Mapping of Hydrothermal Minerals Related to Geothermal Activities Using Remote Sensing and GIS: Case Study of Paka Volcano in Kenyan Rift Valley

Remote sensing investigations combined with Geographical investigation systems (GIS) provide a rapid and cost-effective method for prospecting hydrothermal and geothermal systems. Most geothermal systems in Kenya are found in remote areas where accessibility is difficult. This study was carried out on Paka volcano which is located in the Kenyan rift valley. The aim of the study was to use remote sensing and GIS to investigate hydrothermal minerals and structures associated with geothermal activities. The study involves use of Landsat TM image classification using ENVI 5.1 and ArcGIS. Lineament extraction was done using PCI geomatics 2015 while Rose diagrams were generated using Rockworks 16. The research has shown that lithological, hydrothermal mineralization and structural maps can be generated form Landsat TM images using remote sensing and GIS. It has been shown that faults trend in the Northeast, North and Northwest direction. Hydrothermal minerals that are rich in iron and clays occur on Paka volcano mountain and its neighbouring areas.

松辽盆地北部地热资源分布特征及开发对策

松辽盆地是中国陆上面积最大、地温梯度最高的热盆,蕴藏丰富的地热资源。针对地热资源规模及有利区不落实,地热开发利用起步晚,相关核心关键技术、工程配套等不成熟,难以指导地热资源效益开发等问题,从地温梯度、岩石热导率及大地热流研究入手,重点剖析了松辽盆地北部地热资源赋存特征,依据其分布特征,探讨地热资源开发对策,建立配套开发和综合利用技术。结果表明:松辽盆地北部具有高温热盆特点;地热资源主要为水热型和岩热型2类,中浅层水热型砂岩地热水北好南差,滨北林甸、黑鱼泡等地水层厚度高达200 m,孔隙度普遍大于20%,是最有利的地热水发育区;深层岩热型地热资源厚度大、温度高,资源规模大,是油区生产用能替代的主要资源;分类型建设地热开发试验区,攻关地热开发技术瓶颈,加大对地热供暖项目的政策支持,促进地热技术研发,为地热能效益开发提供保障。研究成果为松辽盆地北部地热资源先导试验区优选及开发方案设计提供了理论依据。

中国油田地热开发利用现状与发展方向

基于中国地热发展现状、地热资源赋存和分布特点、不同地热开发方式对比,分析了油田地热资源开发利用潜力,并探讨了中国地热产业,尤其是油田地热未来的发展方向。研究结果表明:(1)中国的地热资源较为丰富,以中低温地热资源为主。浅层地热资源分布全国;中低温地热资源分布于沉积盆地、东南沿海和隆起山区,在不同深度形成了大面积分布的含地热水的热储层,为水热型地热资源;高温地热资源集中分布在西藏南部、四川西部、云南西部和台湾地区。中国浅层地热能资源(浅于200 m)年可开采量折合7×10^(8)t标准煤。(2)由于浅层地热能开发利用的环境与效率问题、深井直接换热的效率问题,以及干热岩开发利用的技术瓶颈问题,中深层水热型地热资源将是当今中国地热资源开发利用最主要和最现实的领域。(3)油田地热开发中形成了地热资源勘查与评价、砂岩地层回灌、废弃井改造为地热井、高温钻完井等一批关键技术,均在大型地热开发项目中得到成功应用。油田拥有丰富的采出水资源,可以直接利用,大量的废弃井或低效油井可以通过工艺改造为地热井进行地热资源开发,从而降低地热开发成本,提高地热项目的经济性。(4)油田地热除用于油田生产用能替代和清洁供暖外,中低温地热发电、氦气等伴生资源的开发、废弃油气藏储热和CO_(2)封存等领域的发展潜力巨大,地热综合开发利用是油田地热未来发展的主要方向。

考虑渗流影响的水热型地热田地温预测

依托浅层地温、岩土热物性等数据,建立基于一维稳态热传导的地温预测模型.通过TOUGH2数值模拟,研究渗流速度、渗流层厚度、地下水与流经区域的温差对模型地温预测结果的影响规律,并建立渗流层等效热导率与各影响因子的回归关系.以厦门后埔地热田作为试验场地,验证地温预测模型的预测能力.结果表明:3种影响因子与模型预测误差呈强相关关系,其中温差起主导作用;应用渗流层等效热导率可使地温预测模型误差明显减小;后埔地热田20 m深度预测地温与实测地温平均相对误差为4.2%,有渗流影响的点位平均相对误差为5.2%,相较于2 m深度地温和浅层热流密度,恒温层以下的预测地温更能反映地热异常的实际情况.

