近三十年天津市地热大规模开发热储动态特征研究

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作者 殷肖肖 赵苏民 +2 位作者 蔡芸 闫佳贤 许磊 《地质学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期297-313,共17页

天津是我国较早大规模开发深层地热的地区之一,经过30多年的持续开采回灌,对深部热储特征有无影响,是否引起了资源枯竭、水质恶化以及热储温度下降等环境问题,一直是社会关注的焦点。本文系统收集了1992年以来天津市地热开发过程中的不... 天津是我国较早大规模开发深层地热的地区之一,经过30多年的持续开采回灌,对深部热储特征有无影响,是否引起了资源枯竭、水质恶化以及热储温度下降等环境问题,一直是社会关注的焦点。本文系统收集了1992年以来天津市地热开发过程中的不同热储层热水开发利用量、回灌量、水位、水质、水温等近30年的时间序列监测资料,通过垂向及横向对比,对地热持续开发30年来天津市不同地区不同热储层的热水动态特征进行了分析。结果表明,天津市各热储层地热流体的主要化学组分基本稳定,多年来无明显变化,地热采灌系统尾水回灌不会从根本上改变地热流体的原始化学特征,但深大断裂作为热流通道引起的顶托补给,会对上层热储水质造成一定的影响;随着近年来天津市回灌工作力度不断加大,大部分热储水位下降幅度减缓或出现回升,热储的温度没有明显的升高或降低的趋势,但回灌井热储段经过非供暖期的恢复无法达到最初的温度,呈逐年下降趋势。未来持续采灌条件下,回灌井筒的“冷堆积”及采灌井的优化调配应是重点关注的问题。 展开更多

关键词 地热开发 水动力场 化学场 温度场 天津

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广域电磁法在郑州地区深部地热资源勘查中的应用 被引量：3

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作者 邵炳松 阮传侠 +7 位作者 赵苏民 朱怀亮 石峰 杨坡 马振波 马艳飞 刘志龙 李向宝 《地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期316-327,共12页

应用广域电磁法对郑州地区深部寒武-奥陶系岩溶型热储进行探测研究,共布设了4条NNE向广域电磁测深剖面,获得了415个测深点。通过对广域电磁测深数据的处理、分析和反演,获得了研究区内4000 m以浅的二维电性结构模型。综合区域地质资料,... 应用广域电磁法对郑州地区深部寒武-奥陶系岩溶型热储进行探测研究,共布设了4条NNE向广域电磁测深剖面,获得了415个测深点。通过对广域电磁测深数据的处理、分析和反演,获得了研究区内4000 m以浅的二维电性结构模型。综合区域地质资料,地层由新到老依次划分为第四系-新近系、三叠系、二叠系-石炭系、奥陶系-寒武系、元古界。推断了新郑-太康断裂、大隗镇断裂、张庄断裂、推断断裂F4和李粮店断裂的位置、产状等信息。其中,新郑-太康断裂为新郑凸起与薛店-尉氏南次凹带的分界断裂,控制了三叠系沉积。基于地层和断裂分布特征,推断了7个深部寒武-奥陶系岩溶型热储的有利部位,认为位于新郑-太康断裂的DR1热储部位成热条件最好。 展开更多

关键词 广域电磁法 新郑凸起 新郑-太康断裂 地热资源 郑州

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中深层砂岩回灌井成井工艺优化及效果分析——以天津市明化镇组为例

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作者 赵艳婷 沈健 +2 位作者 赵苏民 闻爽 张森 《油气藏评价与开发》 CSCD 2023年第6期765-772,共8页

