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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
1
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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雄安新区D01井岩溶热储下伏太古界中热流测定研究 被引量：8
2
作者 姚亚辉 贾小丰 +4 位作者 李胜涛 张建伟 宋健 杨涛 岳冬冬 《中国地质》 CAS CSCD 北大核心 2022年第6期1723-1731,共9页
【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... 【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。 展开更多
关键词 热流 钻孔测温 太古界 热导率 D01井 地热地质调查工程 雄安新区
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水力压裂条件下花岗岩裂缝扩展行为与声发射特性
3
作者 崔俊艳 姚亚辉 +2 位作者 李胜涛 张发旺 向宏 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第28期11921-11931,共11页
微震/声发射(acoustic emission,AE)技术可以有效监测干热岩储层水力压裂过程中裂缝扩展行为,为研究天然裂缝对裂缝扩展的影响,开展青海共和盆地花岗岩真三轴水力压裂室内物理模拟实验,基于含天然裂缝与完整花岗岩样品水力压裂过程中的... 微震/声发射(acoustic emission,AE)技术可以有效监测干热岩储层水力压裂过程中裂缝扩展行为,为研究天然裂缝对裂缝扩展的影响,开展青海共和盆地花岗岩真三轴水力压裂室内物理模拟实验,基于含天然裂缝与完整花岗岩样品水力压裂过程中的声发射监测数据,结合注入压力曲线、裂缝形态、扫描电镜(scanning electron microscope,SEM)图像以及数值模拟结果,分析含天然裂缝与完整花岗岩的裂缝演化及声发射参数特征。结果表明:天然裂缝的存在显著降低了岩石的破裂压力,含天然裂缝花岗岩破裂压力(17.3 MPa)比完整花岗岩(20.8 MPa)降低了约17%。注入水压主要作用于天然裂缝面,促使其进一步扩展。但在应力分布的影响下,仍可能在最大主应力方向附近产生新的分支裂缝。当水平主应力差较大时,裂缝沿最大水平主应力方向扩展,更容易形成单一的优势通道。低水平应力差条件下,裂缝扩展受到更均匀的应力分布影响,裂缝网络向四周辐射,整体损伤面积增加,容易形成复杂的裂缝网络。声发射AF/RA值反映出花岗岩水力压裂裂缝以拉伸裂缝为主,声发射响应特征和泵送压力曲线变化具有一致性,表现出明显的阶段性演化特征。研究结果可为现场微震监测水力压裂过程提供参考。 展开更多
关键词 干热岩 水力压裂 声发射(AE) 天然裂缝 真三轴
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共和盆地兰采温泉地区地热特征及干热岩靶区 被引量：4
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作者 贾小丰 李胜涛 +6 位作者 张森琦 张杨 黎敦朋 宋健 付雷 程正璞 任文恺 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期145-155,共11页
干热岩大力开发有助于我国“双碳”目标的尽早实现,其中放射性生热是干热岩形成的重要因素之一,研究该类型干热岩地质特征和放射性生热特征,对选择该类型干热岩勘查目标区具有重要价值和现实意义。为此,以共和盆地兰采温泉群地区为线索... 干热岩大力开发有助于我国“双碳”目标的尽早实现,其中放射性生热是干热岩形成的重要因素之一,研究该类型干热岩地质特征和放射性生热特征,对选择该类型干热岩勘查目标区具有重要价值和现实意义。为此,以共和盆地兰采温泉群地区为线索,通过野外地质调查、地表放射性伽马测量、岩石放射性测试等手段,研究了高温温泉形成的地热地质条件和放射性特征,并依据地球物理勘查解译数据初步圈定了干热岩勘查目标靶区。研究结果表明:(1)兰采温泉地区擦拉更复式花岗岩体和羊智河—夏琼断裂与兰采温泉群的形成关系密切;(2)该区出露的中晚三叠世斑状二长花岗岩、钾长花岗岩和斑状钾长花岗岩等岩体的生热率表现出异常高的生热率特征,是正常沉积盖层生热率的5~8倍;(3)基于大地电磁测深勘查解译,羊智河—哲格姜—夏琼断裂破碎带下伏低阻体,推测为侵入时代较晚、温度较高的“体中体”花岗岩体。结论认为,该区具有“体中体”地质结构的晚三叠世高放射性斑状钾长花岗岩体,可作为干热岩勘查的主要目标方向;下一步应查明复式岩体空间分布形态,研究复式花岗岩体与地热流体的关系以及对深部温度场的影响机理,进而为圈定干热岩勘查靶区提供更加确凿的依据。 展开更多
