采工作提供了理论依据。

广域电磁法在长平盆地白垩系地层地热资源评价中应用

对工作范围区处于长平盆地下白垩系地层,首次利用广域电磁法探测中深部3km范围内地层结构及构造发育情况,初步评价范围区内地热资源。主要成果为:①盖层为白垩系上统戴家坪中段泥质砂岩,埋深-210~-300m;下段为巨厚层块状花岗质砾岩,埋深-800~-1050m。白垩系下统神皇山组上段,埋深-1200~-1420m。②储热层为白垩系下统神皇山组下段,含灰质砾岩,钙泥质胶结,埋深-1550~-1700m。沉积盆地底部为冷家溪群板岩,埋深-1800~-2030m以下。③重新确定F10、F12两断层平面位置。④本区具有较好地热盖层,白垩系整套地层为红色碎屑岩,含水性差,厚度大,地热资源具有较好保存条件,具有地热开发潜力。

四川盆地宁西地区奥陶系五峰组—志留系龙马溪组页岩气富集主控因素

通过岩心观察、实验测试、地球物理解释及生产动态资料评价,对四川盆地宁西地区奥陶系五峰组—志留系龙马溪组烃源岩和储层特征进行了分析,结合构造-热演化-压力演化史、断层发育特征,探讨了页岩气富集的主控因素。研究结果表明:(1)宁西地区五峰组—龙马溪组一段1亚段(龙一1)发育深水陆棚相富有机质页岩,干酪根类型以Ⅰ型为主,有机质丰度较高,TOC平均值大于3.8%,Ro平均值高于3.0%,处于过成熟阶段;优质烃源岩分布于五峰组—龙一13小层,龙一14小层生烃潜力差。(2)研究区五峰组—龙一1亚段储集层条件优越,脆性指数高,平均值大于55%,自下而上呈下降趋势;储集空间有纳米级无机孔和有机孔、构造成因高角度剪切缝和垂直缝;孔隙度为2.20%~5.30%,平均值为3.84%,龙一11—龙一13小层孔隙度较大。(3)研究区页岩气成藏模式为层内自生自储,受控于源-储配置、构造-热演化、断层级别和裂缝发育程度,源-储配置控基础,脆性矿物含量和孔隙度值越高,TOC值越高;构造-热演化调气藏,晚二叠世(250 Ma)以前地层持续埋藏及峨眉山大火成岩省促进了五峰组—龙马溪组页岩气热解生烃,晚白垩世(66 Ma)至今,构造抬升使气藏发生调整与散失;断层控保存,层内发育的断层有利于页岩气的保存,断层规模越大,越不利于页岩气富集;裂缝系统控产能,向斜中部构造变形弱,断层密度低,裂缝发育程度中等,有利于页岩气的富集,而向斜周缘构造变形强度大,断层密度大,裂缝系统极为发育,不利于页岩气富集。

深层—超深层海相碳酸盐岩成储成藏机理与油气藏开发方法研究进展

基于钻井、地震、测井、测试以及实验分析等新资料,针对中西部叠合盆地深层—超深层海相碳酸盐岩层系成储、成藏和油气藏高效开发面临的关键科学问题开展持续攻关。研究表明:(1)断裂主导形成的储集体和古老层系白云岩储层是深层—超深层海相碳酸盐岩两类重要的储层;以断裂为主导形成的规模储集体,根据成因可进一步分为3种类型:断裂活动过程中构造破裂形成的缝洞储集体、致密碳酸盐岩受断裂和流体双重改造形成的储集体与早期丘滩等高能相带受断裂和流体改造形成的储层;优势丘滩相、早期白云石化和溶蚀、酸性流体环境、膏盐岩封盖和超压是优质白云岩储层形成和保持的关键。(2)中国中西部叠合盆地海相碳酸盐岩层系富有机质页岩主要发育于被动陆缘深水陆棚、碳酸盐缓坡等环境中,构造-热体制是控制深层—超深层油气藏赋存相态的重要因素,改造型动力场控制中西部叠合盆地深层—超深层海相碳酸盐岩油气成藏与分布。(3)普光等高含硫酸性气田开发过程中硫析出堵塞井筒,采用井筒溶硫剂配合连续油管解硫堵效果明显;基于沉积模拟的双重介质建模数模一体化技术可以精细刻画水侵前缘空间展布及变化,并据此提出气井全生命周期调、排、堵控水对策。(4)超深断控缝洞油气藏开发过程中,储层应力敏感,渗透率随压力下降而显著降低,产量递减较快;凝析气藏相态变化快,压降显著影响凝析油采出程度;据此提出“注水+注天然气”重力驱油藏开发方法和“高注低采”天然气驱凝析气藏开发方法;采用分层次约束、逐级地质建模和流-固-热耦合的复合介质数值模拟有效提高了油气藏开发生产动态模拟的预测精度。