天津市沧县隆起内的明化镇组砂岩储层具有泥质含量高、成岩性差、胶结疏松、易出砂的特点,回灌困难的情况普遍存在,制约了地热资源的可持续开发。现有滤水管填砾成井工艺利于保持地层的稳定性和过水效果,但其回灌效果有待提升。从钻井... 天津市沧县隆起内的明化镇组砂岩储层具有泥质含量高、成岩性差、胶结疏松、易出砂的特点,回灌困难的情况普遍存在,制约了地热资源的可持续开发。现有滤水管填砾成井工艺利于保持地层的稳定性和过水效果,但其回灌效果有待提升。从钻井口径、钻井液、钻具组合和洗井等方面对现有滤水管填砾成井工艺进行了优化,优化后的大口径填砾成井工艺,在保证原有的挡砂和支撑效果的同时,扩大了成井口径,增加了地热井取水段的过流面积,通过优化钻井液配方和钻具组合,减少了钻井液对储层的污染,钻井施工后的联合洗井将部分堵塞成分带出地层,起到了疏通地层的作用,减小了对渗流通道的堵塞。应用该工艺施工的2眼明化镇组热储回灌井分别进行了3组回灌试验,试验中最大回灌量分别为32.0 m^(3)/h和58.0 m^(3)/h。与周边同层明化镇组回灌井相比,回灌量分别增加了3.48倍和2.00倍以上,证明优化后的大口径滤水管填砾成井工艺有效提升了明化镇组储层的回灌效果。 展开更多

关键词 明化镇组 砂岩储层 地热回灌 大口径填砾 成井工艺

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沧东断裂(天津段)特征及导水导热性质分析 被引量：30

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作者 赵苏民 高宝珠 +2 位作者 黎雪梅 李会娟 胡燕 《地质调查与研究》 2007年第2期121-127,共7页

沧东断裂是华北平原区一条规模较大的隐伏断裂,经历了中、新生代两个裂陷旋回,一直为地热地质工作者所关注。人工地震表明:沧东断裂是一空间构造形态上陡下缓、走向北东、北部边界已沿至蓟运河断裂附近的大型拆离断裂。以水文地质理论... 沧东断裂是华北平原区一条规模较大的隐伏断裂,经历了中、新生代两个裂陷旋回,一直为地热地质工作者所关注。人工地震表明:沧东断裂是一空间构造形态上陡下缓、走向北东、北部边界已沿至蓟运河断裂附近的大型拆离断裂。以水文地质理论为基础,对沧东断裂附近地热流体的水化学场、温度场特征的研究表明:沧东断裂在下部并不具备控制天津地热热源的构造条件,但断裂上部却具有明显的将深部高位热能以热对流形式向浅部传导的特征;在水力传导方面,除局部地段稍弱外,总体上沧东断裂带在水平和垂直方向上有较强的导水能力。 展开更多

关键词 沧东断裂 导水 导热 流体特征

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射孔参数组合在废弃石油井改造为地热井中的应用 被引量：1

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作者 赵苏民 赵侃 +1 位作者 朱家玲 张伟 《地下水》 2014年第1期64-65,84,共3页

本文介绍了孔径、孔密、相位和穿透深度以及相互匹配对井产能的影响,探讨了废弃石油井改造为地热井的优势,提出了针对不同储层类型、不同完井工艺方式下射孔参数的组合选择。该方法应用于对废弃石油井改造为地热井和采用射孔完井的地热... 本文介绍了孔径、孔密、相位和穿透深度以及相互匹配对井产能的影响,探讨了废弃石油井改造为地热井的优势,提出了针对不同储层类型、不同完井工艺方式下射孔参数的组合选择。该方法应用于对废弃石油井改造为地热井和采用射孔完井的地热井施工具有重要的是借鉴意义。 展开更多

关键词 废弃石油井 射孔参数 地热井

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浅层地温能利用技术在天津改燃工程中的应用

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作者 赵苏民 李会娟 高宝珠 《地下水》 2007年第3期50-53,共4页

浅层地温能分布面积广,通过热泵技术在城市和乡镇都可普遍利用,这一清洁新能源越来越受到人们的青睐。通过天津某公司改燃工程实例,对浅层地温能技术的设计思路、对井方案及运行情况进行分析,旨在引起人们对这一新能源的重视,也对其出... 浅层地温能分布面积广,通过热泵技术在城市和乡镇都可普遍利用,这一清洁新能源越来越受到人们的青睐。通过天津某公司改燃工程实例,对浅层地温能技术的设计思路、对井方案及运行情况进行分析,旨在引起人们对这一新能源的重视,也对其出现的问题如对井间距、回灌量保证程度进行探讨。 展开更多

关键词 地温能 供暖制冷 对井 地层储能

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天津地区孔隙型热储层地热流体回灌影响因素探讨 被引量：26

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作者 林黎 王连成 +2 位作者 赵苏民 王颖萍 胡燕 《水文地质工程地质》 CAS CSCD 北大核心 2008年第6期125-128,共4页