关键词 共和盆地 兰采温泉群 地热地质 放射性生热率 “体中体”地质结构 干热岩 大地电磁测深 勘查目标区
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沉积盆地深埋型岩溶热储地震探测数据采集参数优选——以雄安新区牛驼镇地热田为例 被引量：5
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作者 龙慧 李胜涛 +3 位作者 穆建强 刘东林 岳冬冬 闫国钰 《水文地质工程地质》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期14-25,共12页
深层非均质性碳酸盐岩储层已经成为我国深部地热资源规模勘探的重要对象,地震探测技术在勘探开发中必不可少,但存在深部能量衰减严重、数据采集噪声发育、构造隆起区基底内幕成像困难等问题。为获取高品质深部地震勘探资料,在华北冀中... 深层非均质性碳酸盐岩储层已经成为我国深部地热资源规模勘探的重要对象,地震探测技术在勘探开发中必不可少,但存在深部能量衰减严重、数据采集噪声发育、构造隆起区基底内幕成像困难等问题。为获取高品质深部地震勘探资料,在华北冀中平原典型地区开展了大量可控震源激发参数和检波器接收参数试验。在野外试验数据的基础上,通过对不同激发参数和接收参数获得的原始单炮记录进行定性分析,同时从频段能量、道集间频率、信噪比等方面进行定量分析,研究可控震源台数、扫描频率、扫描长度、震动次数、驱动幅度和检波器组合方式等参数的选择对地震资料质量的影响。结果表明适用于冀中平原地区深埋型岩溶热储二维地震勘探野外施工参数为:28 t可控震源4台震动4~6次,驱动幅度75%,非线性扫描(斜坡长度−3),扫描频率6~84 Hz,扫描长度12 s。按此参数施工获得原始单炮记录和数据处理剖面的质量较以往有了大幅提高,能够较为清晰地划分牛驼镇凸起构造区深部蓟县系高于庄组底界面。此次优选的地震采集参数对沉积型盆地深部地震勘探有一定的借鉴和指导意义。 展开更多
关键词 沉积盆地 深埋型岩溶热储 地震勘探 数据采集 参数优选
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青海共和盆地干热岩GR2井现今地应力特征及断层稳定性分析 被引量：1
6
作者 陈东方 杨跃辉 +5 位作者 牛兆轩 王红伟 金显鹏 李振宇 吴海东 刘东林 《中国地质》 北大核心 2025年第2期425-437,共13页
【研究目的】地应力大小和方向是干热岩开发中井位部署、压裂设计和储层评价等方面的重要基础数据,研究储层应力状态对干热岩开发具有重要意义。【研究方法】本文根据区域地质构造演化、震源机制解反演结果、节理裂隙统计、原地应力实... 【研究目的】地应力大小和方向是干热岩开发中井位部署、压裂设计和储层评价等方面的重要基础数据,研究储层应力状态对干热岩开发具有重要意义。【研究方法】本文根据区域地质构造演化、震源机制解反演结果、节理裂隙统计、原地应力实测数据分析了共和盆地区域应力场的特征,结合共和GR2地热井储层构造、地层岩性特点建立三维模型,利用正交各向异性弹性本构关系,通过数值模拟获取了共和盆地GR2井的三维地应力数据,探讨了区域构造应力场及干热岩注水开发与断层稳定性。【研究结果】①模拟所得地应力分布与理论值吻合,满足初始位移精度要求,最终预估了井中地应力场分布特征;②在500~4500 m深度范围内,三向主应力总体表现为σv>σH>σh,表明该区域应力结构有利于正断层活动;③青海共和盆地最大水平主应力方向整体上呈北东(NE)向挤压变形作用为主,有利于花岗岩岩体具有低的流体渗透率、低的热流传导。④在统一的区域地应力场作用下,研究区3900~4500 m干热岩注水开发过程中,当地面持续注入压力达到或超过约19.9 MPa时,可能引起场区内断层的滑动失稳,导致中小地震的发生,在干热岩开发利用中需注意防范。【结论】研究结果对共和盆地地球动力学研究及干热岩安全开发利用具有一定参考价值。 展开更多
