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中深层地热供暖系统运行策略模拟研究
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作者 赵永哲 赵宝锋 +3 位作者 胡振阳 苟立 杜丁山 刘成路 《煤田地质与勘探》 北大核心 2025年第4期203-212,共10页
【背景】积极利用中深层地热能供暖是实现碳达峰碳中和目标的重要举措。中深层地热供暖系统运行策略的优劣直接影响供暖效果,并对地热供暖系统运行能耗产生重要影响,在利用地热能的同时要避免造成资源的浪费。【方法】依托陕西关中盆地... 【背景】积极利用中深层地热能供暖是实现碳达峰碳中和目标的重要举措。中深层地热供暖系统运行策略的优劣直接影响供暖效果,并对地热供暖系统运行能耗产生重要影响,在利用地热能的同时要避免造成资源的浪费。【方法】依托陕西关中盆地某中深层地热能实际供暖工程,基于TRNSYS瞬态模拟软件建立动态仿真模型,模拟5种运行策略的供暖效果及系统运行能耗,并对温度数据、能耗表现、运行机理进行系统性分析。【结果和结论】结果表明:(1)在供暖季初期及末期采用地热井直接换热供暖模式下的运行策略供暖效果最佳,用户侧房间温度最高32℃,COP峰值可达19;采用地热井加热泵机组梯级利用的供暖运行策略适用于供暖季中期地埋管出水温度逐渐下降时,在短期内可将用户侧房间温度保持在30℃左右,COP值最高为12.75、最低为9.06。(2)单井连续供暖运行后期可采用以热泵机组供热为主的运行策略,短期内可将用户侧房间温度保持在20~28℃,COP值最高为6.99、最低为5.22。(3)此外,在不同应用场景下需根据地埋管出水温度及用户侧房间温度对运行策略进行调整,从综合能耗表现可得出应优先采用地热井直接换热供暖的运行策略,尽量减少热泵机组开启次数及时间。(4)梯级利用应优先开启一台热泵机组、尽量减少热泵机组开启台数。对于单口井供暖的运行策略,在供暖季中后期依赖热泵机组会导致系统能耗增加,条件允许应尽量采取多井间歇运行。研究成果可应用于中深层地热同轴套管式地埋管换热系统运行策略的调整优化,同时可为运行策略的设计提供借鉴。 展开更多
关键词 地热能开发利用 中深层套管式地埋管 TRNSYS模拟 运行策略 梯级利用
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中深层地热资源勘探开发技术与典型应用 被引量:3
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作者 孙焕泉 高楠安 +5 位作者 吴陈冰洁 国殿斌 方吉超 赵磊 刘健 周总瑛 《地学前缘》 北大核心 2025年第2期230-241,共12页
在全球能源结构转型和清洁能源需求不断增长的背景下,中深层地热资源作为一种现实的本土、稳定可再生能源,正受到国际社会的极大关注。中国的地热资源分布呈现出明显的地域性特征,东部和西南部地区具有较高的地热资源开发潜力。中深层... 在全球能源结构转型和清洁能源需求不断增长的背景下,中深层地热资源作为一种现实的本土、稳定可再生能源,正受到国际社会的极大关注。中国的地热资源分布呈现出明显的地域性特征,东部和西南部地区具有较高的地热资源开发潜力。中深层地热资源的理论能量储量相当于12500亿吨标准煤。目前,我国已经建立了一套相对成熟的中深层地热资源勘探开发技术体系,覆盖了从全面勘探到高效开发的各个环节,极大提升了资源的勘探精确度和开发效率。在地热勘探评价技术中,地热系统要素综合分析技术揭示地热资源富集规律和形成机制,地球物理综合探测技术重点聚焦刻画断裂构造样式和含水热储展布,地热资源选区评价技术逐级聚焦圈定有利开发目标区,这一系列技术有效应用于华北地区地热勘探工作,部署的勘探井成功率超过80%;地热高效开发技术中,地热田多场耦合模拟技术指导优化开发参数,在满足生产需要的同时防止热突破;地热能开发钻完井技术因地制宜完善井身结构、钻完井工艺,保证地热井安全高效的施工;地热水自然回灌技术和取热不耗水技术在开发过程中有效保护地下热储和维持水层压力,保障地热能的可持续开发。在我国众多中深层地热资源规模开发实践中,渤海湾盆地的雄安地区和关中盆地的咸阳地区分别是盆地内碳酸盐岩热储和砂岩热储开发的典型代表。针对两个地区不同的地热地质条件,运用地质建模和数值模拟技术,提出了井网布局和开发参数优化方法,确保地热项目的长期稳定运行,为具有类似地质条件地区地热资源的高效、环保和可持续开发提供了参考借鉴。 展开更多
关键词 中深层地热资源 勘探开发技术 地热系统要素 可持续开发