文章通过对孔隙型热储层地热流体回灌试验中回灌量与液柱压力、流体温度相互关系等方面分析和探讨,认为其主要影响因素为热储层物质结构、水文地质特征、回灌水温度、成井工艺、回灌与开采井间的距离、回灌方式等条件。

关键词 地热资源 回灌 水文地质 成井工艺

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深层地热水开采与地面沉降的关系研究 被引量：17

8

作者 林黎 赵苏民 +2 位作者 李丹 马风如 李会娟 《水文地质工程地质》 CAS CSCD 北大核心 2006年第3期34-37,共4页

本文根据天津塘沽区深层地沉观测标观测到的地面沉降数据,分析了深层地下热水开采对地面沉降的影响比例。在分析地热水开采引起地面沉降机理的基础上,通过统计回归方法建立了深层孔隙型地热水开采量与地面沉降量的相关模型;提出了进行... 本文根据天津塘沽区深层地沉观测标观测到的地面沉降数据,分析了深层地下热水开采对地面沉降的影响比例。在分析地热水开采引起地面沉降机理的基础上,通过统计回归方法建立了深层孔隙型地热水开采量与地面沉降量的相关模型;提出了进行地热尾水回灌和建立深层沉降监测网以加强综合研究的防治对策。 展开更多

关键词 孔隙型地热水 正常固结地层 地面沉降

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天津地区深部蓟县系雾迷山组热储岩溶非均一性特征研究 被引量：13

9

作者 林黎 赵苏民 +1 位作者 阮传侠 王颖萍 《现代地质》 CAS CSCD 北大核心 2007年第4期600-604,共5页

天津地区蓟县系雾迷山组热储层岩性以碳酸盐岩为主,是天津地区目前开采层最深、开采强度最大、流体温度最高的主力开采层。钻遇该层的所有地热井均能开采出地热流体,反映了该热储层在区域上具有相对均一的发育特征。但通过钻探、井下物... 天津地区蓟县系雾迷山组热储层岩性以碳酸盐岩为主,是天津地区目前开采层最深、开采强度最大、流体温度最高的主力开采层。钻遇该层的所有地热井均能开采出地热流体,反映了该热储层在区域上具有相对均一的发育特征。但通过钻探、井下物探及流体特征分析发现,因岩性不同、结构差异以及外部条件的变化,如溶蚀、构造、风化等多种因素对岩石裂隙改造的程度不同,导致不同构造部位、不同埋深的岩溶发育特征有较大差异,从而将岩溶分为裂隙型和裂隙孔隙型两大类。了解和掌握雾迷山组热储层深部岩溶发育特征,对天津地区地热资源勘查、开发和评价都具有十分重要的意义。 展开更多

关键词 雾迷山组 岩溶裂隙 钻探 非均一性 天津

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碳酸盐岩热储对湖水回灌的响应 被引量：11

10

作者 刘东林 李义曼 +2 位作者 庞忠和 赵苏民 范翼帆 《工程地质学报》 CSCD 北大核心 2019年第1期178-183,共6页

回灌式开采是目前普遍提倡的保持热储压力、减缓水位下降、实现地热资源可持续开发利用的有效手段之一。外源水回灌是近年来探讨的新思路,是易于回灌的碳酸盐岩储层的优选方案。本文针对天津东丽湖地区蓟县系雾迷山组白云岩热储,通过开... 回灌式开采是目前普遍提倡的保持热储压力、减缓水位下降、实现地热资源可持续开发利用的有效手段之一。外源水回灌是近年来探讨的新思路,是易于回灌的碳酸盐岩储层的优选方案。本文针对天津东丽湖地区蓟县系雾迷山组白云岩热储,通过开展储层条件下水-岩相互作用实验,探讨了未处理湖水回灌的可行性和热储层的地球化学响应。结果表明,未经处理湖水回灌后,其TDS显著降低,说明发生了沉淀,经计算沉淀量为142. 6 mg·L-1,相当于矿物质量增加了0. 09%。反应初期阶段,斜长石发生溶解,释放出K、Ca、Na等碱金属和Si O2等组分;导致溶液中白云石、方解石和钾长石过饱和而沉淀析出;随着反应进行,不全等溶解沉淀作用使部分白云石发生溶解,而方解石持续沉淀;伊利石是反应过程中形成的主要黏土矿物,其对储层结构的影响取决于其形状。基于现有实验结果,认为未处理湖水直接回灌对白云岩热储的影响较小,不会破坏储层结构。 展开更多