关键词 干热岩开发 地应力 三维数值模拟 断层活动性 地质调查工程 共和盆地 青海省
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土耳其地热能产业发展对中国的启示 被引量：1
7
作者 崔俊艳 李胜涛 +3 位作者 姚亚辉 刘东林 刘伟朋 王君照 《中国地质》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期1375-1386,共12页
【研究目的】地热能作为一种清洁高效的可再生能源,在能源紧缺与气候变化的双重驱动下,正逐渐受到各国重视。开发地热资源,成为加快能源结构调整以及“双碳”目标实现的重要途径。近年来,土耳其地热能产业高速发展,截至2021年,地热发电... 【研究目的】地热能作为一种清洁高效的可再生能源,在能源紧缺与气候变化的双重驱动下,正逐渐受到各国重视。开发地热资源,成为加快能源结构调整以及“双碳”目标实现的重要途径。近年来,土耳其地热能产业高速发展,截至2021年,地热发电总装机容量约为中国的30多倍,地热能直接利用则由2005年的1177 MW增加到2022年的4000 MW,取得了举世瞩目的成绩。土耳其与中国共处于地中海—喜马拉雅地热带上,地热资源丰富,土耳其地热能产业发展对于中国具有重要借鉴意义。【研究方法】本文采用文献综述的方法,分析土耳其地热资源条件,研究地热能产业发展现状,总结其快速发展的原因。结合中国地热资源条件与发展现状,借鉴土耳其经验,剖析影响中国地热发展的主要问题,提出对策与建议。【研究结果】研究表明,21世纪以来,土耳其政府大力支持地热能产业发展,其快速发展的原因和主要经验有:(1)政府承担前期勘探工作,有效降低企业开发风险;(2)政策引导、立法补贴,有效提高开发企业积极性,降低投资成本;(3)融资支持,为地热能发展提供资金保障;(4)国际合作、技术引领,有力促进地热能高效开发利用。【结论】借鉴土耳其地热能产业快速发展经验,结合中国实际,提出以下建议:(1)立法先行,完善管理机制,明确地热开发利用规程;(2)政策激励、补贴支持,充分调动企业积极性;(3)科学布局,实现地热产业高效发展;(4)加强国际交流,助力技术进步;(5)增强公众意识,提高地热能认知度。 展开更多
关键词 地热能 地热发电 直接利用 启示 地震带 地热地质调查工程 土耳其
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太行山区阜平县温泉水化学特征及成因分析
8
作者 刘伟朋 李胜涛 +3 位作者 贾小丰 岳冬冬 宋绵 张秋霞 《中国矿业》 北大核心 2024年第9期236-248,共13页
河北省阜平县位于太行山腹地,温泉出露于变质岩地层和变质核杂岩构造区,开展温泉水化学及成因分析,对于变质岩区隆起山地型地热资源的勘查开发具有一定的指导意义。本文基于阜平县自然地理及区域地热地质背景,采用野外调查及采样测试等... 河北省阜平县位于太行山腹地,温泉出露于变质岩地层和变质核杂岩构造区,开展温泉水化学及成因分析,对于变质岩区隆起山地型地热资源的勘查开发具有一定的指导意义。本文基于阜平县自然地理及区域地热地质背景,采用野外调查及采样测试等手段,综合运用水化学及稳定同位素等方法明确了温泉水化学特征和主要离子物质来源,初步推测了温泉的补给来源、深部热源等。阜平县温泉水质总体呈弱碱性,变质岩区温泉水化学类型为SO_(4)^(-)Na型,碳酸盐岩区为HCO_(3)^(-)Ca·Mg型,水化学演化以风化溶解作用为主导,阳离子交换作用为辅。温泉流体中的SO4^(2+)、Na^(+)主要来自硫化物和硅酸盐溶解,HCO_(3)^(2-)、Ca^(2+)、Mg^(2+)主要来自碳酸盐溶解。研究区温泉的补给水源为大气降水,并具有轻微的18O漂移现象,补给高程为1500~2600m,推测补给区位于研究区西北部变质岩区和东北部的碳酸盐岩区;研究区温泉样品均达石英理论平衡溶解线,估算热储温度56.46~133.71℃,循环深度2213.0~8092.3m;研究区温泉热源主要来自深部幔枝构造、低速高导层及构造热,韧性剪切带和深大断裂作为传热通道,地表热显示主要受控于断裂构造。研究区地热资源属于深循环可再生能源,热储温度达中高温标准,可进一步开展深部地热资源的勘查开发工作,促进当地经济绿色可持续发展,助力阜平县乡村建设。 展开更多
关键词 太行山区 阜平县 温泉 水化学特征 隆起山地型 成因分析
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