江西省地热资源赋存特征及潜力评价

【研究目的】江西省地热资源丰富,具有较好的地热资源开发利用潜力。【研究方法】本文介绍了江西省地热资源分布特征、地热成因类型、地热水化学特征,并评估了各设区市的地热资源潜力。【研究结果】江西省地热资源主要可分为隆起山地循环对流型和沉积盆地型两种类型,其中隆起山地循环对流型占95%以上。隆起山地循环对流型地热系统主要分布在九连山、武功山、九岭山和罗霄山脉一带,主要受控于周围的断裂构造尤其是深大断裂构造,通常出露在两大断裂交汇的位置。【结论】江西省地热资源分布基本与地温梯度、大地热流和深部温度格局特征相吻合,地热流体水化学类型以HCO_(3)-Na型为主,矿物度较低,以淡水为主,地热流体主要来源于大气降水。地热资源潜力评价结果显示赣州和宜春地热资源最为丰富,地热资源量均超过45000×10^(10)kJ。

基于层次分析法的地热资源评价体系研究——以河北省曹妃甸地区中深层水热型砂岩储层为例

为定量评价目标区域中深层水热型地热资源品质,以沉积盆地内中深层水热型地热资源为研究对象,以地热资源品质评价为主要内容,深入分析地热地质条件、地热资源量和地热流体质量3个部分。选择对地热资源影响较大的16项指标,使用层次分析法对每项指标进行权重赋值,将中深层水热型地热资源划分为三级7类。Ⅰ级区域为资源优势区,可进行高效开发;Ⅱ级区域为资源富集区,满足工业开发要求;Ⅲ级区域为资源不富集区,最终形成一套可量化评价的资源评价体系,为地热资源是否可进行利用提供数据分析结论。通过河北省唐山市曹妃甸区地热供暖项目的实际应用效果作为案例,验证了评价体系的针对性、实用性。

京津合作示范区地热资源评价与综合利用分析

本文通过分析京津合作示范区的地质构造及地热地质条件,结合用地规划和地热资源规划,分别对该区浅层地热能、馆陶组热储、雾迷山组热储和深孔换热的开发潜力、经济性、适宜开采程度进行分析,提出了各类地热资源开发利用保护对策,以期实现资源的综合利用。分析认为区内浅层地热能资源潜力大,馆陶组和雾迷山组热储层可采资源量丰富,在研究区西北部施工深孔换热井具有较高经济性。

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.

杭嘉湖平原水热型地热资源综合评价与开发利用建议

通过对杭嘉湖地区水热型地热资源进行综合评价可知,该区地热储量为439.18×10^(14)kJ,地热流体储存量为212.22×10^(8)m^(3),地热流体可开采量为16864.8×10^(4)m^(3)/a,地热流体可开采热量为2366.88×10^(10)kJ/a,可用于旅游疗养、地热供暖、水产养殖等方向.建议地热资源的开发利用应开采与保护并重,做到科学规划、合理开发、绿色可持续发展.除用于旅游疗养外,该区地热资源可结合入特色农业、地质文化村等建设中,形成梯级综合利用模式;可结合区内丰富的浅层地热能资源,形成深浅结合的利用模式;还可结合热泵技术、太阳能技术、空气能技术等清洁能源技术,形成“地热+”复合开发模式.

广东龙门永汉地区水热型地热资源及其开发利用与保护

广东龙门永汉地区地热资源储量丰富,对该地区水热型地热资源的赋存特征及开发利用与保护进行研究,对更好开发利用其地热资源具有重要意义。本文通过地热地质调查、钻探工程及降压试验等方法,对该地区地热田的地热地质条件进行了分析,评价了地热流体质量并计算了地热资源量。研究表明,较高的区域背景热流和高生热率的花岗岩体是永汉地区热储的良好热源,大气降水沿断裂带向深部渗透,经深部循环,接受热量加热形成热水后以沿升流通道向上运移形成水热对流系统,并在有利的地段聚集形成地热田。地热资源量4225.93×10^(12)kJ,地热流体可开采量13980 m^(3)/d,加权平均水温57.8~72.4℃。地热流体体质量较好,主要为HCO_(3)-Na型中性低矿化度的淡温热水,其开发利用方向为理疗洗浴、采暖、农林渔业等,可进行梯级开发利用。研究成果可为永汉地区水热型地热资源的开发利用与保护提供依据。

