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山东省菏泽凸起地热田岩溶地热水水化学水平演化特征 被引量:10
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作者 史启朋 宋帅良 +1 位作者 孟甲 郑慧铭 《中国岩溶》 CAS CSCD 北大核心 2021年第2期310-318,共9页
在前人研究成果的基础上,选择A-A'和B-B'两条路径,采用Piper三线图解、Schoeller图解、Na-K-Mg平衡图解、饱和指数计算评价等方法,研究山东菏泽凸起地热田地热水沿路径上的循环演化特征。结果表明:沿A-A'、B-B'剖面岩... 在前人研究成果的基础上,选择A-A'和B-B'两条路径,采用Piper三线图解、Schoeller图解、Na-K-Mg平衡图解、饱和指数计算评价等方法,研究山东菏泽凸起地热田地热水沿路径上的循环演化特征。结果表明:沿A-A'、B-B'剖面岩溶冷水→岩溶热水,水化学类型由SO_(4)·HCO_(3)-Ca·Mg·Na或SO_(4)·HCO_(3)-Ca·Mg向SO_(4)-Ca·Na或SO_(4)-Ca演化,矿化度逐渐增大,HCO_(3)^(-)浓度逐渐减少,SO_(4)^(2-)、Ca^(2+)、K^(+)浓度逐渐增大,反映出岩溶冷水向岩溶热水演化的补给特征;水化学三线图上岩溶冷水、热水处在不同的区域,显示岩溶冷水向岩溶热水演化补给;距补给区由近到远,水岩作用程度逐步提高,饱和指数逐渐增大,岩溶地热水溶滤作用增强。 展开更多
关键词 菏泽凸起地热田 岩溶地热水 水—岩作用 水化学特征
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断陷盆地碳酸盐岩热储勘查及研究:以鱼台凹陷为例 被引量:8
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作者 孟甲 秦鹏 +2 位作者 史启朋 谭现锋 张茜 《地质科技通报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第4期38-45,共8页
鱼台凹陷是一个中生代同沉积断陷盆地,其内部构造纵横,深部普遍发育奥陶系碳酸盐岩,具备地热开发前景。为研究断陷盆地内碳酸盐岩热储特征,评价其资源潜力,在鱼台凹陷施工一眼2309.31 m深钻孔,通过综合测井、产能测试、水化学分析、气... 鱼台凹陷是一个中生代同沉积断陷盆地,其内部构造纵横,深部普遍发育奥陶系碳酸盐岩,具备地热开发前景。为研究断陷盆地内碳酸盐岩热储特征,评价其资源潜力,在鱼台凹陷施工一眼2309.31 m深钻孔,通过综合测井、产能测试、水化学分析、气体成分分析、地热水^(14)C年龄测定等手段,分析了盆地内地热流体的来源及补给、热源储集、离子运移等条件。结果显示,地热井温曲线的增温异常与裂隙发育断位置一致,指示了地热水来源方向;地热水Cl^(-)、Na^(+)含量较高,其离子组分形成原因与岩盐溶解有关;鱼台凹陷东南部断裂交会处附近地热水表观年龄43.5 ka BP,校正年龄10.752 ka BP,时间在第四纪更新世晚期至全新世早期。研究认为,鱼台凹陷存在较为活跃或年轻的地质构造,是热储的热源之一,区内奥陶系热储可采地热资源量约为2.12×10^(9)GJ,合标准煤7.27×10^(7)t,资源潜力较大,开发利用前景良好。 展开更多
关键词 地热 断陷盆地 碳酸盐岩 水化学 气体成分 鱼台凹陷
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利津干热岩型地热资源调查评价关键技术研究 被引量:9
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作者 谭现锋 刘肖 +1 位作者 王贵玲 王浩 《地质学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第7期2166-2176,共11页
干热岩型地热资源是储量大、用途广的新型、可再生绿色能源,对其进行调查评价意义重大。本次从区域干热岩靶区选址、物探、钻探、岩芯取样测试、综合测井、抽注水试验、目的层压裂、热储评价等方面,系统地总结分析了干热岩型地热资源调... 干热岩型地热资源是储量大、用途广的新型、可再生绿色能源,对其进行调查评价意义重大。本次从区域干热岩靶区选址、物探、钻探、岩芯取样测试、综合测井、抽注水试验、目的层压裂、热储评价等方面,系统地总结分析了干热岩型地热资源调查评价中涉及的关键技术。同时以利津干热岩GRY1孔进行说明,结果表明:虽然其天然裂隙率及渗透性较差,但经水力压裂后其渗透系数有大幅提高,压裂模式属于人工高压+天然裂隙复合压裂模式,在可控的孔口压力下能获得较大的注入水量,有利于干热岩资源的开发利用;干热岩做压裂试验时应选取天然裂隙发育段作为压裂试验的目的层,陈庄潜凸起区内埋深5000m范围内干热岩蕴藏的热资源量为2.654×1020J,折合标准煤90.21亿t;可利用资源量为5.29×1018J,折合标准煤1.804亿t。该研究对干热岩勘查开发工程场地选址、调查评价等方面具有一定指导意义。 展开更多
关键词 干热岩型地热资源 调查评价 大地热流值 勘查选址
