中深层地热资源勘探开发技术与典型应用 被引量：3

1

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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地热资源勘探开发技术与发展方向 被引量：26

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作者 孙焕泉 毛翔 +5 位作者 吴陈冰洁 国殿斌 王海涛 孙少川 张英 罗璐 《地学前缘》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期400-411,共12页

地热资源是重要的非碳基可再生能源,具有本土能源、稳定可靠、绿色低碳等优势。21世纪以来,我国地热直接利用规模稳居世界首位,特别是中深层地热供暖利用快速增长,成为我国在世界地热产业中的鲜明特色。但与此同时,受限于我国绝大部分... 地热资源是重要的非碳基可再生能源,具有本土能源、稳定可靠、绿色低碳等优势。21世纪以来,我国地热直接利用规模稳居世界首位,特别是中深层地热供暖利用快速增长,成为我国在世界地热产业中的鲜明特色。但与此同时,受限于我国绝大部分地区处于板块内部,东部用能旺盛区尚没有规模中高温地热资源发现,我国地热发电产业发展缓慢。基于对我国地热资源分布特征和开发利用情况的分析,总结归纳了我国中深层地热勘探开发利用技术现状,包括地热系统形成机制、选区评价技术、热储描述技术、可持续开发技术及“取热不耗水”关键工程技术等。地热能若要在能源转型中发挥更重要作用,未来需要向品位更高、应用范围更广的深层地热资源进军。建议持续加强基础理论研究和原始技术创新,尽快摸清我国深层地热资源家底,攻关高温钻完井、复杂结构井、深层热储改造、井下换热和干热岩EGS工程等关键技术,推进“地热+”多能协同,加大示范项目建设和应用市场培育。同时,需要建立健全政策法规制度体系,加大政策支持和管理监督力度,为地热产业健康、规范、可持续发展营造良好的环境。 展开更多

关键词 地热能 地热产业 直接利用 勘探开发技术 发展方向 碳中和

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渤海湾盆地内黄隆起东斜坡奥陶系岩溶热储地热资源评价 被引量：1

3

作者 章惠 汪新伟 +4 位作者 周总瑛 贺婷婷 刘晓红 黄旭 高楠安 《现代地质》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期398-408,共11页

渤海湾盆地内黄隆起东斜坡断裂构造发育,地热资源丰富,其奥陶系优质岩溶热储分布与城市供暖匹配良好,开展研究区地热资源精细评价对本区岩溶热储的整体开发具有指导意义。本文基于前人研究成果,综合钻井数据与物探等资料,开展岩溶热储... 渤海湾盆地内黄隆起东斜坡断裂构造发育,地热资源丰富,其奥陶系优质岩溶热储分布与城市供暖匹配良好,开展研究区地热资源精细评价对本区岩溶热储的整体开发具有指导意义。本文基于前人研究成果,综合钻井数据与物探等资料,开展岩溶热储空间展布、地温、物性和水化学方面的研究,建立地热田形成的概念模型,并精细评价地热资源量。结果表明,研究区奥陶系岩溶热储平面上分带,呈北东向展布,热储顶面埋深为800~3000 m,具有核部浅、两侧翼部深的特点;纵向上分层,单井含水层为19~43层,累计含水层厚度26.3~137.2 m,主要分布于奥陶系下马家沟组、上马家沟组和峰峰组,其中峰峰组为主力产水层。热储平均孔隙度为3.52%~15.45%,井口水温48~75℃,单井水量55~160 m~3/h,水化学类型为SO_(4)·Cl-Ca·Na型,矿化度1830~3560 mg/L。利用热储体积法平面上将研究区分为4个评价单元,垂向上分为5个层段,评价出南乐—濮阳段地热资源总量321亿GJ,可采资源量48.2亿GJ,折合标煤1.65亿t,年可采资源量可满足供暖面积5794万m^(2),是目前已开发面积393万m^(2)的近15倍,开发潜力巨大。 展开更多

