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中国油田地热开发利用现状与发展方向
1
作者 王社教 施亦做 +2 位作者 方朝合 曹倩 任路 《岩性油气藏》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期23-32,共10页
基于中国地热发展现状、地热资源赋存和分布特点、不同地热开发方式对比,分析了油田地热资源开发利用潜力,并探讨了中国地热产业,尤其是油田地热未来的发展方向。研究结果表明:(1)中国的地热资源较为丰富,以中低温地热资源为主。浅层地... 基于中国地热发展现状、地热资源赋存和分布特点、不同地热开发方式对比,分析了油田地热资源开发利用潜力,并探讨了中国地热产业,尤其是油田地热未来的发展方向。研究结果表明:(1)中国的地热资源较为丰富,以中低温地热资源为主。浅层地热资源分布全国;中低温地热资源分布于沉积盆地、东南沿海和隆起山区,在不同深度形成了大面积分布的含地热水的热储层,为水热型地热资源;高温地热资源集中分布在西藏南部、四川西部、云南西部和台湾地区。中国浅层地热能资源(浅于200 m)年可开采量折合7×10^(8)t标准煤。(2)由于浅层地热能开发利用的环境与效率问题、深井直接换热的效率问题,以及干热岩开发利用的技术瓶颈问题,中深层水热型地热资源将是当今中国地热资源开发利用最主要和最现实的领域。(3)油田地热开发中形成了地热资源勘查与评价、砂岩地层回灌、废弃井改造为地热井、高温钻完井等一批关键技术,均在大型地热开发项目中得到成功应用。油田拥有丰富的采出水资源,可以直接利用,大量的废弃井或低效油井可以通过工艺改造为地热井进行地热资源开发,从而降低地热开发成本,提高地热项目的经济性。(4)油田地热除用于油田生产用能替代和清洁供暖外,中低温地热发电、氦气等伴生资源的开发、废弃油气藏储热和CO_(2)封存等领域的发展潜力巨大,地热综合开发利用是油田地热未来发展的主要方向。 展开更多
关键词 油田地热 水热型地热资源 地热供暖 地热发电 废弃油气藏储热 CO_(2)封存
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基于居里面深度对中国东北部大地热流的研究
2
作者 邱楠生 许晴 +2 位作者 朱传庆 宋佳霖 李潇 《地质学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期680-691,共12页
大地热流值是表征地球热状态的重要参数,也是进行深部地温预测和评价一个地区地热资源的最基本数据。受钻孔测温的影响,盆地外的无钻孔测温地区缺少实测的大地热流值。目前的热流分布图都是依据相邻盆地的实测值进行插值绘制的,无钻孔... 大地热流值是表征地球热状态的重要参数,也是进行深部地温预测和评价一个地区地热资源的最基本数据。受钻孔测温的影响,盆地外的无钻孔测温地区缺少实测的大地热流值。目前的热流分布图都是依据相邻盆地的实测值进行插值绘制的,无钻孔区热流值可信度较低。由于岩石居里点与温度密切相关,可以通过居里面深度来研究地表热流值。本文依据东北地区现有的居里面深度分布图,结合实测的岩石热导率、岩石生热率数据和相应的地壳分层状况,计算了东北地区的大地热流值,重新绘制了中国东北地区精细的大地热流分布图。东北地区整体大地热流处于42.5~95 mW/m~2之间,热流高值位于五大连池及敦化-密山断裂带海龙—牡丹江一带,松辽盆地内部、小兴安岭和长春-延吉缝合带也有局部的高热流值。热流高值与居里面隆起区域有较高的一致性,即居里面隆起处热流较高,而坳陷区热流较低。本次研究填补了中国东部地区热流实测值空白,为该区深部地温预测和地热资源评价提供了更加准确的参数。 展开更多
关键词 居里面 大地热流 岩石热导率 岩石生热率 地热资源
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西藏谷露地热田ZK401高温地热井钻井工艺技术
3
作者 吴儒杰 郑冉 +4 位作者 张松 万汉平 郝伟林 唐伟军 张健 《世界核地质科学》 CAS 2024年第1期117-128,共12页