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天津市深部地热资源水文地球化学特征及循环模式
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作者 张秋霞 刘东林 +3 位作者 岳冬冬 杨骊 冯昭龙 李胜涛 《中国岩溶》 北大核心 2025年第3期445-461,共17页
文章通过水化学和同位素分析,研究天津市深部热储地热流体水化学特征、水岩相互作用及其形成的水文地球化学过程,以揭示深部地热过程和循环机理,定量评价研究区热储温度、冷水混合比例以及地热流体最大循环深度等,建立天津市深部地热流... 文章通过水化学和同位素分析,研究天津市深部热储地热流体水化学特征、水岩相互作用及其形成的水文地球化学过程,以揭示深部地热过程和循环机理,定量评价研究区热储温度、冷水混合比例以及地热流体最大循环深度等,建立天津市深部地热流体循环概念模型。结果表明:(1)天津市地热流体主要来自北部蓟县山区大气降水入渗补给,补给高程443.34~722.7m;(2)大气降水经由入渗作用及周边深大断裂带,进入南部平原区封闭、半封闭的热储层,在径流过程中与围岩发生充分的溶滤、吸附、碳酸盐再沉淀、阳离子交换、脱碳酸等多重作用,同时地热流体发生冷水混入现象,地热流体初始温度为94.54~160.90℃,最大循环深度达2383.29~4279.29 m,冷水混合比例介于0.01~0.77之间,混合后热储温度67.06~121.38℃,热循环深度为1828.27~3150.24m,最终形成了现今高钠离子、高氯离子、高溶解性总固体(TDS)的地热资源特征。 展开更多
关键词 天津市 深部地热 水文地球化学 热储温度 硅-焓混合模型 循环模式
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海南岛隆起山地型地热资源地质条件及潜力
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作者 雷栋 潘良云 +7 位作者 陈强 孙福利 王丽莎 周博 姚艳华 陈元春 曹海丽 尹超 《地质通报》 北大核心 2025年第1期77-90,共14页
【研究目的】海南岛隆起山地型地热资源十分丰富,发现了46个地热田、温泉。研究其分布的地质背景、地热地质特征和地质成因及资源潜力,对地热资源赋存规律认识和勘探、开发利用具有重要意义。【研究方法】综合区域地质调查、地球物理、... 【研究目的】海南岛隆起山地型地热资源十分丰富,发现了46个地热田、温泉。研究其分布的地质背景、地热地质特征和地质成因及资源潜力,对地热资源赋存规律认识和勘探、开发利用具有重要意义。【研究方法】综合区域地质调查、地球物理、水文地质、地热田(温泉)勘查等资料,开展海南岛隆起山地型地热资源地热地质综合研究,系统分析地热地质要素,明确地热地质特征和成因地质模式及资源潜力,指出地热资源勘探开发有利区。【研究结果】海南岛中南部隆起山地型地热田(温泉)主要赋存于东西向和北东向深大断裂附近或断裂交会部位,处于大地热流值高值区和恒温层高异常区,受断裂破碎的中生代花岗岩是最主要的热储;地热田(温泉)地下水补给均为大气降水,沿控热断裂与深部大地热流对流,在深循环过程中吸热逐渐形成地热流体,于断裂破碎带热储中富集为热矿水体,在盖层薄弱处排泄出地表则形成热水泉;海南岛隆起山地型地热资源总的可采热水量约8.1×10^(4)m^(3)/d,可采资源量26.17×10^(8)kcal/d,折合126.81 MW,相当于标煤373.83 t/d,按地热资源温度和规模分类,分别划分为中温、低温2类和中、小型2类地热资源。【结论】海南岛东南部和西北部深大断裂附近或交会部位、大地热流高值区、中生代花岗岩侵入体出露(或隐伏)区、具有高的地面水温的地区是隆起山地型地热资源勘探开发的有利区。 展开更多
关键词 隆起山地型地热资源 地热地质特征 深大断裂 断裂破碎带热储 资源潜力 海南岛
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中深层水热型地热资源集群式开发井位部署参数研究与应用——以HTC地热田为例 被引量:1
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作者 盖长城 赵忠新 +2 位作者 任路 颜艺灿 侯本峰 《油气藏评价与开发》 CSCD 北大核心 2024年第4期638-646,共9页