基于正演模拟的巨厚低阻盖层影响分析

齐河桃园地区奥陶系热储上覆发育巨厚的低阻盖层,影响深部热储及断裂反演的精度。由于缺少对巨厚低阻盖层影响的分析研究,很大程度上制约采集参数和反演参数的选择。该文基于齐河桃园地区典型地下电性结构,以多解性较强的断裂构造为基础模型,开展大地电磁正演模拟。从断裂带电阻率、盖层厚度和盖层电阻率3个变量出发,研究分析不同盖层条件下深层断裂热储的电磁响应特征,总结盖层对深层断裂热储的影响程度,并认为3种变量中,盖层电阻率是影响深层断裂热储特征识别的主要因素。

郯城县地热资源勘查研究

山东省临沂市被授牌为“中国地热城”,区内地热资源丰富,开发利用时间长,产生了显著的社会效益和经济效益。本文以临沂市管辖的郯城县为研究区,结合区域地质背景与水文地质特征,探析地热资源形成、发育的机理,然后通过物探方法确定断裂位置,并布设探采结合孔进行钻探验证。研究表明,受峄城断裂的影响,研究区热储受构造控制比较明显,岩石较破碎、裂隙较发育。深部岩溶热储类型为典型的层状兼带状热储。

淄博市张店南部地热异常成因

通过研究井温曲线类型,确定研究区纯传导地温梯度为2 5℃100m;结合各单井地温梯度,圈定了地热异常区域;揭示了该区地热异常具有下段以对流为主、上段以传导为主的特点。通过热水水化学和同位素数据的综合分析表明,该区地下热水补给来源为大气降水,热水赋存于断裂裂隙系统中,且沿断裂裂隙垂向运动十分强烈。

稠油热采储层渗流屏障特征——以辽河西部凹陷某试验区于楼油层为例

渗流屏障为储层系统内遮挡流体渗流的岩体。以辽河西部凹陷某试验区于楼油层为例,综合地质、400口井测井资料、6口取芯井岩芯资料、10口典型井水分析资料等多种资料,详细研究了目的层渗流屏障的分类、发育规律以及对稠油热采储层开发的影响。从成因角度将研究区目的层扇三角洲前缘储层渗流屏障划分为沉积渗流屏障、成岩渗流屏障和封闭性断层渗流屏障等3种类型,其中沉积渗流屏障占主导地位。受沉积作用控制,沉积渗流屏障大体呈北东南西向条带状展布,主要位于水下分流河道间泥和水下分流河道间砂的位置。从北西向南东方向,随着与物源区距离逐渐增加,沉积物粒度逐渐变小,渗流屏障的发育程度也逐渐增强。渗流屏障的存在使得蒸汽驱热采过程中蒸汽的推进路径复杂化,并进一步降低了蒸汽驱的热效率和经济有效性。渗流屏障的存在对分层注汽等开发措施的实施也具有十分重要的影响。

松辽盆地幔源成因CO_2气藏分布规律及控制因素

通过深部15s大剖面解译和典型CO2气藏解剖,深入剖析了松辽盆地幔源成因CO2气藏分布规律及控制因素。纵向上CO2气主要富集在营城组火山岩和泉头组三、四段砂岩储层中。与深部热流体(热流底辟体和侵入体)直接相连的、控陷的、控制火山通道的铲式基底断裂控制着CO2气藏呈串珠状分布的特征,断裂走向拐点、端点和侧列叠覆区控制了CO2气出气点。深部热流体是CO2气藏主要的气源。与之相衔接的基底断裂活动导致幔源岩浆充注盆地,同时携带的CO2气释放进入早期喷发的火山岩中形成营城组火山岩CO2气藏。基于控藏断裂多为断陷期和泉头组晚期—青山口组早期活动的基底断裂,推测营城组CO2气藏主要成藏时期为泉头组晚期—青山口组早期。松辽盆地强烈的构造反转发生在明水组末期,挤压应力自南南东向北北西方向衰减的过程中,基底断裂复活形成正反转断层,CO2气从热流底辟体中脱出上运而聚集在反转构造带上,断层式反转构造南部比北部发育,西部比东部发育,因此松辽盆地南部比北部、西部比东部CO2气更富集。