谷露地热田是西藏那曲—尼木地热带上的典型水热型高温地热田,安全、经济和高效的钻井工艺技术很大程度上决定了其高温地热资源的可开发利用潜力。ZK401井是在谷露地热田实施的一口优质高产探采结合井,地层以花岗岩类为主,其岩石硬度大... 谷露地热田是西藏那曲—尼木地热带上的典型水热型高温地热田,安全、经济和高效的钻井工艺技术很大程度上决定了其高温地热资源的可开发利用潜力。ZK401井是在谷露地热田实施的一口优质高产探采结合井,地层以花岗岩类为主,其岩石硬度大,机械钻速低,钻头使用寿命短。自上而下揭露多层热储,其35~41m即可揭露124.8℃中温地热流体,汽水总量约40 t·h^(-1);50~320 m揭露超过120℃的中温热储,汽水总量约30~35 t·h^(-1);320~1320 m揭露186.9℃高温热储,汽水总量高达348 t·h^(-1),具有热储埋深浅、温度高,断裂构造发育,地层出水量大的特点,高温及水侵作用致使钻井液极易失效,井喷风险大,安全钻井难。为解决上述钻井施工难点,进行了高温地热钻井关键技术研究。通过采用异形齿PDC钻头和岩石热裂提速技术,使单只异形齿PDC钻头进尺较同规格牙轮钻头提高了23%~48%,使三开井段花岗岩类地层的平均机械钻速提升至3.18 m·h^(-1)。通过优化井身结构,采用简易控压钻井技术,利用低温清水作为二开及三开钻进循环钻井液,达到了及时发现并有效保护热储层和控制井喷风险的目的;实现了ZK401井在520 m揭露186.9℃高温热储且汽水总量达348 t·h^(-1)苛刻条件下的安全、持续钻进,且非生产时间较采用常规钻井技术的邻井缩短了37%,极大地降低了钻井成本,提高了高温地热资源的可开发利用潜力。为后续该区域乃至其他地区解决高温地热井钻井施工提供参考。 展开更多
关键词 谷露地热田 钻井工艺 简易控压钻井 高温地热井 井喷
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中深层地热能同轴套管换热器储能发电系统热力学性能分析 被引量：1
4
作者 令兰宁 姚尔人 +5 位作者 孙昊 李瑞雄 邹瀚森 王焕然 席光 张孙孝 《西安交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第1期126-137,共12页
针对地热能发电技术效率低、稳定性差的问题,提出一种兼具同轴套管取热技术和压缩空气储能技术特点的中深层地热能同轴套管换热器储能发电系统,通过建立系统的热力学模型,研究了典型工况下系统关键参数和热力学性能的演化规律,揭示了不... 针对地热能发电技术效率低、稳定性差的问题,提出一种兼具同轴套管取热技术和压缩空气储能技术特点的中深层地热能同轴套管换热器储能发电系统,通过建立系统的热力学模型,研究了典型工况下系统关键参数和热力学性能的演化规律,揭示了不同运行特征下地热恢复与提取的动态机制。研究结果表明:储能发电系统的运行分为非稳定循环和稳定循环阶段,在非稳定循环阶段中,热提取量和膨胀机输出功随循环次数的增加而增加,而热补偿量和系统效率呈相反趋势变化;当热提取量、热补偿量和地热消耗量达到平衡时,储能发电系统从第8次循环进入稳定循环阶段,稳定循环中各参数不随循环次数改变,单次循环输出电量为47 956.7 kW·h,系统效率达到63.5%;通过提升压缩机压比和补热水流量可以提升地热恢复温度:当压缩机压比由6提升至7时,深度为1 300 m、半径为0.116 m处,岩土温度多提升4.3℃,当补热水流量由4.5 m^(3)/h提升至6 m^(3)/h,同一处岩土温度多提升6.4℃,该研究为提高地热能发电效率和稳定性提供了新方案。 展开更多
关键词 地热发电 稳定性 地热恢复 热力学性能
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潍坊浮烟山地区地热资源勘查及成因分析
5
作者 郑永杰 《山东煤炭科技》 2024年第3期138-145,共8页
针对潍坊浮烟山地区勘查过程中,断裂构造与地热显示、地热异常的关系,控热构造、热储层,地热异常区的地质结构、热储岩性及埋深、地温梯度、水温和水量等尚未解决的问题,通过遥感地质解译、物探、化探、水文地质调查、民(机)井水温调查... 针对潍坊浮烟山地区勘查过程中,断裂构造与地热显示、地热异常的关系,控热构造、热储层,地热异常区的地质结构、热储岩性及埋深、地温梯度、水温和水量等尚未解决的问题,通过遥感地质解译、物探、化探、水文地质调查、民(机)井水温调查发现了大柳树和符山两个水温异常区,确定了地温梯度,推断沂水-汤头断裂和鄌郚-葛沟断裂为主要的导热、控热构造,并与白垩系青山群厚度较大的粉砂岩、砂岩、凝灰岩、玄武岩及白垩系王氏群、古近系五图群、新近系临朐群形成了良好热储层;通过综合的地质分析建立了浮烟山地区的地热模型,对地热资源进行了估算。浮烟山地区地热形成的主要原因是地球物质中所含放射性元素衰变产生了热量,由两条深大断裂传导到地热载体岩溶裂隙水中,最终形成了浮烟山地热异常。 展开更多