在中国“双碳”战略背景下,清洁能源的高效开发利用逐渐成为各行业关注的焦点,而中深层水热型地热资源是一种储量丰富、运行稳定、绿色环保的清洁能源。近年来,随着地热资源开发利用程度逐渐增加,开发模式逐渐向集群式发展,相比以往的... 在中国“双碳”战略背景下,清洁能源的高效开发利用逐渐成为各行业关注的焦点,而中深层水热型地热资源是一种储量丰富、运行稳定、绿色环保的清洁能源。近年来,随着地热资源开发利用程度逐渐增加,开发模式逐渐向集群式发展,相比以往的分布式开发模式,集群式开发具有经济、稳定、抗风险能力高、改扩建能力强等优点。但开发模式、采灌井网、采灌井距等关键参数仍在探索阶段,这些参数对集群式开发影响明显,亟须对此开展机理研究、优化关键参数。以HTC地热田作为研究对象,利用数值模拟技术,耦合地下温度场、压力场、水流场建立数学模型,分析不同开发模式、采灌井网、采灌井距条件下地下温度场、压力场、水流场变化规律,确定最优参数,指导矿场生产。实践证实,该方法可有效保障地热开发项目稳定运行,实现地热开发项目经济效益最优化。 展开更多
关键词 中深层水热型地热资源 集群式开发 数值模拟 开发模式优化 井网优化 井距优化
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深层地热热储改造技术进展与发展建议 被引量:2
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作者 陈作 赵乐坤 +1 位作者 卫然 刘星 《石油钻探技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期10-15,共6页
我国深层地热资源量非常丰富,但因具有温度高、硬度高、应力高、施工压力高等“四高”特征,通过热储改造经济利用其热能难度极大,大量深层高温沉积岩及干热岩等深层地热资源因技术与经济原因尚未得到规模动用。总结分析了当前国内外深... 我国深层地热资源量非常丰富,但因具有温度高、硬度高、应力高、施工压力高等“四高”特征,通过热储改造经济利用其热能难度极大,大量深层高温沉积岩及干热岩等深层地热资源因技术与经济原因尚未得到规模动用。总结分析了当前国内外深层地热热储改造技术的最新进展,认识到传统的直井或斜井注采模式及笼统的压裂改造方法难以满足深层地热效益开发需求。为此,提出了大力发展“直井+水平井”或“水平井+水平井”联合注采井网+分段压裂技术及配套的耐高温工具、材料与裂缝系统定量表征技术等建议,可为加速我国能源转型与早日实现“双碳”目标提供参考。 展开更多
关键词 深层地热 联合注采井网 热储改造 复杂裂缝系统 换热
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河南省濮阳市中深层地热地质特征、资源储量及开发利用适宜性评价
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作者 李亚辉 宋仲科 +2 位作者 张艳林 郑琳 徐影 《中国矿业》 北大核心 2024年第S01期484-491,共8页
濮阳市中深层地热资源丰富,但地热资源综合利用程度和综合经济效益有待进一步提升。通过收集和分析濮阳市已有76个中深层地热孔钻探资料和近年的勘查研究成果,对研究区地层分布、地质构造、水文地质条件、热储特征等进行分析,采用体积... 濮阳市中深层地热资源丰富,但地热资源综合利用程度和综合经济效益有待进一步提升。通过收集和分析濮阳市已有76个中深层地热孔钻探资料和近年的勘查研究成果,对研究区地层分布、地质构造、水文地质条件、热储特征等进行分析,采用体积法对研究区中深层地热资源进行定量计算,并开展地热资源开发利用有利区评价。研究结果表明,濮阳市适宜开发利用的热储层主要是馆陶组砂岩热储层、奥陶系灰岩热储层,赋存其中的地热资源丰富,其中,馆陶组热储层地热资源总量为8.67×10^(10)GJ、可采资源量为2.17×10^(10)GJ,奥陶系热储层地热资源总量为9.68×10^(10)GJ、可采资源量为1.45×10^(10)GJ。研究评价结果为进一步摸清濮阳市中深层地热资源家底、科学编制地热资源开发利用规划、推动地热资源高效开发利用提供了一定的理论依据。 展开更多
关键词 濮阳市 中深层地热 地质特征 资源量 有利区评价
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深部矿产和地热资源共采战略研究 被引量:44
8
作者 蔡美峰 多吉 +7 位作者 陈湘生 毛景文 唐春安 刘志强 纪洪广 任奋华 郭奇峰 李鹏 《中国工程科学》 CSCD 北大核心 2021年第6期43-51,共9页