关键词 内黄隆起 奥陶系 岩溶热储 形成演化 资源评价

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世界干热岩地热资源开发进展与地质背景分析 被引量：43

4

作者 毛翔 国殿斌 +1 位作者 罗璐 王婷灏 《地质论评》 CAS CSCD 北大核心 2019年第6期1462-1472,共11页

干热岩资源指内部不存在或仅存在少量流体,温度高于180℃的异常高温岩体,是一种极具潜力的地热资源类型.自20世纪70年代美国Fenton Hill项目实施以来,已在全球14个国家实施了41个干热岩开发项目,以干热岩储层建造和连通的目标地层周围... 干热岩资源指内部不存在或仅存在少量流体,温度高于180℃的异常高温岩体,是一种极具潜力的地热资源类型.自20世纪70年代美国Fenton Hill项目实施以来,已在全球14个国家实施了41个干热岩开发项目,以干热岩储层建造和连通的目标地层周围或上部是否存在水热型储层为标准,25个属于传统意义的干热岩开发项目,16个属于增强型地热系统(Enhanced Geothermal System或Engineered Geothermal System,缩写为EGS).从板块构造角度分析,这些干热岩开发项目主要分布在欧亚板块板内地热域、印澳板块板内地热域、东太平洋离散—汇聚板缘型地热域、西太平洋汇聚板缘型地热域和加勒比海火山活动岛弧区.按照盆地类型划分,全球干热岩开发项目所处的大地构造背景包括克拉通盆地、前陆盆地、裂谷盆地、弧前盆地、弧后盆地、近现代火山(火山带)和褶皱带地区,其中以欧洲阿尔卑斯褶皱带磨拉石盆地为代表的前陆盆地,和以欧洲阿尔卑斯褶皱带上莱茵地堑、北美新生代科迪勒拉造山带内华达盆地为代表的裂谷盆地是全球干热岩开发项目最为集中的两种盆地类型.考虑我国干热岩资源分布情况,上莱茵地堑、内华达盆地的干热岩开发历程对我国干热岩资源的勘探和开发具有一定的借鉴作用. 展开更多

关键词 干热岩 增强型地热系统 开发历程 项目分布 构造背景 储层特征

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地热水开发采灌井热突破距离计算影响因素研究——以雄安新区为例

5

作者 戴明刚 《地质学报》 北大核心 2025年第4期1409-1426,共18页

为了拓展Gringarten采灌井热突破安全距离计算公式的适用范围,使该公式计算结果有实用意义,在分析公式特征基础上化简该公式,分类研究计算了表征热储非均质性的热储有效厚度、孔隙度、渗透率等地质参数对简化公式结果的影响差异,并在雄... 为了拓展Gringarten采灌井热突破安全距离计算公式的适用范围,使该公式计算结果有实用意义,在分析公式特征基础上化简该公式,分类研究计算了表征热储非均质性的热储有效厚度、孔隙度、渗透率等地质参数对简化公式结果的影响差异,并在雄安新区开展初步应用。结果表明:简化公式简洁易算,在热储有效厚度大于90 m或采灌时间小于25生产年时,计算结果与原公式相比差异一般小于2%,最大小于13%;影响结果精度最大参数为热储有效厚度,在公式计算热突破距离结果有意义范围内,即结果相对误差不超过20%时,有效孔隙度因素造成误差一般小于1.4%,少数极端条件下不超过6%,其余误差由热储有效厚度因素造成,变化相同的倍数,热储有效厚度对热突破井距值的影响比有效孔隙度值的影响大;渗透率的影响蕴涵在有效孔隙度影响中;热储其他地质因素是更次要因素。一般可选用平均热储有效厚度、平均孔隙度作为公式计算参数。在近距离内存在多井情况下,考虑干扰井影响后再等效为对井模型计算,可显著降低误差。在雄安热储有效厚度大都在40~300 m之间的情况下,要保证千年大计,回灌井单井流量长期不大于80 m^(3)/h且采灌井距最好大于1300 m。采灌井热突破距离计算公式,除在热储条件为均质地区应用有效外,还在采灌井处热储有效厚度比在0.5~2之间的非均质地区具备实用价值,可以在雄安新区及其他符合该条件的地热水规模化开发地区,应用该公式研究井网部署,提供技术参数建议。 展开更多

关键词 热突破距离 采灌井距 非均质热储 有效厚度 孔隙度 渗透率 地热开发井网 雄安新区

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沧县隆起北部地区地热资源特征及开发潜力 被引量：3

6

作者 王婷灏 汪新伟 +4 位作者 毛翔 罗璐 高楠安 刘慧盈 吴陈冰洁 《中国地质》 CAS CSCD 北大核心 2022年第6期1747-1764,共18页

【研究目的】地热资源特征研究及开发潜力分析是开发区域地热资源的重要依据。【研究方法】本文将前人研究成果与最新钻井资料相结合,通过对沧县隆起北部地区地热地质背景、热储分布、地温场特征、水化学资源类型等主要因素进行剖析,建... 【研究目的】地热资源特征研究及开发潜力分析是开发区域地热资源的重要依据。【研究方法】本文将前人研究成果与最新钻井资料相结合,通过对沧县隆起北部地区地热地质背景、热储分布、地温场特征、水化学资源类型等主要因素进行剖析,建立了该区的地热成藏模式。【研究结果】沧县隆起北部地区是在渤海湾伸展型沉积盆地高大地热流值背景下,由北部燕山裸露区基岩接受的大气降水作为近源补给水源,进入基岩的冷水在深层循环过程中受到深部热源加热增温,沿断裂破碎带和不整合面向上运移富集,形成的以传导型传热机制为主的地热系统。【结论】本区地热资源特点为热储类型多、盖层地温梯度高、补给速度快、资源量巨大。主要表现为:区内分布馆陶组砂岩热储,奥陶系、蓟县系雾迷山组岩溶热储三套主力热水储集层;地温场分布主要受基底构造形态控制,基岩凸起区的平均地温梯度为45℃/km;地下水类型随着埋深的增加由HCO_(3)-Na、HCO_(3)·SO_(4)-Na型水向成熟的Cl-Na型水过渡;本区内三套热储的可采地热资源量为1.67×10^(10)GJ,折合标煤5.72×10^(8)t,年可开采地热资源量可满足供暖面积2亿m^(2),若在采灌平衡的条件下,沧县隆起北部地区年可采地热资源量为7.06×10^(7)GJ,折合标煤2.41×10^(6)t,可满足供暖面积0.85亿m^(2),具有良好的地热市场开发前景。 展开更多