关键词 地热资源 勘查 地温梯度 地热资源估算 地热成因
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内蒙古自治区地热资源特征及可采资源评价
6
作者 刘仕娟 《中国井矿盐》 2024年第1期17-19,共3页
本文分析了内蒙古自治区地热地质特征,在此基础上对研究区地热井进行抽水试验获取最大涌水量,并对地热水进行取样化验,查明地热水水化学特征及用途。根据地热资源可开采量所采出的热量,计算地热井产能和阶梯利用功率,为今后该区域地热... 本文分析了内蒙古自治区地热地质特征,在此基础上对研究区地热井进行抽水试验获取最大涌水量,并对地热水进行取样化验,查明地热水水化学特征及用途。根据地热资源可开采量所采出的热量,计算地热井产能和阶梯利用功率,为今后该区域地热资源试采及进一步勘查与开发远景规划的制定提供依据。 展开更多
关键词 地热地质特征 地热资源 地热水水化学特征 可采资源评价
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江西芦溪县南部大地热流特征 被引量：1
7
作者 张浩然 刘凯 +2 位作者 张垚垚 孙文洁 王书训 《地球学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期25-37,共13页
江西省芦溪县南部地区地热资源丰富,但地热地质研究程度较低,大地热流测量工作进行的较少,制约着区域地热资源勘查开发。本文以芦溪县南部的新泉和石溪为研究区,结合钻孔岩心热物性测试和地温测井等分析了研究区岩石热导率、地温场、热... 江西省芦溪县南部地区地热资源丰富,但地热地质研究程度较低,大地热流测量工作进行的较少,制约着区域地热资源勘查开发。本文以芦溪县南部的新泉和石溪为研究区,结合钻孔岩心热物性测试和地温测井等分析了研究区岩石热导率、地温场、热源机制的特征。研究区岩石热导率平均值为2.063~6.176W/(m·K),热导率最高的为硅质石英岩,可作为良好的导热岩体。大地热流平均值为76.39 mW/m^(2),远高于中国内地地区的平均值62.5 mW/m^(2),该地区具有较高的热背景值。花岗岩放射性生热率平均值为2.16μW/m^(3),不属于高产热型岩体,放射性生热对地表热流贡献较小,热源来源为地壳深部供热。研究区构造活动强烈,深大断裂和次级断裂发育,为地下热水的深部循环提供了良好的导热和导水通道。本研究可为武功山地区的地热资源开发提供重要启示。 展开更多
关键词 武功山地区 大地热流 放射性生热率 热导率 地热资源
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青藏高原东构造结林芝地热田浅部典型电性结构及热储关系
8
作者 李栋 祝杰 +3 位作者 叶高峰 金胜 董浩 魏文博 《地质论评》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期577-590,共14页
约40 Ma以来,受控于印度板块的俯冲及后期演化,青藏高原喜马拉雅山系东构造结成为了板块活动最强烈的地区之一;由于深部动力学过程中的浅表响应,该地区地热资源极为丰富。笔者等通过对两条音频大地电磁(AMT)测线进行数据处理与分析,查... 约40 Ma以来,受控于印度板块的俯冲及后期演化,青藏高原喜马拉雅山系东构造结成为了板块活动最强烈的地区之一;由于深部动力学过程中的浅表响应,该地区地热资源极为丰富。笔者等通过对两条音频大地电磁(AMT)测线进行数据处理与分析,查明了测点覆盖区域范围内二维电性结构及主要存在的深大断裂。依据电性结构推测研究区地下1 km深度范围内可分为4层,浅部低阻层为松散砂泥卵石层,下伏的中阻为砾卵石层,其下的低阻为砂岩、板岩、页岩强风化层,最底部的中高阻层推测为古元古界林芝岩群真巴岩组以片岩、花岗岩为主的地层。结合以往大地电磁测深及地震研究发现的地下10~20 km存在大规模近东西向展布且向上延伸熔融流变导致的低速高导体,推测可能是该地区深部热源所在。进一步通过对深部及浅部电阻率模型的综合对比研究,基于地热地质背景、电性结构特征,探讨了该地区的深部热源及热储关系。 展开更多
关键词 地热勘探 音频大地电磁测深法 青藏高原东构造结 电性结构 林芝地热田