深部矿产和地热资源共采是实现深部采矿可持续发展的重要举措,也为深部高温岩层地热开采提供了全新技术手段。本文分析了深部矿产和地热资源共采的重要价值,梳理了国内外地热资源的开发利用现状,总结了我国在深部矿产和地热资源共采方... 深部矿产和地热资源共采是实现深部采矿可持续发展的重要举措,也为深部高温岩层地热开采提供了全新技术手段。本文分析了深部矿产和地热资源共采的重要价值,梳理了国内外地热资源的开发利用现状,总结了我国在深部矿产和地热资源共采方面的基础研究进展;在剖析深部矿产和地热资源共采面临的技术与管理挑战的基础上,论证形成了实施综合开发利用亟需的技术体系构成,涉及深部矿产资源与深部地热开发利用调查及前景研判、高温坚硬岩层地下巷道与硐室掘进及建造、深部矿产资源开采系统和地热开发系统“共建-共存-共用”的关键理论与技术体系、深部高温岩层地热能交换和输送理论与技术。研究提出了地质勘查、科技创新、扶持政策、顶层规划与科研示范基地等方面的发展建议,以期为我国矿业和地热产业可持续、高质量发展提供参考。 展开更多
关键词 深部矿产 地热资源 矿-热共采 高温岩层 地热能交换和输送
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深部水文地质研究的机遇与挑战 被引量:15
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作者 文冬光 宋健 +16 位作者 刁玉杰 张林友 张福存 张森琦 叶成明 朱庆俊 史彦新 金显鹏 贾小丰 李胜涛 刘东林 王新峰 杨骊 马鑫 吴海东 赵学亮 郝文杰 《地学前缘》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第3期11-24,共14页
经济社会快速发展需要更多的能源与资源保障,地球深部资源与能源极其丰富。“向地球深部进军”是经济社会发展需要与资源勘查开发技术、经济效益成本承受能力相匹配的必然发展趋势。随着“碳达峰、碳中和”战略目标的提出,绿色低碳高质... 经济社会快速发展需要更多的能源与资源保障,地球深部资源与能源极其丰富。“向地球深部进军”是经济社会发展需要与资源勘查开发技术、经济效益成本承受能力相匹配的必然发展趋势。随着“碳达峰、碳中和”战略目标的提出,绿色低碳高质量发展成为时代发展的主旋律。为满足能源、资源保障和生态环境保护等重大需求,加大清洁能源勘探开发力度、提高碳封存能力、强化地质储能研究等显得尤为重要。深部水文地质作用与此息息相关,亟待重视和加强研究。本文采用文献分析法,通过学科发展历程与热点焦点问题的综合对比研究,对深部地下水分布与循环理论研究、深部地下水地质作用下地热与锂资源成藏、深部地热-干热岩与页岩气等清洁能源开发、深部咸水层CO;地质封存、地质储能等方面涉及的深部水文地质研究现状和未来趋势进行了分析总结,认为深部水文地质在高温高压条件下地下水循环动力机制、物质能量转换过程、水岩相互作用、成热成藏机理和勘查监测技术精准度等方面尚需深入系统的研究,而储层非均质性刻画、热源机制、深部资源能源可持续开发技术、人工干预下深部资源环境演变特征、水力压裂诱发地震以及断层对流体触发的敏感性和触发过程演变等是未来应给予重点关注的关键性问题。 展开更多
关键词 深部水文地质 资源成藏与开发 地热 干热岩 深层地下水中锂 CO 地质封存 地质储能
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天津东丽湖深部岩溶热储探测与储层参数研究及其开发利用潜力分析 被引量:9
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作者 李胜涛 岳冬冬 +7 位作者 冯昭龙 宋健 刘东林 宋志彬 和国磊 龙慧 郝文杰 张秋霞 《中国地质》 CAS CSCD 北大核心 2022年第6期1732-1746,共15页
【研究目的】天津市地热资源储量丰富、开发利用程度高,蓟县系雾迷山组三、四段白云岩热储是目前的主力开采层位,随着开发强度不断增大,部分地区开采潜力已达极限。探测深部地热资源、增加可开采资源量,成为保障天津地区地热可持续开发... 【研究目的】天津市地热资源储量丰富、开发利用程度高,蓟县系雾迷山组三、四段白云岩热储是目前的主力开采层位,随着开发强度不断增大,部分地区开采潜力已达极限。探测深部地热资源、增加可开采资源量,成为保障天津地区地热可持续开发的有效途径之一。【研究方法】本次研究以东丽湖为重点研究区,开展深部热储地球物理探测,实施地热科学钻探CGSD-01井。