关键词 热储评价 地温场特征 地热资源潜力 沧县隆起北部 天津市 地热地质调查工程

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高阳地热田及邻区地热资源形成机制 被引量：15

7

作者 毛翔 汪新伟 +1 位作者 郭世炎 鲍志东 《中国岩溶》 CAS CSCD 北大核心 2021年第2期273-280,共8页

临近雄安新区的高阳地热田处于渤海湾盆地冀中坳陷,区内发育以中元古界长城系、蓟县系及下伏的太古界为主的潜山地层,其中蓟县系雾迷山组为地热田主要热储层,地热资源丰富。以岩溶热储顶面埋深3 600 m线作为高阳地热田的边界,地热田主... 临近雄安新区的高阳地热田处于渤海湾盆地冀中坳陷,区内发育以中元古界长城系、蓟县系及下伏的太古界为主的潜山地层,其中蓟县系雾迷山组为地热田主要热储层,地热资源丰富。以岩溶热储顶面埋深3 600 m线作为高阳地热田的边界,地热田主体位于高阳低凸起、蠡县斜坡内,并涵盖保定凹陷、饶阳凹陷的少量地区。高阳地热田位于区域岩溶顶板温度较高地区,其中高阳低凸起中北部及其西侧边界、蠡县斜坡与饶阳凹陷交界处为温度最高区域,可达120℃左右,地热田南部、中东部属蠡县斜坡区域温度低于100℃。潜山热储温度等值线整体呈椭圆形态,长轴为NNE向。蓟县系雾迷山组地热水在博野地区水化学类型为Cl-Na型,溶解性总固体约5 000 mg·L^(-1),Cl^(-)(约2 300 mg·L^(-1))含量明显高于雄县、容城等其它地区,SO24-含量(123~133 mg·L^(-1))高于同属冀中坳陷的雄县、容城、霸州地区,但低于天津地热田和良乡地热田,表明冀中坳陷与天津、良乡地区分属不同的地热系统。高阳地热田形成的概念模式为来自西部太行山地区的大气降水作为地下水的补给水源,太行山前断裂沟通了地表水与深部基岩地层,大气降水在基岩内经衡水断裂、安国断裂、百尺断裂、出岸断裂及不整合面向东侧渤海湾盆内运移,经断层与基岩发生热对流被加热,随着水动力条件减弱,在高阳低凸起、蠡县斜坡、深泽低凸起等区域聚集形成具有勘探开发价值的高阳地热田。 展开更多

关键词 高阳地热田 地热田边界 岩溶热储 水化学

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宁河-芦台地区地热资源特征 被引量：4

8

作者 毛翔 罗璐 +2 位作者 国殿斌 汪新伟 郭世炎 《桂林理工大学学报》 CAS 北大核心 2021年第1期70-75,共6页

针对京津冀东北部的宁河-芦台地区存在多个行政飞地的特点,通过区域整体控热构造分析、地层发育情况与地热背景研究,揭示地温梯度高值区具有沿汉沽断裂分布的特征。目前本区主要发育4套热储层,在黄骅坳陷内以新近系馆陶组和明化镇组为主... 针对京津冀东北部的宁河-芦台地区存在多个行政飞地的特点,通过区域整体控热构造分析、地层发育情况与地热背景研究,揭示地温梯度高值区具有沿汉沽断裂分布的特征。目前本区主要发育4套热储层,在黄骅坳陷内以新近系馆陶组和明化镇组为主,井深在600~1868.88 m,地热水温度为40~70℃;沧县隆起潘庄凸起南部奥陶系剥蚀区以开发蓟县系雾迷山组热储层为主,井深2500~3000 m,地热水温度可超过80℃;潘庄凸起北部、王草庄凸起区以开发奥陶系热储为主,井深在1380~1800 m,获得水温为47~75℃。结合多年来地热开发实践和最新的地热勘探成果,提出在地热资源开发程度较低的沧县隆起区,应扩大对蓟县系雾迷山组和奥陶系碳酸盐岩热储的勘探开发规模;对地热井分布较为密集的黄骅坳陷宁河凸起区,应以物性条件较好、回灌能力较强、开发利用较少的馆陶组为主要目的层,并加强对深部碳酸盐岩热储的勘探与研究工作,助力天津、北京、河北两市一省的清洁能源替代燃煤供暖工作。 展开更多