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松辽盆地中央坳陷及邻区三维地热地质建模与地热资源靶区优选
9
作者 李文靖 肖红平 +4 位作者 饶松 施亦做 张翘然 黄顺德 胡光明 《地质科学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期235-248,共14页
三维地热地质建模能够直观反映地质体温度场分布格局,有助于圈定地热资源有利靶区。本文利用地球物理及钻孔资料、岩石热物性数据对松辽盆地中央坳陷区进行三维地质建模及温度场模拟,通过钻孔测温和实测大地热流数据,验证了地热地质模... 三维地热地质建模能够直观反映地质体温度场分布格局,有助于圈定地热资源有利靶区。本文利用地球物理及钻孔资料、岩石热物性数据对松辽盆地中央坳陷区进行三维地质建模及温度场模拟,通过钻孔测温和实测大地热流数据,验证了地热地质模型的可靠性。结果表明,中央坳陷在1.0~4.0 km深度的温度分别为30.3℃~62.8℃、68.2℃~120.2℃、110.5℃~166.7℃、158.4℃~214.2℃。4.0 km深度内地温梯度介于36.9℃/km~57.4℃/km之间,平均地温梯度为48.4℃/km。嫩江组、姚家组二段—三段、青山口组二段—三段和泉三段—四段4套主力热储底板温度分别介于15.8℃~71.4℃、23.6℃~88.6℃、31.8℃~107.4℃和48.9℃~133.4℃,其中华字井阶地、大庆长垣、宾县王府凹陷为热储温度高值区。研究区现今地温场主要受基底起伏的控制,基底和沉积层热导率的差异引起的热流“折射”效应促进了浅部热量的再分配,形成了凹凸相间的地温场分布格局;此外,断裂构造对地温场高异常区的分布也有显著影响。结合热源、通道和储盖组合特征,圈定大庆长垣中部地区泉头组三段—四段为松辽盆地中央坳陷地热资源开发有利靶区。 展开更多
关键词 三维地热地质建模 地热资源靶区 热储温度 松辽盆地中央坳陷
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地热资源勘探开发技术与发展方向
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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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承德北部茅荆坝地热田地热流体的水化学和同位素特征及其成因
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作者 庞菊梅 王英男 +5 位作者 金爱芳 邵海 殷志强 万利勤 殷秀兰 于军 《水文地质工程地质》 CSCD 北大核心 2024年第1期224-236,共13页
承德北部茅荆坝地区地表出露的地热水温度高达98.7℃,赋存于裂隙较发育的侏罗世中粗粒二长花岗岩热储,SO_(4)^(2-)含量较高,但关于该区地热流体的补给来源、循环演化过程与成因机制研究尚少。为了认识该基岩山区地热系统的成因以合理开... 承德北部茅荆坝地区地表出露的地热水温度高达98.7℃,赋存于裂隙较发育的侏罗世中粗粒二长花岗岩热储,SO_(4)^(2-)含量较高,但关于该区地热流体的补给来源、循环演化过程与成因机制研究尚少。为了认识该基岩山区地热系统的成因以合理开发利用地热资源,在区域地热地质调查的基础上,测试分析了不同水体的水化学组分、地下水年龄(^(3)H和^(14)C)、硫酸盐硫、氧同位素(δ^(34) S-SO_(4)^(2-)和δ^(18) O-SO_(4)^(2-))、碳酸盐碳同位素(δ^(13)C-HCO_(3)^(-))、锶同位素(^(87)Sr、^(86)Sr)等特征值。结果表明:(1)茅荆坝地区地热水化学类型以SO_(4)-Na型为主,硅酸盐矿物的溶解及阳离子交换作用促进了地热水中Na^(+)、K^(+)和SiO_(2)的富集,水中SO_(4)^(2-)并非来源于硫酸盐岩矿物溶解,推测为H_(2)S气体从深部还原环境上升到浅部氧化后生成SO_(4)^(2-),也可能来源于高温地热水与硫反应形成的硫酸盐;(2)地热水n(^(87)Sr)/n(^(86)Sr)均值为0.7092,与海相碳酸盐岩比值接近,揭示热储深部可能存在海相碳酸盐岩储层;(3)地热水属于古地下水,^(14)C校正年龄为11.9~14.9 ka,循环更新能力差,由周边山区的大气降水补给,补给高程在1532~1632 m;(4)地热系统深部热储温度为142~144℃,高温中心位于热田北部。研究结果对冀北山地地热资源的可持续开发利用具有重要意义。 展开更多