关键词 碳酸盐岩 湖水回灌 地球化学响应 雾迷山组 白云岩

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天津地区地热形成机理分析 被引量：18

11

作者 张百鸣 林黎 赵苏民 《水文地质工程地质》 CAS CSCD 北大核心 2006年第2期104-107,共4页

通过对王兰庄、山岭子、塘沽、武清、大港及周良庄等地热田的勘查,文章对天津地区的地热形成机理进行了研究,分析了在华北地台大的构造演化过程中,造成本区上地壳花岗岩顶板埋深变浅以及厚度的增加,具有足够丰度、半衰期较长的放射性元... 通过对王兰庄、山岭子、塘沽、武清、大港及周良庄等地热田的勘查,文章对天津地区的地热形成机理进行了研究,分析了在华北地台大的构造演化过程中,造成本区上地壳花岗岩顶板埋深变浅以及厚度的增加,具有足够丰度、半衰期较长的放射性元素蜕变生成热聚集形成地球内部的增温;古老的地盾与较为活动的冒地槽之间的地台上较高的上地幔热流得以在较短的路径上向外传递。得出结论:天津地区属于地热正常区,只有在一定的构造条件和水动力条件下,才能形成局部的地热异常区。 展开更多

关键词 地热 热源 成因

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天津地区新近系地热回灌井不同完井工艺应用效果对比 被引量：5

12

作者 王光辉 赵娜 +2 位作者 赵苏民 高亮 李嫄嫄 《地质找矿论丛》 CAS CSCD 2013年第3期481-485,共5页

针对新近系地层国内外普遍存在回灌效率低的问题,通过对滤水管和射孔两种不同完井工艺对回灌效果的影响入手,开展两种完井工艺地热回灌的试验研究。研究表明,在地层沉积环境和地层参数相同的情况下,射孔完井工艺回灌量大,回灌持续性好,... 针对新近系地层国内外普遍存在回灌效率低的问题,通过对滤水管和射孔两种不同完井工艺对回灌效果的影响入手,开展两种完井工艺地热回灌的试验研究。研究表明,在地层沉积环境和地层参数相同的情况下,射孔完井工艺回灌量大,回灌持续性好,不易产生堵塞,比滤水管完井工艺效果显著,对提高新近系地热回灌井的回灌效率具有明显的促进作用。 展开更多

关键词 新近系 地热 回灌 射孔 滤水管 完井工艺 天津地区

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天津滨海新区应用地源热泵系统可行性分析及建议 被引量：5

13

作者 田光辉 曾梅香 +3 位作者 程万庆 赵苏民 李俊 田信民 《水文地质工程地质》 CAS CSCD 北大核心 2010年第4期135-138,共4页

介绍了滨海新区第四系水文地质条件、地温场等特征,结合地下水地源热泵系统和垂直地埋管地源热泵系统的特点及相关政策,对两种类型的地源热泵系统在滨海新区应用的可行性进行了分析。得出存在的主要问题包括咸淡水串层、回灌、地面沉降... 介绍了滨海新区第四系水文地质条件、地温场等特征,结合地下水地源热泵系统和垂直地埋管地源热泵系统的特点及相关政策,对两种类型的地源热泵系统在滨海新区应用的可行性进行了分析。得出存在的主要问题包括咸淡水串层、回灌、地面沉降及热平衡等,建议在应用地源热泵系统时要合理设计,确保咸淡水不串层,并进行相应的原位热响应试验,研究热平衡和回灌问题,尽快开展该区浅层地热能的调查评价和开发利用专项规划工作。 展开更多