关键词 地热资源 控热构造 地热储层 宁河-芦台地区

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地热井用潜水泵选型应用软件研究与开发 被引量：1

9

作者 李瑞霞 王天任 +2 位作者 祁紫伟 姬忠礼 张永学 《流体机械》 CSCD 北大核心 2024年第4期12-19,64,共9页

针对地热井用潜水泵选型效率低、校核工况点计算成本过大等问题,借助计算机辅助选型技术,采用Python作为编程语言,PyQt构建图形化用户界面,MySQL作为选型数据库系统,基于Windows系统开发了地热井用潜水泵选型应用软件。该软件一方面根... 针对地热井用潜水泵选型效率低、校核工况点计算成本过大等问题,借助计算机辅助选型技术,采用Python作为编程语言,PyQt构建图形化用户界面,MySQL作为选型数据库系统,基于Windows系统开发了地热井用潜水泵选型应用软件。该软件一方面根据潜水泵产品属性,建立了样本数据库模块;依据潜水泵现场运行数据和管路阻力曲线,以最高效率下降5%为界,建立了高效数据库模块;基于样本数据库和高效数据库构建潜水泵初选系统,筛选出满足现场作业要求并且在高效区间内运行的初选泵型号;基于地热井用潜水泵的性能参数、经济成本、运维费用和耐久性,采用熵权TOPSIS法建立潜水泵效能评价体系,对各初选泵方案进行优劣排序,最后高效简便地为用户提供最优潜水泵型号;另一方面基于高效区间数据库建立了潜水泵运行工况反馈模块,根据泵型号对应转速下的运行参数,反馈潜水泵运行状态,非高效运行时根据相似定律和调速区间给出合理的转速范围。 展开更多

关键词 地热井用潜水泵 选型软件 多目标优化设计 PyQt 数据库

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开封坳陷中牟凹陷馆陶组砂岩热储地热系统成因模式及开发潜力

10

作者 贺婷婷 杜利 +4 位作者 谈心 刘均荣 罗璐 章惠 李昊 《现代地质》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1557-1570,共14页

地热系统成因机制研究与地热资源量精细评价是实现区域地热高效开发的基础。本文选取开封坳陷中牟凹陷为研究对象,基于区域地质构造特征,结合地热井和水化学分析资料,对该凹陷地温场、热储展布规律及水化学特征等因素进行了剖析,构建了... 地热系统成因机制研究与地热资源量精细评价是实现区域地热高效开发的基础。本文选取开封坳陷中牟凹陷为研究对象,基于区域地质构造特征,结合地热井和水化学分析资料,对该凹陷地温场、热储展布规律及水化学特征等因素进行了剖析,构建了地热系统概念模型,并分层系精细评价地热资源量。结果表明,中牟凹陷地热系统的热源主要来自壳幔的热传导,大地热流值约45~65 mW/m^(2),其北部的焦作—新乡—商丘断裂为其深部热流向上传递的有利通道。热储为馆陶组砂岩,在区内分布较稳定,底板埋深在1600~2200 m,热储垂向上可识别出30~48层砂体,累计厚度介于130~420 m,孔隙度约16%~32%,砂地比最高可达67%。热储物性空间上具有凹陷东部优于西部、馆下段优于馆上段的特征。馆陶组地热井的井口水温68~85℃,单井水量10^(6)~155 m^(3)/h,水化学类型以Cl-Na为主,矿化度10000~30000 mg/L。厚约1200 m的上覆第四系和明化镇组地层构成区域的良好盖层。地热水的来源整体接受西部和西南部山区的大气降水补给,经深部热传导增温后,侧向补给给热储层。中牟凹陷馆陶组砂岩热储地热资源量约2245.41×10^(8)GJ,每年可开采地热资源量为5.61×10^(8)GJ,折合标煤1.92×10^(6)t。年开采地热资源量可满足约6770万m^(2)的供暖面积,开发潜力巨大。 展开更多

关键词 地热系统 成因模式 资源量评价 砂岩热储 馆陶组 中牟凹陷

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沧县隆起中段献县凸起和阜城凹陷岩溶型地热资源特征 被引量：7

11

作者 黄旭 沈传波 +3 位作者 杜利 魏广仁 罗璐 唐果 《现代地质》 CAS CSCD 北大核心 2021年第4期997-1008,共12页

为探究华北平原的岩溶热储分布规律,以及如何高效开发利用献县凸起和阜城凹陷地热田的地热资源,结合前人研究成果与已有地热井的测井、地震、水化学等资料,分析了岩溶热储分布规律以及献县凸起和阜城凹陷地热田的四大要素即“源、储、... 为探究华北平原的岩溶热储分布规律,以及如何高效开发利用献县凸起和阜城凹陷地热田的地热资源,结合前人研究成果与已有地热井的测井、地震、水化学等资料,分析了岩溶热储分布规律以及献县凸起和阜城凹陷地热田的四大要素即“源、储、通、盖”等地热地质条件,建立了地热田概念模型,并精细评价了地热资源量。研究表明地热田是形成于渤海湾盆地新生代伸展断陷背景下的受深大断裂控制的传导型地热田,主要以大气降水为补给水源,深大断裂和岩溶不整合面为水运移通道。来自太行山和燕山的水再补给、汇聚,在献县凸起及阜城凹陷岩溶热储中富集,形成中-低温传导型地热系统,具有良好的盖层以及高达3.63~5.31℃/100m的地温梯度。蓟县系岩溶热储顶板埋深1400~1500 m,有效厚度累计336.1 m;奥陶系岩溶热储顶板埋深2000~2500 m,有效厚度累计55.3 m。献县凸起地热田蓟县系岩溶热储可采资源量3.75×10^(9)GJ,折合标煤1.28×10^(8)t,年开采地热资源量可满足供暖面积4523×10^(4)m^(2);阜城凹陷奥陶系岩溶储可采资源量0.80×10^(9)GJ,折合标煤0.27×10^(8)t,年开采地热资源量可满足供暖面积954×10^(4)m^(2)。献县凸起及阜城凹陷地热田开发潜力巨大。 展开更多