关键词 茅荆坝地热田 流体循环 地热水年龄 硫同位素 热储温度
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超长重力热管联合热泵的地热利用系统热力经济性分析
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作者 蔺维杰 岑继文 蒋方明 《新能源进展》 CSCD 北大核心 2024年第2期160-168,共9页
深层地热资源储量巨大,采用超长重力热管取热技术对深层地热资源进行开采,将其与热泵系统联合为用户供热是一种高效利用深层地热资源的方法。针对如何调节不同参数下超长重力热管与热泵联合运行以期获得最佳热力经济性的问题,建立了系... 深层地热资源储量巨大,采用超长重力热管取热技术对深层地热资源进行开采,将其与热泵系统联合为用户供热是一种高效利用深层地热资源的方法。针对如何调节不同参数下超长重力热管与热泵联合运行以期获得最佳热力经济性的问题,建立了系统热力经济性模型,研究了热泵系统蒸发温度、超长重力热管热阻、井深、地温梯度以及蒸发器面积不同的情况下系统热力经济性变化规律。结果表明存在一个最佳蒸发温度使供热成本最低,如在地温梯度30℃/km、井深3 000 m的条件下,最佳蒸发温度为-2℃;超长重力热管热阻越小或地温梯度越大时可实现供热成本越低且最佳蒸发温度越高;存在最佳的井深和蒸发器面积使得供热成本最低。研究结果可为优化超长重力热管在开采深层地热联合热泵系统性能方面提供理论指导。 展开更多
关键词 深层地热开采 超长重力热管 热泵系统 地热利用 热力经济性分析
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穹窿控制型地热流体质量评价 被引量：1
13
作者 贾伍慧 刘凯 +6 位作者 张垚垚 张寿川 何庆成 孙军亮 余廷溪 郭骏瀚 王路瑶 《地球学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期80-90,共11页
地热流体是主要的地热资源之一。地热流体质量评价是地热流体开发利用的关键环节。本文利用地热水的现场测试和实验室全分析数据,对江西武功山穹窿区17处地热水进行了质量评价,主要包括理疗热矿水评价、饮用天然矿泉水评价、农业灌溉用... 地热流体是主要的地热资源之一。地热流体质量评价是地热流体开发利用的关键环节。本文利用地热水的现场测试和实验室全分析数据,对江西武功山穹窿区17处地热水进行了质量评价,主要包括理疗热矿水评价、饮用天然矿泉水评价、农业灌溉用水评价、渔业用水评价、腐蚀性及结垢趋势评价。评价结果显示,82%的地热水达到理疗热矿水标准,主要达标元素为氟和硅;18%的地热水达到天然矿泉水标准,达标成分为偏硅酸;化学组分适用于农业灌溉直接用水的地热水占82%,需经梯级利用后使尾水温度低于35℃;适用于渔业用水的地热水占76%;所有地热水均无腐蚀性和结垢趋势。以上结果可为该地区地热流体资源开发利用提供有效的参考价值。 展开更多
关键词 地热资源 地热流体 武功山 质量评价
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深部地热水多开采井联合运行模式优化
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作者 平宇 李放 +4 位作者 季文清 袁筱莹 齐玉峰 邓晓颖 王心义 《煤田地质与勘探》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期140-151,共12页