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地热井在不同注水和出水条件下热采效率优化研究
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作者 高俊义 史启朋 +3 位作者 徐超 王建望 郭娟 高文伟 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第11期369-375,共7页
基于地热开采概念模型,采用3DEC程序计算分析不同注水和出水的三口地热井对岩体温度场、地热井温度场,及地热井出口水温影响的规律。结果表明:1)中部为注水井或生产井,边缘为生产井或注水井,模型达到稳态时生产井出口水温最低,且几乎相... 基于地热开采概念模型,采用3DEC程序计算分析不同注水和出水的三口地热井对岩体温度场、地热井温度场,及地热井出口水温影响的规律。结果表明:1)中部为注水井或生产井,边缘为生产井或注水井,模型达到稳态时生产井出口水温最低,且几乎相同;2)由于邻近两口生产井抽取水流过程中通过之间的岩体发生热量叠加效应,使其出口水温大幅提升,此时生产井出口水温最高,同时模型达到稳态所需的时间最长;3)当两口邻近注水井,生产井水流速增大1倍时,其水流传热量增多致其出口水温有所提升,同时模型达到稳态所需的时间最短;4)根据生产井出口水温由高到低,模型优化顺序为两口邻近生产井>两口邻近注水井>两口间隔生产井=两口间隔注水井。 展开更多
关键词 地热井 热流耦合 地温场 热采效率 优化研究
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岩溶热储合理采灌井距的热突破约束——以菏泽地热田为例
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作者 刘琲琲 康凤新 +4 位作者 刘肖 史启朋 郑婷婷 秦鹏 高宗军 《地质学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期3149-3168,共20页
与煤炭、石油、天然气等传统化石能源相比,地热能具有资源储量大、分布广、可再生、开采条件好等优点。菏泽潜凸起地热田是山东省主要大型碳酸盐岩岩溶热储地热田之一,地热资源储量丰富。为保证地热资源可持续开发利用,本文基于郓城县... 与煤炭、石油、天然气等传统化石能源相比,地热能具有资源储量大、分布广、可再生、开采条件好等优点。菏泽潜凸起地热田是山东省主要大型碳酸盐岩岩溶热储地热田之一,地热资源储量丰富。为保证地热资源可持续开发利用,本文基于郓城县武安府前小区、文昌苑社区岩溶热储地热采灌井全井段地温场长期动态监测,阐述了地温场变化规律及演化趋势,建立水-热耦合采灌对井数值模型,计算回灌工程合理采灌井距、合理采灌量,防止开采井运行期内发生热突破。结果表明,随着回灌年限的延长,回灌井周围热储温度逐年降低,回灌冷水影响范围逐渐扩大。将开采井热储温度降低1℃视为热突破,利用数值模型模拟预测,回灌低温冷水影响范围随采灌工程运行逐渐扩展并到达开采井附近。随着采灌量的增加或采灌井间距的减小,开采井周边的低温范围逐渐增大,产生热突破的时间逐渐缩短。热突破时间t与回灌量Q呈幂函数减小、与采灌井间距R呈指数函数增长。采灌量50 m^(3)/h,采灌井距大于350 m可保证对井系统运行100年不发生热突破;采灌量70 m^(3)/h、90 m^(3)/h、120 m^(3)/h、150 m^(3)/h、180 m^(3)/h时,100年不发生热突破的合理采灌井距分别为400 m、425 m、475 m、500 m、550 m。该结论为采灌井合理布局、地热资源可持续循环开发提供科学依据。 展开更多
关键词 地热尾水回灌 岩溶热储 地温场 热突破 合理采灌井距
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碳酸盐岩热储抽灌井光纤测温及地温变化研究 被引量:2
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作者 史启朋 谭现锋 +5 位作者 孟甲 郑慧铭 张茜 刘肖 宋帅良 杜颖 《高校地质学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期756-765,共10页
碳酸盐岩热储层具有地热资源丰富、开采条件好、单井涌水量大等特点,是中深层地热资源开发利用的主要热储层之一。在地热长期开采、尾水回灌过程中,既要保持抽灌井之间的水力联系,又要避免热突破的发生,对抽灌井热储层温度长期监测和热... 碳酸盐岩热储层具有地热资源丰富、开采条件好、单井涌水量大等特点,是中深层地热资源开发利用的主要热储层之一。在地热长期开采、尾水回灌过程中,既要保持抽灌井之间的水力联系,又要避免热突破的发生,对抽灌井热储层温度长期监测和热源分析计算,是地热资源可持续开发利用的重要课题。文章介绍了抽灌井分布式光纤测温技术,监测了碳酸盐岩热储抽水回灌对地温的影响,根据监测数据分析、计算了热储温度恢复的热源及热量。研究结果表明:受抽灌井间距较小和碳酸盐岩热储优势通道的影响,供暖后第6天,抽水井热储温度明显下降,平均降幅1.6℃,抽灌井产生了热突破;因长期大量低温尾水回灌,第二个供暖季之前回灌井热储温度未能恢复到初始温度,抽水井温度基本恢复;经分析计算,储层热量恢复的主要来源为地热水对流聚热,其次为高温储层、地热水传导聚热。基于该研究结果,在大规模回灌条件下,回灌井温度降低,抽灌井发生热突破是必然的发展趋势,深入开展抽灌井合理井距研究、防止短时间内发生热突破,对促进地热资源可持续开发利用是非常必要的。 展开更多