关键词 地热 岩溶热储 地热田 献县凸起 阜城凹陷 地热资源量评价

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雄安新区地层及主要热储空间结构特征与地热水资源潜力 被引量：4

12

作者 戴明刚 孙彭光 +2 位作者 雷海飞 邢倩 鲍志东 《地质科学》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期412-437,共26页

雄安新区中深层白云岩热储地热资源丰富,为了提高对该区主要热储白云岩热储特征及地热水资源潜力的认识程度,指导新区中深层白云岩热储地热水资源的规模化开发,基于钻井、地震、地质等资料,研究了该区白云岩热储的地层空间分布、构造特... 雄安新区中深层白云岩热储地热资源丰富,为了提高对该区主要热储白云岩热储特征及地热水资源潜力的认识程度,指导新区中深层白云岩热储地热水资源的规模化开发,基于钻井、地震、地质等资料,研究了该区白云岩热储的地层空间分布、构造特征、储集空间特征和主建设区白云岩热储地热水资源潜力。研究表明:雄安新区主要热储雾迷山组、高于庄组除在断裂面部分地区外基本全区分布;雾迷山组埋深在容城凸起、牛驼镇凸起相对较浅,在高阳低凸起相对较深;高于庄组有类似的分布特征,总体埋深更深,温度更高;其它地层除第四系、新近系明化镇组外分布都比较局限;区内发育众多以NNE向为主的正断层,与少数其它方向断裂交会,将深部地热通过流体传输到浅部,并造就断裂两侧大量的裂缝和控制岩溶发育方向及规模,形成众多溶蚀孔洞;同时构造演化中雾迷山组古地貌中高地貌部分,在喜山期大多剥蚀与新生界形成不整合面,共同构成本区重要的输导通道和储集空间,岩溶孔洞和裂缝结合型复合空间是本区雾迷山组主要热储空间,单独的裂缝、孔洞是次要热储空间,大型溶洞一旦发育往往是主力产水层;新区主建设区顶面在5000 m(底部埋深可达6000 m)及以浅的白云岩岩溶裂缝热储地热水资源,按100年采用总热水储量的50%及500 m井距“三采两灌”原则单井产量110 m^(3)/h计,最适宜生产井布井数目233口,主建设区现阶段可满足每年4787×10^(4)m^(2)的供暖面积,占实际需求的30.1%。结论认为:雾迷山组埋深较浅,在当前经济技术条件下是主力热储,高于庄组埋深较深是最重要的备用热储,今后20年内会被大规模开发利用,但即便现在同时开发它们也不能满足雄安新区主建设区的清洁能源需求,需要发展“多能互补”系统,域外的过剩地热资源能否向域内目标区集输受经济成本和环境成本风险制约。在当下和未来发展与应用节能保温技术既重要也必要。 展开更多

关键词 白云岩热储 雾迷山组 高于庄组 地热资源 雄安新区 空间结构

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冀鲁豫三省交界处临清坳陷大名次凹陷地热系统成因模式及开发潜力 被引量：5

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作者 高楠安 汪新伟 +3 位作者 梁海军 杜利 毛翔 罗璐 《中国地质》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期1149-1162,共14页

【研究目的】建立地热系统的成因模式对地热田地热资源量评价以及后期有利区带的优选有着重要指导作用。大名次凹陷为渤海湾盆地临清坳陷馆陶凸起南端的一个次一级构造单元,其馆陶组砂岩热储可以构成一套完整的地热系统。【研究方法】... 【研究目的】建立地热系统的成因模式对地热田地热资源量评价以及后期有利区带的优选有着重要指导作用。大名次凹陷为渤海湾盆地临清坳陷馆陶凸起南端的一个次一级构造单元,其馆陶组砂岩热储可以构成一套完整的地热系统。【研究方法】本文结合前人研究成果和区内地热钻井资料,通过对临清坳陷大名次凹陷地热系统“源、储、通、盖”主要地质因素分析研究,建立了研究区地热系统的概念模型,并在此基础上开展了地热资源量评价。【研究结果】馆陶组热储层在区内分布均一,底板埋深在1550~2000 m,储层厚度在268~324 m,孔隙度介于14%~32%,储厚比最高可达70%。区内钻遇至馆陶组的地热井,地热水井口水温多在54~60℃,水化学类型以Cl·SO_(4)-Na为主。上部沉积的第四系和明化镇组,地温梯度在22~60℃/km,构成了良好的盖层。地热系统热源主要来自于新生代断陷盆地背景下的高大地热流值,约52~57 mW/m^(2),南部临漳—大名断裂和东部冠县断裂为其深部热流向上运输的有利通道。热储整体接受来自西部太行山和东部鲁西南隆起的大气降水补给,经深部热传导和局部热对流增温后,富集于热储之中。【结论】馆陶组砂岩地热系统资源量超过127.42×10^(8)GJ,每年可开采地热资源量为31.86×10^(6)GJ,折合标煤1.09×10^(6)t。年开采地热资源量可满足超3.14×10^(7)m^(2)的供暖面积,开发潜能较大。 展开更多