【研究结果】主要结果包括:(1)CGSD-01井在3715 m钻遇雾迷山组二段,上覆雾迷山组三段底部发育一套紫红色泥质白云岩夹浅灰色细晶白云岩,厚度约73 m,裂隙不发育,具有隔水-弱透水性质;(2)CGSD-01井成井深度4051.68 m,孔底温度105℃,单位涌水量1.53 m^(3)/h·m,渗透系数0.40 m/d,导水系数48.69 m^(2)/d;(3)雾迷山组二段地热水类型为Cl·SO_(4)·HCO_(3)-Na型,矿化度1.7 g/L,初步推断地热水来源于大气降水,主要发生混合、阳离子交替吸附、碳酸盐岩溶解、硫酸盐还原等作用,且未达到平衡;(4)蓟县系雾迷山组二段单井最大涌水量可达130 m^(3)/h,出水温度100℃,单井可满足约30万m^(2)建筑物供暖需求。【结论】在天津地区深部热储第二空间首次探获高产能雾迷山组二段新储层,探明了热储结构和主要参数,显示出良好的资源前景。 展开更多
关键词 地热 碳酸盐岩热储 高产能地热井 热储参数 深部热储探测 地热地质调查工程 东丽湖 天津
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地热资源与地震活动共生深部驱动机制研究现状与展望 被引量:8
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作者 韩江涛 牛璞 +4 位作者 刘立家 吴懿豪 辛中华 李卓阳 贾晓东 《吉林大学学报(地球科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2023年第6期1950-1968,共19页
地球内部地质过程及其相互作用不仅控制了全球地质格局的形成演化,也控制着地热资源的形成和地震活动的发生。本文通过系统调研及归纳总结,系统讨论地热资源与地震活动的共生深部驱动机制。首先,总结了全球高温地热带及大型/超大型地震... 地球内部地质过程及其相互作用不仅控制了全球地质格局的形成演化,也控制着地热资源的形成和地震活动的发生。本文通过系统调研及归纳总结,系统讨论地热资源与地震活动的共生深部驱动机制。首先,总结了全球高温地热带及大型/超大型地震带的形成背景,大多数高温地热与大型地震在空间分布上具有重合性,形成于活跃的板块边缘,而板内常形成中—低温地热且周缘伴随地震活动;其次,总结了地热资源及地震活动共生的深部驱动要素,发现流体及断裂构造在热能和地震的释放中起着至关重要的作用,是地热资源与地震活动深部主要的控制要素;再次,总结了地热资源与地震活动深部地球物理探测成果,表明大地电磁等方法可揭示地热与地震形成的同源关系与因果关系,地热与地震源于深部物质与能量的交换;最后,对地热资源与地震活动的共生深部驱动机制研究方法及发展方向进行了展望。 展开更多
关键词 地热资源 地震活动 共生机制 深部控热要素 深部地球物理
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松辽盆地杜蒙地区地热田的形成及资源量 被引量:7
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作者 施龙 李自安 施尚明 《大庆石油地质与开发》 CAS CSCD 2004年第3期26-28,共3页
杜蒙地区在纵向上分别被嫩一、二段泥岩、青一段泥岩和泉一、二段泥岩所分隔,形成四套热储组合,即上部热储组合、中部热储组合、下部热储组合和深部热储组合。杜蒙地区影响地热资源形成的主要热源是地幔供热、岩浆体供热和放射性元素生... 杜蒙地区在纵向上分别被嫩一、二段泥岩、青一段泥岩和泉一、二段泥岩所分隔,形成四套热储组合,即上部热储组合、中部热储组合、下部热储组合和深部热储组合。杜蒙地区影响地热资源形成的主要热源是地幔供热、岩浆体供热和放射性元素生热。地热田形成于裂谷构造环境,断裂带及附近的储盖组合发育区是地热田形成的有利构造部位,深大断裂是深部热流向上部地层传送的良好通道及热田形成的主控因素。地热资源量模拟计算表明,杜蒙地区热储内总的地热水资源量为11 78×1010m3,扣除热储内不易开采的热水量,仍有8 7×1010m3的资源量。 展开更多
关键词 地热田 热源性质 裂谷环境 深大断裂 资源量计算 杜蒙地区
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我国深部矿井热环境调控研究近20 a进展及展望 被引量:32
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作者 王运敏 李刚 +3 位作者 徐宇 任甲泽 贾敏涛 周伟 《金属矿山》 CAS 北大核心 2023年第3期1-13,共13页