中国近海盆地晚期断裂活动和油气成藏

中新世末至今是中国近海第三纪盆地裂后热沉降最活跃的时期,伴随着裂后构造再活动,断裂活动也十分活跃。断裂是这一时期新构造运动最直观、最重要的表现形式,这一时期(5.3Ma以来)的断裂活动称为晚期断裂活动。中国近海各盆地这期断裂活动的特征、分布是不同的,即使在同一盆地,不同的构造单元也有很大差别。但无论是渤海、东海、南海北部各盆地,这一期断裂有一些共同特点:它们常伴随控坳(凹)的基底断裂、区域性的同沉积断裂的继承性活动或复活性活动而伴生;这期断裂数量多,规模小,呈羽状排列;基本上均以近东西向或北西西向为主展布。这期断裂活跃的区域,断裂活动对油气的晚期成藏起了最关键的作用,它形成和改造了一批晚期圈闭,构成了油气运移输导系统,调整和控制了该区的油气最终成藏和油气田的定型分布。研究这一时期断裂活动的发育、分布特征,对盆地的油气勘探方向的选择有重要的指导作用。

剑川—德钦一带的地热异常:对川滇菱块西北边界和地震活动性的意义

为研究川滇菱块西北缘剑川-德钦一带地热场空间分布特征,探索地热异常区与断裂及地震活动性的关系以及活动块体边界问题,运用4种传统地热温标和多矿物平衡法综合估算了川滇菱块滇西北地区(德钦-维西-剑川-丽江-中甸) 91个地热温泉的最有可能的热储温度,通过克里金插值方法获得了滇西北地区的热储温度空间分布。结果表明,地热异常区主要沿德钦-中甸-大具断裂及其以北的多条近南北向金沙江断裂的分支断层展布,澜沧江断裂带、维西-马登断裂、玉龙雪山东麓断裂和中甸-龙蟠-乔后断裂局部分段表现地热异常;地热异常区的地理展布大致反映了德钦-中甸-大具断裂与金沙江断裂带共同构成了川滇菱形块体的西北边界;绝大多数中强地震震中位于地热中-高值区即地热的横向梯度带上,德钦-中甸-稻城一带地热横向梯度变化较大且历史上强震稀少,未来的地震危险性值得关注。

边底水稠油油藏营13断块开发技术与应用

东辛油田营13断块为具有边底水的复杂断块岩性-构造普通稠油油藏,由于生产压差较大、含水较高,直井冷采产能低。通过技术论证,决定改善该区块的开发方式,在构造高部位优化部署四口水平井进行热采,并对配套技术进行了优化,形成了HDNS技术,即水平井技术、油溶性降粘剂、氮气泡沫、蒸汽吞吐的组合。应用新技术后营13断块取得了很好的开发效果。

滇西北裂陷区地热及构造活动特征研究

本文利用硅-焓模型估算了滇西北裂陷区58个地热温泉的热储温度,获得了以热储温度空间分布表达的浅层地热场。并在洱源、漾濞、宾川一带发现了一个热储温度高于200℃的地热异常区;近年来的中强以上地震(M≥5.0,1970~2017)的震中大多位于地热高值区向低值区过渡的地热梯度带上。结合地壳深部结构和地质构造资料,认为滇西北裂陷区的地热和地震不仅仅是断层活动的结果,而且还与区域动力学过程和地壳深部的物质特性有关,尤其是深部热物质(岩浆或流体)活动。

四川盆地大地热流特征及热储系统类型

四川盆地地热资源类型多、储量大,可利用总量位居全国第3位,具备地热资源开发利用的基础。为进一步明确盆地的热体制对区域地热能资源评估的作用,根据四川盆地内钻井的基本地热参数与盆地构造演化过程,系统研究了盆地热流分布及主控因素、热储系统类型以及有利地热资源分布。研究结果表明:①四川盆地沉积地层的热结构分为3种,分别为受控于基底热流背景与裂陷槽岩石热导率差异的加里东阶段热结构;受控于峨眉大火成岩省玄武岩喷发及盆地拉张作用的海西阶段热结构;受盆缘强烈造山运动形成的中新生代热结构。②提出了震旦纪—早寒武世与晚二叠世—中三叠世封闭型层控热储系统与开放型断褶热储系统2类、3种热储系统类型。③明确了断裂带深循环地热资源、强构造背景下的异常高温地热资源与早期深埋地热资源3类有利地热资源类型及其优势分布区。结论认为,四川盆地地热资源勘探开发潜力巨大,取得的认识对四川盆地地热资源的勘查与评价具有重要的促进和推动作用。