关键词 地热系统 成因模式 资源量评价 供热面积 大名次凹陷 地热调查工程

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地热井用两级潜水泵内流熵产诊断及水力性能优化 被引量：4

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作者 王天任 李瑞霞 +3 位作者 周文博 姬忠礼 张永学 祁紫伟 《流体机械》 CSCD 北大核心 2024年第7期24-32,共9页

为了提升地热井用潜水泵的运行效率,根据地热井用潜水泵的流动参数和实际运行工况,完成了两级潜水泵过流部件水力设计,并进行了全流道流动数值模拟和试验验证;采用熵产分析法定位了潜水泵内流场的高能耗区域,主要集中在级间交汇和动静... 为了提升地热井用潜水泵的运行效率,根据地热井用潜水泵的流动参数和实际运行工况,完成了两级潜水泵过流部件水力设计,并进行了全流道流动数值模拟和试验验证;采用熵产分析法定位了潜水泵内流场的高能耗区域,主要集中在级间交汇和动静部件干涉处;采用正交设计和结构参数敏感性分析方法,确定了结构参数对潜水泵性能的影响规律,以叶轮叶片出口角、出口宽度、叶片包角和导叶轴向长度为优化变量,以扬程和效率为优化目标,通过遗传算法、最优拉丁超立方采样和熵权TOPSIS法对两级潜水泵进行水力优化。结果表明,额定工况下,优化泵的扬程增加了24.9%,效率增加了5.7%,总水力损失减小了1024.9 W,高能耗区域明显降低,水力性能显著提升,分离流、二次回流和冲击流动等不良流动得到显著抑制;大流量工况处理能力大幅度提升,高效区间范围扩大了70%,运行稳定性得到显著提高。研究内容为潜水泵的设计及内流场研究提供理论指导。 展开更多

关键词 地热井用潜水泵 熵产诊断 能量损失 水力性能优化

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陕西地区地热井同井分层采灌取热特性

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作者 刘承诚 《油气藏评价与开发》 CSCD 北大核心 2024年第6期878-884,924,共8页

地热能作为一种关键的清洁可再生资源,在中国储量丰富,尤其是中深层地热,资源开发潜力巨大。推动中深层地热资源的开发利用,对于优化中国能源消费结构、实现节能减排以及推进“双碳”目标具有深远影响。研究以陕西地区某地热井为例,提... 地热能作为一种关键的清洁可再生资源,在中国储量丰富,尤其是中深层地热,资源开发潜力巨大。推动中深层地热资源的开发利用,对于优化中国能源消费结构、实现节能减排以及推进“双碳”目标具有深远影响。研究以陕西地区某地热井为例,提出了在地热井同-井筒内实施“下采上灌”的技术方案,综合考虑了内管-环空-井周地层的动态换热过程,构建了水平井井筒和储层流固热三维耦合模型,通过这一模型深入探讨了隔层厚度、地层渗透率和孔隙度以及完井管柱结构对取热效果的影响。研究结果表明隔层的有无对取热效果的影响显著。无隔层时,在分层采灌30 a后,采出水温度下降高达9℃。隔层厚度为40 m时,取热效果最好。在开采量和回灌量一定时,回灌层和隔层的孔隙度和渗透率的降低会降低取热效果,而开采层的渗透率和孔隙度对取热效果的影响不显著。 展开更多

关键词 地热 单井 分层采灌 数值研究 换热

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渤海湾盆地南乐地热田特征及其成因分析 被引量：12

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作者 黄旭 章惠 +1 位作者 汪新伟 李清瑶 《地质科技通报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第5期71-82,共12页