随着矿井开采水平向深部转移,高地温热害成为资源安全开采面临的重要难题。矿井通风与空气调节逐渐成为深部矿产资源开发的主要耗能形式,影响着矿井生产运营成本和资源开发的可持续性。概述了矿井通风传热理论发展脉络和矿井降温技术研... 随着矿井开采水平向深部转移,高地温热害成为资源安全开采面临的重要难题。矿井通风与空气调节逐渐成为深部矿产资源开发的主要耗能形式,影响着矿井生产运营成本和资源开发的可持续性。概述了矿井通风传热理论发展脉络和矿井降温技术研究现状,剖析了目前常用的降温技术特点,在此基础上展望了深部矿井热环境调控的未来重点发展方向。结果表明:机械制冷通风降温是目前主要的矿井热害治理方式,但存在成本高、维护困难、冷量利用率低、降温效果不理想等不足。为提高深部矿井热害治理效果,应秉持“节源开流”的新思路,在矿井开拓过程中实施主动降温措施,并采取多种方式进行联合降温。此外,可结合智能通风系统精准控温降低冷量消耗,采用循环通风降温技术提高冷量利用率,应用高性能降温防护服应对特殊高温场景。将传统矿井热害治理技术思路转变为地热资源利用理念,实现矿井热环境调控与地热资源开采协同,是高效解决深井降温和升级矿井能源结构体系的关键。 展开更多
关键词 深井热害 热害治理 巷道传热 机械制冷降温 主动式降温 智能通风系统 地热资源
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城市深层地热能可持续开采多场耦合效应数值模拟研究进展 被引量:12
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作者 赵志宏 刘桂宏 +1 位作者 王佳铖 徐浩然 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期1126-1138,共13页
我国中深层(200~3000 m)和深层(>3000 m)地热资源储量丰富,具有很大的开发空间,可持续开发利用地热资源将是碳达峰、碳中和目标如期实现的重要保障之一。然而,地热能开采过程涉及复杂的温度场、渗流场、应力场耦合效应。为此,总结了... 我国中深层(200~3000 m)和深层(>3000 m)地热资源储量丰富,具有很大的开发空间,可持续开发利用地热资源将是碳达峰、碳中和目标如期实现的重要保障之一。然而,地热能开采过程涉及复杂的温度场、渗流场、应力场耦合效应。为此,总结了笔者团队在水热型地热资源开发利用多场耦合效应数值模拟方面的研究成果,包括面向城市深层地热能可持续开采的资源量评价、采灌方案优化设计方法和在典型地热工程中的示范应用。从温度、水位、变形3个方面给出了深层地热能可持续开采的多指标评价体系,以及基于数值模型的可采地热能计算公式。基于深层地热井-储系统多场耦合数值模型给出了满足可持续开采标准的可采地热能评价方法,提出了开采井风险评价的“红绿灯系统”,并依托雄安新区容东安置区地热开发利用工程验证了资源评价方法的合理性。基于深层地热井-储系统多场耦合数值模型给出了满足可持续开采标准的采灌方案优化设计方法,采用Plackett-Burman设计构建了代理模型,通过多响应优化实现了参数的快速优化,并依托北京市城市副中心地热开发利用工程验证了采灌方案优化设计方法的合理性。为城市深层地热能可持续开采提供了理论与工具支撑,以促进城市深层地热能更大规模和更高质量的开发利用。 展开更多
关键词 深层地热 可持续开采 多场耦合 资源评价 优化设计
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地热场与深部铀矿的关系研究及应用 被引量:6
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作者 李庆阳 蔡惠蓉 陈彦 《中国地质》 CAS CSCD 北大核心 2010年第1期198-203,共6页
根据地热学原理,本文从放射性元素富集程度、铀矿石产热数值模拟和地热资料铀矿信息识别等方面较深入地研究了地热与深部铀矿的关系,采用热红外遥感资料在若尔盖地区进行试验。结果表明,深部铀矿与地热场的分布有密切关系,可利用地热资... 根据地热学原理,本文从放射性元素富集程度、铀矿石产热数值模拟和地热资料铀矿信息识别等方面较深入地研究了地热与深部铀矿的关系,采用热红外遥感资料在若尔盖地区进行试验。结果表明,深部铀矿与地热场的分布有密切关系,可利用地热资料指导深部铀矿勘查。 展开更多
关键词 地热 深部铀矿 模型
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兰西地区地热田的形成及地热资源潜力评价 被引量:2