曲靖盆地三宝地热水形成机制及可持续利用

三宝地热水受热储层位Z2dn及桥头断裂、堡子上断裂的共同控制,并在盆地西南部良好的地下水补给条件下形成。利用渗入系数对地热水资源量进行估算,得出三宝地热水资源量有限的结论,为当地政府提出限量开采地热水和加强相关研究的建议。

综合物探方法在西安东郊地热勘测中的应用

西安东郊灞河谷地处于骊山断隆西南斜坡上。利用ＭＴ、地震测深及重力测量结果综合解释了测区新生界的厚度，推断了隐伏断裂的性状及切割深度，选择了拟建地热井的新生界热储，并经钻探验证，取得了良好的地质效果。

广东三坑地热田形成条件及开发潜力分析

广东三坑地热田位于吴川—四会深大断裂带的东北侧 ,三坑向斜岩溶盆地内。地下热水主要赋存于 NE与 NW向断裂构造及其交汇部位的岩溶裂隙发育带中。根据地热地质条件及水热对流系统分析 ,地下热水是在水热对流系统中由深循环高温构造裂隙水与浅循环常温岩溶水混合而成。三坑地热田热水资源具有水温适中、水量丰富、水质良好、动态稳定等特点 。

四川江油市马头山地区三叠系碳酸盐岩地热资源特征

马头山地区三叠系中统碳酸盐岩含水岩组主要为雷口坡组和嘉陵江组两个主要含水层位,岩性为浅灰—浅灰褐色细粉晶灰岩和深灰色块状云岩。上部热储盖层为侏罗系和三叠系上统致密、厚度巨大的碎屑岩,热储层为三叠系中统碳酸盐岩地层,热储下部隔水岩层为三叠系下统飞仙关组暗紫色含粉砂质钙质泥岩,三叠系碳酸盐岩地下水受香水逆断层影响,无法接受大气降水或地表水的补给,由地表大气降水形成的现代渗入成因水无法越过山前阻水断裂,与盆地地下水失去水力联系,研究表明该地区三叠系碳酸盐岩渗入成因水水压力系统与沉积成因水压力系统呈现出"互不相干的状态",地下水处于封闭、阻止的弱氧化—还原环境,不具备深循环地下水的补、径、排条件。本研究为合理开发该区域深层地热水资源、减少开发利用风险提供了理论依据,对相关区域地热资源开发具有重要理论价值和指导意义。

浅析渭河断陷地下热水赋存的地质构造背景

渭河断陷赋存丰富的地下热水资源．本文叙述了该区地热分布特征，阐明了区内地质构造、深部地质条件对地下热水赋存和水温、水量变化的控制作用，兼论了西安城郊区及地热赋存的地质构造背景．对指导当前和今后这一地区地热资源的开发利用和管理工作有重要意义。

安徽滁河断裂带温泉水地球化学特征及其形成机理

滁河断裂带上发育了多个与构造活动有关的温泉,除南端的半汤温泉外,其余温泉大多热能利用不甚理想,给当地相关产业的发展带来了影响,因此有必要选取滁河断裂带上的典型温泉,从水化学特征及其形成机理上进行研究,以期为后续温泉群地热资源的合理利用及勘查方法的选择提供科学依据。据此,以滁河断裂带半汤、昭关和香泉的温泉为研究对象,分别采集了温泉水、冷井水、地表水样品,总计9个样品,完成了样品中阴阳离子、常量和微量元素25个指标的组分测试,开展了样品的氢氧同位素数值测定。通过25个指标实测数据的分析,以及氢氧同位素示踪地热水来源及受控因素研究,结果表明:3个地区的温泉水都偏向于CaSO_(4)型,均与地下水和围岩发生相互作用密切相关;半汤和昭关地区各自的温泉水、冷井水及地表水具有同源特征,地热水主要由当地降水、地表水进行直接补给,香泉地区温泉水、地表水和冷井水同源特征较弱,地下冷水径流与地热水来源不同,需要在温泉主控因素判断中引起注意;研究区玉髓温标的计算结果与采出地表热水温度接近,而石英温标的计算结果与深部的热储温度相近。研究结果初步揭示了滁河断裂带温泉水的地球化学特征,温泉水的补给关系及水岩相互作用状况,提出了该区有效的地球化学温标,有助于加深滁河断裂带温泉机理及调控因素的认识,在后续温泉功能提升和地热资源开发利用方面具有实际应用价值和研究方法示范。