为探究渤海湾盆地南乐地热田的岩溶热储特征及地热田成因机制,基于物探和地质资料,对渤海湾盆地南乐次凸地热田的热储展布规律、水化学特征、运移通道以及地温场等因素进行了剖析,构建了地热田成因概念模型。研究表明:南乐次凸地热田存... 为探究渤海湾盆地南乐地热田的岩溶热储特征及地热田成因机制,基于物探和地质资料,对渤海湾盆地南乐次凸地热田的热储展布规律、水化学特征、运移通道以及地温场等因素进行了剖析,构建了地热田成因概念模型。研究表明:南乐次凸地热田存在加里东、印支-海西、燕山、喜山4期奥陶系风化壳岩溶热储,顶板埋深1427~2135 m,有效厚度累计46.2~91.7 m;具有良好的盖层,地温梯度高达3.04~3.24℃/hm,地下水类型为SO_(4)+Cl-Na+Ca-B型;地热田形成于较高的大地热流、渤海湾陆内裂陷盆地-东濮凹陷西斜坡带背景下,受西部太行山区和东部鲁西南山区裸露基岩大气降水的共同补给,进入基岩的冷水深部循环受到热流的“热折射”“热流再分配”效应以及兰聊断裂摩擦生热等的共同加热、增温,沿区域内不整合面以及断裂向上运移、富集,最终形成了以奥陶系为热储的传导型地热田系统。南乐次凸地热田奥陶系岩溶热储可采地热资源量为1.02×10^(9) GJ,折合标煤3.50×10^(7) t,可满足供暖面积12.37×10^(4)万m^(2),具有良好的开发市场前景。研究成果对南乐地热田乃至渤海湾盆地的岩溶热储开发利用具有较好的指导意义。 展开更多

关键词 岩溶热储 地热田 地热资源 裂陷盆地 南乐次凸

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冀中坳陷束鹿凹陷地热系统成因模式 被引量：6

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作者 高楠安 汪新伟 +4 位作者 梁海军 杜利 毛翔 罗璐 王婷灏 《高校地质学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第6期920-932,共13页

地热系统内部地质要素特征分析是建立其成因模式的基础,也是后期研究地热资源赋存特征和资源量评价的依据。结合前人研究成果和区内地热钻井资料,通过对冀中坳陷束鹿凹陷地热系统“源、储、通、盖”主要地质要素分析,建立了其概念模型,... 地热系统内部地质要素特征分析是建立其成因模式的基础,也是后期研究地热资源赋存特征和资源量评价的依据。结合前人研究成果和区内地热钻井资料,通过对冀中坳陷束鹿凹陷地热系统“源、储、通、盖”主要地质要素分析,建立了其概念模型,并开展了地热资源量评价。束鹿凹陷为一新生代发育在渤海湾盆地冀中坳陷内的典型的箕状凹陷,接受可能来自于其下深部地壳结构约20 km处低阻体的热源供给。新近系馆陶组砂岩热储和奥陶系碳酸盐岩热储分别构成了两套独立的地热系统。其中,馆陶组砂岩热储全区稳定分布,底板埋深介于1100~2000 m,储层厚度约为200~320 m,孔隙度约在15%~35%之间,渗透率最高可达1200 mD,热储底板温度在57~78℃;奥陶系碳酸盐岩热储受箕状凹陷边界断裂的控制呈单斜状倾伏,埋深1800~6000 m,储层厚度100~550 m,孔隙度2%~18%,渗透率0.5~50 mD,地热水井口温度在75~92℃。两套地热系统由西边太行山的大气降水沿着地层不整合面和断裂运移通道进行补给,通过深部热传导和局部热对流增温后,在储层中富集形成地热水。上覆松散的第四系沉积和明化镇组河流相碎屑岩沉积厚300~1400 m,热导率0.9~1.8 W/(m·K),构成了良好的区域盖层。束鹿凹陷地热资源量评价结果表明,馆陶组砂岩地热系统含244.430×10^(8)GJ,奥陶系岩溶地热系统含203.752×10^(8)GJ,总量合计448.182×10^(8)GJ,折合标煤15.296×10^(8)t。年开采地热资源量满足的供暖面积可达1.106×10^(8)m^(2),开发潜力巨大。 展开更多

关键词 地热系统 成因模式 资源量评价 束鹿凹陷

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影响岩溶热储采出温度的开采参数敏感性研究——以河南清丰地区为例 被引量：1

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作者 韩昀 李克文 +2 位作者 何继富 汪新伟 高楠安 《煤田地质与勘探》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期83-92,共10页

采出温度是影响地热能有效利用率的关键指标,采出温度越高,热储开发效果越好。岩溶热储作为一种重要的地热储层类型,其采出温度受到储层参数的影响。以河南清丰地热田奥陶系岩溶热储为例,通过建立热储地质模型并利用7口地热井资料,进行... 采出温度是影响地热能有效利用率的关键指标,采出温度越高,热储开发效果越好。岩溶热储作为一种重要的地热储层类型,其采出温度受到储层参数的影响。以河南清丰地热田奥陶系岩溶热储为例,通过建立热储地质模型并利用7口地热井资料,进行基于热流和井储耦合的数值模拟研究,探讨储层地质条件和回灌参数对采出温度的影响。研究结果发现,断层的存在加速了热储中低温区向生产井的扩散,导致热突破时间的提前。在开采后期,有断层情况下采出温度较高,且变化曲线斜率远高于无断层情况,表明断层有助于提高清丰地区热平衡时的采出温度,最终有利于增加采热量。目前,一般认为,注采井距越小采出温度越低。但是,当回灌速率高于50 kg/s时,随着开采时间的增加,采出温度呈现快速下降趋势,注采井距835 m下的采出温度甚至高于1000 m的情况。最后,确定清丰地区特定场景下的最优回灌参数组合为:回灌温度20℃、回灌速率50 kg/s、注采井距835 m。本研究结果将为清丰地区或其他类似岩溶热储开发方案的制定提供有益指导。 展开更多