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作者 汪佳 《大庆石油地质与开发》 CAS CSCD 北大核心 2015年第2期57-61,共5页
为综合分析兰西地区地热资源开发潜力,通过对地热场地质条件、热源及导热构造、热储和盖层发育特征等进行研究,明确了具有经济价值的地热储层特征,并计算了泉头组三、四段的地热地质资源量、地热水资源量及可开采资源量。结果表明:兰西... 为综合分析兰西地区地热资源开发潜力,通过对地热场地质条件、热源及导热构造、热储和盖层发育特征等进行研究,明确了具有经济价值的地热储层特征,并计算了泉头组三、四段的地热地质资源量、地热水资源量及可开采资源量。结果表明:兰西地区在纵向上发育上部、中部、下部、深部等4套热储组合,分别被嫩一段、嫩二段、青一段、泉一段、泉二段泥岩所分隔,具有地温梯度大、温度高、莫霍面浅等特点;花岗岩分布广泛,具有丰富的深部热源;基底断裂发育,断距较大,是热能和水的良好通道,有利于形成大面积地热田。 展开更多
关键词 兰西地区 地热资源 潜力评价 热储组合 深部热源 地热田
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全球干热岩资源开发诱发地震活动和灾害风险管控 被引量:22
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作者 尹欣欣 蒋长胜 +5 位作者 翟鸿宇 张延保 姜丛 来贵娟 祝爱玉 尹凤玲 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2021年第11期3817-3836,共20页
干热岩地热资源作为一种绿色可再生的新型能源,其开发利用已成为当前世界各国尤其是发达国家能源战略的重要组成部分.但由于干热岩位于地壳浅部3~10 km,在采用增强型地热系统(EGS)等通用开发方式过程中,伴随着地壳应力状态的扰动,部分... 干热岩地热资源作为一种绿色可再生的新型能源,其开发利用已成为当前世界各国尤其是发达国家能源战略的重要组成部分.但由于干热岩位于地壳浅部3~10 km,在采用增强型地热系统(EGS)等通用开发方式过程中,伴随着地壳应力状态的扰动,部分开采项目发生较大震级的诱发地震事件,甚至造成明显灾害、引起社会问题,亟待实现科学利用和风险管控.鉴于此问题在平衡能源开发战略和社会安全领域的重要性和关键性,本文梳理了全球干热岩开采诱发地震的总体情况、典型案例,整理了在成因和机理研究、地震灾害风险管控和缓解等方面的研究进展.综合分析结果表明,已有EGS项目案例中诱发地震震级超过3.0的达到31.2%、主要与断层活化有关,最大的诱发地震可发生在注水压裂、关井后、循环生产等各阶段.干热岩开采诱发地震有多种成因,已有案例多为多种成因共同作用,其中的关井后的尾随效应是目前重大难点.目前世界各国已开展了广泛的诱发地震机理研究并探索多种减灾措施,认为累积注水体积、注水速率与最大诱发震级之间不存在普适性的定标关系,前瞻性预测需要采用“一井一策”的方式.在缓解诱发地震灾害风险上,普遍采用科学的流体注入策略、对注采策略进行验证校准、持续开展地震活动监测等系列措施.此外,对储层的临界应力状态和应力时空演化的量化描述、地热储层内的先存断层与裂缝的探测识别、可有效管控地震发生的流体注入策略等,是当前干热岩资源开发减轻地震风险的主要技术难点,而利用地热储层实时感知信息技术、采用新的注入热交换载体、发展前瞻性的地震预测方法是该领域目前重点关注的技术方向.根据我国的干热岩资源开发和减轻地震灾害风险的实际情况,亟待建立开采场地安全性和灾害风险评价、多学科的地震监测网络和分析技术、地震灾害风险管控红绿灯系统等技术体系,并加强关井后的尾随现象、多场耦合等科学问题的基础研究. 展开更多
关键词 深层地热资源 干热岩 增强型地热系统 诱发地震 减轻地震灾害风险
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地热资源开发利用过程中的主要环境问题 被引量:29
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作者 尤伟静 刘延锋 郭明晶 《安全与环境工程》 CAS 北大核心 2013年第2期24-28,34,共6页
地热资源作为清洁可再生能源,在当今石化能源和水资源日趋紧张的形势下,已受到各国广泛的重视。但地热资源开发利用过程中地下深处成分复杂的物质被带到地表会对地表环境及地下环境造成严重的危害,进而导致一系列的环境问题。本文基于... 地热资源作为清洁可再生能源,在当今石化能源和水资源日趋紧张的形势下,已受到各国广泛的重视。但地热资源开发利用过程中地下深处成分复杂的物质被带到地表会对地表环境及地下环境造成严重的危害,进而导致一系列的环境问题。本文基于地热资源开发利用技术和工艺流程,对地热资源开发利用和管理的全过程中可能出现的环境问题进行了系统分析,从根源上分析了产生环境问题的原因,并提出了切实可行的防治措施,以促进地热资源开发和生态环境的协调发展。 展开更多