关键词 滨海新区 地源热泵系统 地质条件 可行性

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天津地区地层热物性特征及影响因素分析 被引量：8

14

作者 阮传侠 冯树友 +2 位作者 牟双喜 程万庆 赵苏民 《水文地质工程地质》 CAS CSCD 北大核心 2017年第5期158-163,共6页

为分析天津地区地层热物性参数的地区分布特征和平面分布规律,布置88个勘查孔、现场采集1 076个岩土样、室内分析热导率、比热容、热扩散系数等地层热物性实验,对测试数据进行统计分析。结果表明:天津市岩土体热导率在1.26~1.70 W/(m
... 为分析天津地区地层热物性参数的地区分布特征和平面分布规律,布置88个勘查孔、现场采集1 076个岩土样、室内分析热导率、比热容、热扩散系数等地层热物性实验,对测试数据进行统计分析。结果表明:天津市岩土体热导率在1.26~1.70 W/(m·K),比热容在2 050~2 090 J/(kg·K),热扩散系数在0.45×10^(-6)~0.74×10^(-6)m^2/s。同一地区不同岩性的比热容,黏土最大、粉砂最小,热导率刚好相反,热扩散系数与比热容规律相同;不同地区同一岩性的热物性参数差别不大。天津市比热容与热导率呈现大致相反的趋势,热导率高值区位于蓟县、宝坻和宁河的东部、武清西部、静海南部以及滨海新区的中部地区;比热容高值区位于蓟县、宝坻和宁河西部、武清东部、静海北部以及滨海新区大部分地区。 展开更多

关键词 地热地质 热导率 比热容 热扩散系数 水文地质 地层热物性 天津地区

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天津地热水开发利用状况及保护对策研究 被引量：11

15

作者 林黎 赵苏民 王心义 《河南理工大学学报（自然科学版）》 CAS 2006年第2期105-110,共6页

在阐述天津地热水开发利用现状的基础上,针对所存在的缺乏统一规划、地热利用率低和回灌量少等问题,提出了分区管理、总量控制、强度控制、利用方式控制和优化配置的保护原则.依据保护原则,根据所划分的限制开采区、控制开采区、鼓励开... 在阐述天津地热水开发利用现状的基础上,针对所存在的缺乏统一规划、地热利用率低和回灌量少等问题,提出了分区管理、总量控制、强度控制、利用方式控制和优化配置的保护原则.依据保护原则,根据所划分的限制开采区、控制开采区、鼓励开采区和探采结合区,分别制订了相应的保护措施及保护目标,为有限且宝贵的地热水资源可持续开发利用提供了技术支持. 展开更多

关键词 天津地热资源 开发利用 保护对策

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天津地区馆陶组热储回灌量衰减原因探讨 被引量：14

16

作者 林建旺 赵苏民 《水文地质工程地质》 CAS CSCD 北大核心 2010年第5期133-136,共4页

馆陶组是天津地区开展回灌试验最早、次数最多的热储层,但在每次试验中,回灌开始几小时或几天后,回灌量就急剧衰减,多数观点认为是回灌流体堵塞影响。笔者根据试验中观测到的现象及有关数据,经过理论分析,认为在回灌初期造成回灌量衰减... 馆陶组是天津地区开展回灌试验最早、次数最多的热储层,但在每次试验中,回灌开始几小时或几天后,回灌量就急剧衰减,多数观点认为是回灌流体堵塞影响。笔者根据试验中观测到的现象及有关数据,经过理论分析,认为在回灌初期造成回灌量衰减的主要因素并不是堵塞,而是冷锋面前移过程中与热储层作用产生的一系列阻力所致。通过对回灌衰减分析,在不考虑堵塞的情况下,砂岩储层的物性特征是制约其回灌效果的关键。结合国内外最新砂岩回灌成果,提出天津地区馆陶组回灌的储层参数条件,对持续开发利用馆陶组地热资源具有一定的意义。 展开更多

关键词 馆陶组 储层 回灌 衰减

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天津地热资源现状与可持续性开发利用问题 被引量：35

17

作者 马凤如 林黎 +2 位作者 王颖萍 程万庆 赵苏民 《地质调查与研究》 2006年第3期222-228,共7页

天津地区地热资源十分丰富,至2005年底,已有地热井269眼,年开采量2 564万m3。但地热资源利用率最高为62.4%,地热尾水回灌率不到8%,是一种粗放的开发利用模式。笔者从实现地热资源可持续开发利用角度出发,针对天津地区不同热储层的特征,... 天津地区地热资源十分丰富,至2005年底,已有地热井269眼,年开采量2 564万m3。但地热资源利用率最高为62.4%,地热尾水回灌率不到8%,是一种粗放的开发利用模式。笔者从实现地热资源可持续开发利用角度出发,针对天津地区不同热储层的特征,在阐述天津地热资源开发利用现状的基础上,针对所存在的缺乏统一规划、地热利用率低和回灌量少等问题,针对不同的开采类型区制订了相应的保护措施及保护目标,提出了分区管理、总量控制、强度控制、利用方式控制和优化配置的保护原则,为有限、宝贵的地热水可持续开发利用提供技术保证;并提出地热资源必须走回灌开发道路,增加回灌井,提高回灌率是实现地热资源可持续开发利用的重要保障。 展开更多