深部地热水作为一种清洁低碳的可再生能源,对促进实现“双碳”目标具有重要意义,但其不合理开采将导致水量减少、水位下降、工程效益低等一系列问题。以河南开封市城区已有的地热井勘探资料为基础,构建表征地热水运移的水文地质模型及... 深部地热水作为一种清洁低碳的可再生能源,对促进实现“双碳”目标具有重要意义,但其不合理开采将导致水量减少、水位下降、工程效益低等一系列问题。以河南开封市城区已有的地热井勘探资料为基础,构建表征地热水运移的水文地质模型及对应的数学模型,利用Galerkin有限单元法对模型进行识别与验证。针对现有地热井单独运行、按需开采的弊端,围绕开封市城区主采的埋深1200~1400 m热储层,以水位降深最小、井间干扰最小、运行费用最低为目标函数,以水位降深、供需平衡为约束条件,建立地热水开采井运行模式优化模型。为提高收敛的准确性和结果可靠性,引入Pareto-灰狼算法求解模型并用TOPSIS理论对结果进行排序。研究表明:优化后剖分节点水位降深之和减少70.3%,地热井之间水位降深影响值之和减少10.83%,分区Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ水位降深分别减少12.85%、28.14%、43.77%,-80和-90 m水位等值线包围的降落漏斗面积分别降低15.5%和28.7%,地热井运行总费用降低28.7%。研究成果通过构建优化模型和引入改进算法,为地热水合理开发提供科学依据,优化地热水开采井的运行模式,不仅可以减少水资源浪费,提高水资源利用效率,还可以降低地热井运行费用,对于地热水合理开发与科学保护具有重要指导作用。 展开更多
关键词 地热能开采 地热管理模型 多井联合 GALERKIN有限元法 Pareto-灰狼算法 TOPSIS理论 开采优化
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深部地热能系统主要挑战与耦合储能的增强型创新开发模式
15
作者 侯正猛 吴旭宁 +5 位作者 罗佳顺 张烈辉 李早元 曹成 吴林 陈前均 《煤田地质与勘探》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期1-13,共13页
中国在中低温地热能直接利用方面早已领先全球,但在深部地热能发电方面却发展缓慢。深部高温高压环境下岩石渗透性降低,深部地热能开采需要建立工程型地热系统(Engineered Geothermal System,EGS),通过水力压裂对储层进行改造,以获得具... 中国在中低温地热能直接利用方面早已领先全球,但在深部地热能发电方面却发展缓慢。深部高温高压环境下岩石渗透性降低,深部地热能开采需要建立工程型地热系统(Engineered Geothermal System,EGS),通过水力压裂对储层进行改造,以获得具有较高渗透性的人工地热储层。由于目前常用的深部地热能储层改造技术主要借鉴油气增产领域的水力压裂工艺,在热储改造效果、地震风险控制、高效取热等方面受到限制。首先总结深部地热能水力压裂的特点为:裂缝破坏主要以剪切机理为主;冷水回灌引起的温差效应产生拉应力会促使裂缝向更远处扩展;持续的注水使注入井井筒压力高于地层压力,有助于保持裂缝处于张开状态。因此,EGS水力压裂不需要使用支撑剂,与依靠支撑剂的油气井增产压裂完全不同。同时,系统剖析EGS面临的发电产能低、注采连通差、诱发破坏性地震以及无补贴难盈利4大难题与挑战。从创新压裂和循环利用层面提出耦合储能的增强型创新开发模式(Regenerative Engineered Geothermal System,REGS),通过数值模拟研究REGS的优点。结果表明,采用水平井非等距、非等面积、非等注水量分段压裂,可以提高注水井与生产井的连通能力。通过优化压裂工艺,采用多段压裂模式,每次压裂初始期间快速提高注水速率,而后期缓慢降低注水速率,避免井筒压力的突然波动,可以达到控制诱发地震震级的目的,避免产生实质性伤害地震。结合可再生能源大规模地下存储,既能实现多能互补,又能提高REGS项目生产寿命和盈利能力。研究成果有助于为我国深部地热能热电联产和储能一体化技术的试点和标准化推广奠定基础。 展开更多
关键词 工程型地热系统 热储改造 支撑剂 诱发地震 耦合储能
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低渗碎屑砂岩地热储层开采潜力:以吉林油田为例
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作者 贾雪峰 李迎九 +2 位作者 徐小红 肖杭州 张钦 《世界地质》 CAS 2024年第1期56-68,共13页