关键词 地热资源 浅层地温能 深层地热能 环境问题 防治措施
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深部矿产与地热资源协同开采模式 被引量:23
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作者 宋健 唐春安 亢方超 《金属矿山》 CAS 北大核心 2020年第5期124-131,共8页
为了解决深部矿产资源开采所面临的高温问题,降低深部地热开采成本,以基于开挖的增强型地热系统(Enhanced Geothermal Systems Based on Excavation Technology,EGS-E)为基础,提出了一种矿产与地热资源协同开采模式。该模式以围岩温度... 为了解决深部矿产资源开采所面临的高温问题,降低深部地热开采成本,以基于开挖的增强型地热系统(Enhanced Geothermal Systems Based on Excavation Technology,EGS-E)为基础,提出了一种矿产与地热资源协同开采模式。该模式以围岩温度为标尺,将地质资源类型分为低温资源(50℃以下)、中温资源(50~100℃)和高温资源(100℃以上),对应的开采模式分别为低温矿产开采模式,中温“热矿共采”模式和高温地热开采模式。低温资源采用传统的矿产开采模式,以矿产资源开采为主。中温资源采用先采热后采矿的热矿共采模式,在对中温型地热资源进行利用的同时,可增加可采矿产资源储量。高温资源采用基于开挖的增强型地热系统(EGS-E),采用独特的热储致裂和热能交换技术实现地热资源大规模开采。研究表明:热矿协同开采模式将传统采矿技术与增强型地热系统相结合,既能消除中高温区域的热害影响,保证矿产资源安全开采,又能实现中温区域地热资源利用以及高温区域地热资源大规模开采;该模式以中高温地热资源的开采弥补矿产资源开采因温度升高引起的成本激增,同时以低温区域矿产资源开采缓解深部地热资源开发的巨额投资压力,为深部矿产和地热资源安全高效开发提供了一种新的方案。 展开更多
关键词 协同开采 深部矿产资源 地热资源 热矿共采 EGS-E
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深部含水层储热系统的数值模拟研究 被引量:7
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作者 黄永辉 杨俊生 +1 位作者 朱传庆 孔彦龙 《地球学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期239-247,共9页
深部含水层储热系统,是一种以深部含水层介质为载体的“地热+”多能互补储/供能系统。该系统可将各种形式的能量储存于地下并按需求取出加以利用,能够弥补能源供需的时空分布的不平衡,是综合利用多种可再生能源,实现节能减排的有效途径... 深部含水层储热系统,是一种以深部含水层介质为载体的“地热+”多能互补储/供能系统。该系统可将各种形式的能量储存于地下并按需求取出加以利用,能够弥补能源供需的时空分布的不平衡,是综合利用多种可再生能源,实现节能减排的有效途径。深部含水层储热是一种水热型地热资源开发利用的新方式。传统的水热型地热资源开采,受限于地热尾水回灌导致的热突破,热田寿命有限。而利用深部含水层储能,不但可以增强热储能力,而且能够延长热田寿命。本研究通过数值模拟研究表明,与传统的水热型地热系统相比,通过采取深部含水层储热技术,在相同开采流量下,可以提升单井供热能力20%。其储热效率可以达到60%~90%,能够保证更高的地热能提取率;同时,与传统水热型地热井寿命受限于热突破时间的情况不同,深部含水层储热系统可以延长地热井寿命,实现可持续开采。通过参数敏感性分析的方法进一步评估了不同参数对深部含水层储热性能的影响。通过参数研究发现,储层渗透率和储热温度等是影响储热能力和效率的关键参数。本研究为后续开展深部含水层储热系统工程的设计与优化提供科学参考。 展开更多
关键词 深部含水层储热 地热资源 数值模拟 储热效率 OPENGEOSYS
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