关键词 地热资源 开发利用率 回灌 保护对策 天津市

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天津地热资源可持续开发利用对策 被引量：8

18

作者 林黎 赵苏民 +1 位作者 李平 王心义 《中国国土资源经济》 北大核心 2005年第12期7-10,共4页

天津有着十分丰富的地热资源,至2003年底,已有地热井235眼,年开采量2701万m3。但地热资源利用率最高为62.4%,地热尾水回灌率不到8%,基本是一种粗放的开发利用模式。文章从实现地热资源可持续开发利用角度出发,针对天津地区不同热储层的... 天津有着十分丰富的地热资源,至2003年底,已有地热井235眼,年开采量2701万m3。但地热资源利用率最高为62.4%,地热尾水回灌率不到8%,基本是一种粗放的开发利用模式。文章从实现地热资源可持续开发利用角度出发,针对天津地区不同热储层的特征,提出适宜的利用方式,提高地热利用率。而且指出必须走回灌开发道路,增加回灌井,提高回灌率是实现地热资源可持续开发利用的重要保障。 展开更多

关键词 天津市 地热资源 开发 利用率 回灌 对策

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不同基岩地层条件下地埋管钻孔热响应特性及影响因素分析 被引量：5

19

作者 蔡芸 姚木申 +1 位作者 卢宝 赵苏民 《河北工业大学学报》 CAS 2019年第3期86-90,共5页

针对不同基岩地层条件,开展地埋管钻孔的现场热响应试验与地下换热实验,分析相关影响因素。结果表明,在目前地埋管钻孔深度范围内,初始平均地温均高于年平均气温,且二者呈正相关关系;就基岩地区热响应试验而言,岩性差异在很大程度上决... 针对不同基岩地层条件,开展地埋管钻孔的现场热响应试验与地下换热实验,分析相关影响因素。结果表明,在目前地埋管钻孔深度范围内,初始平均地温均高于年平均气温,且二者呈正相关关系;就基岩地区热响应试验而言,岩性差异在很大程度上决定了测试结果,其中岩石热导率和热扩散率大小顺序为沉积岩(灰岩)>变质岩>火山岩(安山岩、玄武岩)。地埋管换热量不仅受地层岩性、初始地温、管内流体温度等影响,而且还受地下水径流作用影响。地下水流动性越强,对地埋管换热的强化效应也越强。 展开更多

关键词 浅层地热能 热响应试验 热物性 换热量

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天津地热对井回灌系统中的同位素示踪技术 被引量：14

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作者 孙宝成 曾梅香 +1 位作者 林黎 赵苏民 《地质调查与研究》 2005年第3期187-192,共6页

为深入分析地热回灌开采中回灌水运移规律、求证热储参数,笔者选取二组中元古界雾迷山组地热对井,分别注入放射性同位素35S(T1/2=87天)1、25I(T1/2=60天)进行示踪试验,并分别于第130天、51天检出峰值,以此数据计算出的热储层的渗透系数... 为深入分析地热回灌开采中回灌水运移规律、求证热储参数,笔者选取二组中元古界雾迷山组地热对井,分别注入放射性同位素35S(T1/2=87天)1、25I(T1/2=60天)进行示踪试验,并分别于第130天、51天检出峰值,以此数据计算出的热储层的渗透系数、导水系数等有关参数,与传统的抽水试验算出的结果吻合良好;注入示踪剂在地层中的运移方向也与抽水试验观测到的结果完全一致,且直观形象、检出精度更高。同位素示踪技术能为进一步深入研究热储层在回灌前后压力场、温度场、水化学场的变化特征提供大量基本数据,也为天津乃至华北地区地热资源实施循环开发提技术保障。 展开更多

关键词 地热资源 回灌开采 同位素 示踪试验

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