中国地热资源潜力评价

中国地热资源分布广泛,资源种类繁多,分布具有明显的规律性和地带性。针对中国不同类型的地热资源,采用不同的评价方法分别对浅层地热能、水热型地热资源和干热岩资源进行了潜力评估,并对地热资源的开发利用现状及地热资源开发利用的经济环境效益进行了分析。我国地热资源量相对较为丰富,出露温泉2 334处,地热开采井5 818眼。水热型地热资源量折合标准煤12 500亿吨,每年可开采量折合标准煤18.65亿吨;336个地级以上城市浅层地热能资源每年可开采量折合标准煤7亿吨;干热岩远景资源量折合标准煤856万亿吨。目前我国地热资源每年利用量折合标准煤0.21亿吨,其中水热型地热资源开采率仅为0.2%,浅层地热能开采率仅为2.3%,地热资源开发利用潜力巨大。在现有技术条件下科学开发利用地热资源,每年可节煤10亿吨,其中336个地级以上城市浅层地热能资源高效利用每年可节煤2.5亿吨;地下热水资源高效利用每年可节煤7.5亿吨,地热资源节能减排效果显著,能有效缓解雾霾。

中国地热资源现状及发展趋势

中国地热资源禀赋良好,分布广泛且具有明显的规律性和地带性。本文系统总结了国内取得的地热资源勘查开发成果:浅层地热能资源在全国范围内普遍分布,我国336个地级以上城市规划区范围内浅层地热能资源年可开采量折合标准煤7亿吨;水热型地热资源年可开采量折合标准煤19亿吨;干热岩远景资源量折合标准煤856万亿吨。阐明了有代表性的水热型地热资源成因机制和干热岩资源成藏模式。地热开发利用技术发展迅速,浅层地热能和水热型地热资源利用量逐年攀升,但在地热资源成藏模式研究、勘查开发及管理利用等方面仍有亟须突破的技术瓶颈和需要改进的环节。文章分析了存在问题并提出了我国地热发展战略路线,下一步应加强热源机理与控热构造研究,推进地热探测技术和开发利用示范,开展重点地区浅层地热能、水热型地热资源勘查评价,完善干热岩勘查开发技术体系,推动地热产业健康有序发展。

新时代地热资源勘查开发问题研究

地热清洁能源的开发利用不仅可以实现节能减排、优化能源结构,而且还可带动相关设备制造、城镇清洁供暖、温泉小镇建设、特色生态农业、理疗休闲度假、旅游等相关产业。国家《地热能开发利用"十三五"规划》的发布,以及治理大气污染的现实需要,地热资源开发利用必将迎来一个快速发展期。因此,实现可持续、科学、合理规划利用是一个新的课题。本文从地热资源管理、开发利用、工程和地热温泉文化建设方面对相关问题进行了研究与思考。建议加强政策引导,规划统一管理,加强监管,并重视宣传和科普,主动作为,以提升新时代地质工作的服务能力和作用地位。技术方面,应加大深井换热系统的技术研究;在地层条件允许情况下优先选择空气钻井(孔)和泵吸反循环钻井工艺;开展高强度、耐腐蚀、导热性好的新型成井管材的研发。

青岛即墨温泉盆地热水沉积指示物及其标识性意义

经野外取样和XRD测试技术,在即墨温泉盆地发现硅质沉淀物、盐华、石膏、自然硫等温泉热水沉积指示物。根据热水沉积指示物的空间分布和含量的变化,阐述温泉热水沉积指示物的标识性意义:(1)热水沉积指示物是划分第四纪沉积物层系的依据;(2)是温泉地下热储温度的指示剂;(3)依据热水沉积指示物百分含量的空间变化,可圈定温泉地热中心,指导地热资源开发;(4)是寻找地下盲温泉和古地热水活动的标志;(5)温泉热水沉积模式对现代海底热水沉积作用、成矿作用环境的模拟研究具有重要参考作用。