关键词 岩溶热储 回灌参数 采出温度 耦合 断层 数值模拟

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关中盆地西安凹陷新近系砂岩热储特征研究 被引量：1

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作者 吴陈冰洁 罗璐 +2 位作者 高楠安 汪新伟 崔梓贤 《现代地质》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1571-1584,共14页

层状热储的微观特征及宏观展布研究是砂岩热储地热资源精细评价和规模开发的重要依据。关中盆地西安凹陷新近系自下而上发育高陵群、蓝田—灞河组、张家坡组三套砂岩孔隙型热储,本文利用凹陷内咸阳、西安、周至等地16口地热井的测录井... 层状热储的微观特征及宏观展布研究是砂岩热储地热资源精细评价和规模开发的重要依据。关中盆地西安凹陷新近系自下而上发育高陵群、蓝田—灞河组、张家坡组三套砂岩孔隙型热储,本文利用凹陷内咸阳、西安、周至等地16口地热井的测录井及岩心测试资料,对西安凹陷内新近系砂岩热储特征进行系统论述,探讨储层特征对砂体产水能力的影响。结果表明:西安凹陷新近系地层整体为河流-三角洲-湖相砂泥岩互层沉积,具有下粗上细的正韵律特征。岩石类型以长石岩屑砂岩为主,储集空间以溶蚀孔隙和原生孔隙为主,整体物性较好,张家坡组热储平均孔隙度30.02%,平均渗透率451.82×10^(-3)μm^(2),属中高孔中高渗热储层;蓝田—灞河组热储平均孔隙度20.43%,平均渗透率140.7×10^(-3)μm^(2),属中高孔中低渗热储层;高陵群热储平均孔隙度17.28%,平均渗透率109.5×10^(-3)μm^(2),属中低孔中低渗热储层。热储温度随深度增加一般呈线性升高,表现出传导型地热资源特征,典型地热井温度-深度曲线可分为直线式、折线式两类形态;部分位于渭河断裂带的地热井温度-深度曲线为“局部竖直式”,表现出传导-对流型地热资源特征。热储砂体在凹陷内广泛分布,整体厚度大、富水性好,单砂厚度一般小于5 m,蓝田—灞河组和高陵群砂体发育在垂向和平面上均优于张家坡组。热储特征影响地热井的产水能力,物性是砂体实际产水与否的最重要影响因素,单层砂体的产水能力主要受到物性和泥质含量的影响,泥质含量越低,渗透率越好,单层砂体产水量往往越高。综合砂体物性、厚度、温度等因素,蓝田—灞河组是最优的开发层段,其科学可持续开发是区域地热产业发展的重要保障。 展开更多

关键词 西安凹陷 砂岩热储 储层特征 地温场 产水能力

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鲁西豫东地区奥陶纪岩相古地理特征及其演化 被引量：2

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作者 贾艳雨 宿宇驰 +7 位作者 隋少强 贾维明 李宗峰 杨志波 王茜 高飞 季汉成 鲍志东 《古地理学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期133-147,共15页

鲁西豫东地区奥陶系碳酸盐岩地层是重要的石油和地下热水储集层。受限于基础地质资料,前人对鲁西豫东地区奥陶系层序划分存在争议,缺少对岩相古地理演化的精细刻画。为明确奥陶系层序地层特征与各期岩相古地理演化特征,通过对鲁西豫东... 鲁西豫东地区奥陶系碳酸盐岩地层是重要的石油和地下热水储集层。受限于基础地质资料,前人对鲁西豫东地区奥陶系层序划分存在争议,缺少对岩相古地理演化的精细刻画。为明确奥陶系层序地层特征与各期岩相古地理演化特征,通过对鲁西豫东地区周缘野外地质剖面考察、19口井岩心观察以及测井曲线特征分析,在层序地层格架内,对奥陶纪岩相古地理展布及其演化特征进行了研究。结果表明,根据层序界面类型和最大海泛面发育位置,研究区奥陶系可划分为SSQ1-SSQ2共2个二级层序和SQ1-SQ4共4个三级层序;沉积相类型为海相碳酸盐岩台地,包括局限台地、开阔台地和蒸发台地3种亚相,并进一步细分为灰坪、颗粒滩、泥灰坪、灰-云坪、云坪、潟湖、含膏云坪和膏云坪8种沉积微相;岩相古地理单元整体表现出陆表海的沉积建造特征,各期旋回性沉积为储集层叠置发育奠定了物质基础,云坪、膏云坪、含膏云坪、颗粒滩微相易于形成有利储集空间,是区域地热资源勘探开发的重点领域。 展开更多

关键词 层序地层 岩相古地理 奥陶系 鲁西豫东地区

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