关键词 碳酸盐岩热储层 分布式光纤测温 热突破 热恢复
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基于自适应BPNN-GIS耦合的地下水源热泵适宜性分区研究 被引量:2
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作者 闫佰忠 孙剑 +3 位作者 陈佳琦 孙丰博 李晓萌 付庆杰 《现代地质》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期963-971,共9页
基于石家庄市的地质条件构建了地下水源热泵适宜性评价指标体系。利用自适应Back Propagation(BP)神经网络与(GIS)耦合的方法进行地下水源热泵适宜性分区评价,同时与模糊层次分析法评价结果进行对比。结果表明,两者适宜性分区除了面积... 基于石家庄市的地质条件构建了地下水源热泵适宜性评价指标体系。利用自适应Back Propagation(BP)神经网络与(GIS)耦合的方法进行地下水源热泵适宜性分区评价,同时与模糊层次分析法评价结果进行对比。结果表明,两者适宜性分区除了面积略有差异,适宜性分布情况基本相同,BP神经网络与模糊层次分析法适宜区评价结果面积占比仅相差3.80%,较适宜区面积占比相差8.06%,不适宜区面积占比相差11.86%。采用自适应BPNN-GIS的评价方法解决了传统人工手动调参以及主观赋权的弊端,同时评价效率更高、精度更高,更能反映研究区单点适宜性程度。 展开更多
关键词 地下水源热泵 BP神经网络 适宜性分区 石家庄
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盆地潜凸起岩溶热储地热田成因机理:以菏泽潜凸起为例 被引量:17
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作者 康凤新 史启朋 +1 位作者 马哲民 隋海波 《地质学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期221-237,共17页
盆地潜凸起岩溶热储地热田是我国主要供暖用热储之一,具有分布面积广、水温高、水量大等特点,是北方清洁供暖的重要可再生热源。本文以菏泽潜凸起岩溶热储地热田为例,通过地质构造、岩溶发育特征、同位素和水文地球化学特征、地温场空... 盆地潜凸起岩溶热储地热田是我国主要供暖用热储之一,具有分布面积广、水温高、水量大等特点,是北方清洁供暖的重要可再生热源。本文以菏泽潜凸起岩溶热储地热田为例,通过地质构造、岩溶发育特征、同位素和水文地球化学特征、地温场空间分布规律、地热水动力场的系统分析,揭示地热田岩溶地热水补给源、运移途径和富集机理:地热水来源于东北部梁山、东部嘉祥一带基岩山区大气降水入渗补给,主要循环富集于层间岩溶与断裂破碎带复合处。根据地温场空间分布特征揭示的热源及其传递和聚集特征,提出了四元聚热机制,一元是大地热流毯状传导聚热、二元是凸起区高热导率分流聚热、三元是导热断裂或岩体接触带带状对流聚热、四元是地下水运移传导-对流聚热。在热储富集和聚热成因机理研究基础上,构建了基于水源、热源及深部岩溶发育特征的地热田成因机理模型,揭示了地热能富集规律。 展开更多
关键词 菏泽潜凸起地热田 岩溶热储 成因机理 四元聚热
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北方岩溶区断裂带水文地质性质及结构模型 被引量:2
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作者 刘元晴 周乐 +4 位作者 王新峰 吕琳 路小慧 于开宁 张伟峰 《中国岩溶》 CAS CSCD 北大核心 2022年第6期975-985,共11页
断层带结构和内部流体流动特性是水文地质研究领域的难点问题。石油地质领域,在油气运移与成藏方向已形成较成熟的断层封闭性定量评价技术手段。相比较,断裂的水文地质性质研究尚停留在断裂的力学性质对断层导水、阻水特性的定性评价阶... 断层带结构和内部流体流动特性是水文地质研究领域的难点问题。石油地质领域,在油气运移与成藏方向已形成较成熟的断层封闭性定量评价技术手段。相比较,断裂的水文地质性质研究尚停留在断裂的力学性质对断层导水、阻水特性的定性评价阶段,尚未详细开展断裂带结构、渗透性各向异性等方面的研究工作。文章梳理总结国外断裂带水文地质性质研究中关于结构组成、断裂带演化、渗透率影响因素等方面的研究成果,引入断裂带渗透率结构模型,并以中国北方岩溶区碳酸盐岩与碎屑岩互层含水岩组为例,构建断裂带水文地质结构模型。断裂带研究尺度和精度不同、断裂带发育部位不同,导致其结构及水文地质性质亦不相同,如何建立起精确、典型的断裂带水文地质结构模型,需要各领域数据共享及多学科融合共同开展研究工作。 展开更多
关键词 水文地质 断层核 破裂带 渗透率 岩溶山区
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