深部超临界地热资源研究进展及开发前景展望

较之于传统的地热资源,超临界地热资源具有更大的开发潜力,但目前对于后者的研究尚处于初步探索阶段,在理论研究和技术实践上均面临着诸多挑战。为了实现我国的节能减排目标并为能源结构调整做出贡献,系统回顾了国际超临界地热资源钻探工程及测试过程,归纳总结了其在钻井、完井技术方面的经验和教训;进而结合国际上超临界地热资源室内实验、场地试验及数值模拟方面的研究成果和最新动态,指出了超临界地热资源开发所面临的挑战、潜在的解决方法、未来的研究方向和技术开发重点。研究结果表明:①在理论研究方面,需要弄清亚临界—超临界流体的多相流动特征、超临界水的化学特性及水岩作用机理、高温条件下岩体力学的弹塑性及其变化等重要问题;②在工程实践方面,如钻完井和测井技术在极高温和酸性流体条件下的应用、超临界条件下多场耦合模拟的程序开发工作等均面临重大挑战;③需要进行水、盐、酸性气体等多组分的超临界状态方程的理论研究,并开发相应的状态方程模块;④在场地示范工程方面,需要加强地热资源评估与勘探方法、高温钻井与测井技术、储层建造技术、地表系统等研究;⑤需要研发和提升高温超高温钻井、完井技术,研发环保及可降解钻井液等。结论认为,不久的将来,随着科技的进步,将有可能实现对超临界地热资源的商业化开发。

云南地热资源及其开发前景

云南地热异常多且显著。滇西高温水热活动区是藏滇水热带的南延,滇东断陷盆地中低温水热活动区的形成得益于独特的地质结构,滇西、滇南花岗岩地热系统则主要吸收地层中K40同位素放射热而成。开发前景极为广阔。

东丽湖地热钻探CGSD-01井钻完井技术

CGSD-01井是由中国地质调查局组织实施的一口水热型地热资源调查井。该井完井深度4051.68 m,终孔直径216 mm。施工过程中遇到大直径套管下入安全系数不足、地层漏失、复杂地层岩心采取率低等问题。文章介绍了该井的井身结构设计、钻完井工艺技术。通过采用浮力法下管,多工艺堵漏,改进复杂地层取心工艺等措施解决了施工过程中的复杂问题,总结了该地区深部地热钻探钻井工艺并提出了完井建议。

全国地热资源调查评价与勘查示范工程进展

地热作为一种清洁能源,在我国经济发展与能源转型过程中正发挥着越来越重要的作用。"全国地热资源调查评价与勘查示范工程"自实施以来,主要开展了京津冀地区地热资源评价以及东南沿海和青藏高原东部干热岩的勘查等工作。这些工作的开展在获得一系列科研突破成果的同时,也解决了大量地热开发的工程问题,积累了大量成果和经验。该文对工程取得的进展及成果进行了总结,对工作开展中出现的问题进行了探讨,可用于指导我国地热资源勘查开发工作。

大地电磁测深在安徽某工区地热勘查中的应用研究

大地电磁测深因成本低、勘探深度大而获得地球物理工作者的青睐,同时其不受高阻层屏蔽并对高阻层下的低阻层有较好的反映,这些优势使得MT在地热资源探测的应用中变得越来越重要。本文通过对测区的5条MT剖面资料的精细反演并结合该地区的地质及重磁资料对处于火成岩背景条件下的水热型地热资源进行勘查。以岩石物性为基础,通过地质资料分析和MT层状介质连续反演、重力-电法综合解释进一步了解该地区地质特征,结合该地区已有的地热资源和MT资料研究成果对有利勘探区进行评价。

山东省水热型地热资源及其开发利用前景

山东省地热资源分布广泛,资源储量丰富。从山东省大地构造特征和大地热流值分布规律入手,根据地热传导理论,对山东省水热型地热资源的分布规律和资源量进行了研究。研究表明,山东省地热资源的分布受区域地质构造严格控制,根据地热成因可分为隆起山地板内深循环对流型和沉积断陷盆地传导型。结合地热成因和热储类型,进一步将全省分为4个地热资源区:I—鲁东地热区;II—沂沭断裂带地热区;III—鲁西隆起地热区;IV—鲁西北地热区。山东省地热资源量折合标准煤为143.73"109t,不考虑回灌条件,现状地热开发利用量不足已查明可采量的3%,具有较大开采潜力。根据地热资源分布特征合理有效地开发利用地热资源,是山东省压减化石能源消费、推动能源结构优化、改善大气环境质量的有效途径。