油气沉积盆地拥有丰富的地热资源。由于我国能源供需紧张,油田地热资源开发日益受到重视。为满足吉林油田A1站原油加热和输运能耗需求,笔者以吉林油田A1区块青三段低孔、低渗碎屑砂岩地热储层为研究对象,采用场地试验和数值模拟相结合... 油气沉积盆地拥有丰富的地热资源。由于我国能源供需紧张,油田地热资源开发日益受到重视。为满足吉林油田A1站原油加热和输运能耗需求,笔者以吉林油田A1区块青三段低孔、低渗碎屑砂岩地热储层为研究对象,采用场地试验和数值模拟相结合的方法,识别了地层物性参数,优化了开采速率等关键工程参数,分析了研究区地热资源可持续开发潜力。结果表明吉林油田A1站需要设计两眼注入井和两眼生产井可满足现场用热需求。地热水开采速率可达1400 m^(3)/d,且10年周期内地热开采温度保持在67℃以上。 展开更多
关键词 油井再利用 油田地热 地热开发 数值模拟 碳减排
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深层地热花岗岩体地震波数值模拟及传播机制
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作者 黄建平 刘英辉 +3 位作者 李伟 张盟勃 王扬州 杨永红 《中国石油大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期63-69,共7页
深层地热资源是一种可再生的、蕴藏巨大能量的清洁能源,但其地球物理响应特征不明确,中深层地热探测成功率较低。为了研究地震波在深层地热岩体中的传播规律与波场特征,建立两种深层地热花岗岩模型,并使用等效交错网格有限差分法实现声... 深层地热资源是一种可再生的、蕴藏巨大能量的清洁能源,但其地球物理响应特征不明确,中深层地热探测成功率较低。为了研究地震波在深层地热岩体中的传播规律与波场特征,建立两种深层地热花岗岩模型,并使用等效交错网格有限差分法实现声波与弹性波的数值模拟。结果表明:地热花岗岩体速度在温度的影响下要高于围岩的,会产生高速屏蔽现象,使得透射波能量变弱,限制了地热岩体下部地震波传播能量;相比于声波,弹性波具有更丰富的波场信息,波型与能量转换使得弹性波地震记录也比声波地震记录复杂。 展开更多
关键词 深层地热岩 地震波传播机制 数值模拟 有限差分模拟
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基于燃机余热和地热能的联合发电系统优化设计及热力性能分析
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作者 付文锋 王金楹 +1 位作者 王蓝婧 杨乐 《动力工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期328-338,共11页
设计了一种超临界二氧化碳(S-CO_(2))再压缩系统与地热双闪蒸系统相结合的新型燃机余热利用联合发电系统。基于所建联合系统参数优化模型,应用遗传算法计算分析了联合系统内部参数和边界参数对最大输出功和燃机余热利用率的影响。结果表... 设计了一种超临界二氧化碳(S-CO_(2))再压缩系统与地热双闪蒸系统相结合的新型燃机余热利用联合发电系统。基于所建联合系统参数优化模型,应用遗传算法计算分析了联合系统内部参数和边界参数对最大输出功和燃机余热利用率的影响。结果表明:通过系统参数优化,联合系统实现了余热在2个子系统中的合理分配,加深了燃机余热的进一步利用;当一级闪蒸压力取99.89 kPa、二级闪蒸压力取29.4 kPa、S-CO_(2)质量流量取22.68 kg/s、分流比取0.3085时,联合系统最大净输出功达到6.402 MW,对应余热效率为67.9%;当一级闪蒸压力在90~115 kPa、二级闪蒸压力在25~35 kPa时,联合系统均可实现较高的净输出功,与最佳值的相对偏差在0.8%以内;随着S-CO_(2)流量或分流比逐渐增大,联合系统的净输出功均呈现先增大后减小的规律;联合系统的最大净输出功随S-CO_(2)透平进口压力的增大而增加,随S-CO_(2)透平出口压力和预冷器出口温度的增大而减小。 展开更多
关键词 燃机 余热利用 S-CO_(2)布雷顿循环 地热闪蒸系统 净输出功
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雄安新区三维地热地质模型方法研究
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作者 李红岩 高小荣 +3 位作者 任小庆 孙彩霞 卢星辰 许勇 《地质与资源》 CAS 2024年第2期222-229,236,共9页
根据区域地质资料、钻井地层数据、测井资料,分别对雄安新区构造进行网格化并建立构造模型,应用层序地层学原理厘定等时界面及地层框架,选取建模参数,建立沉积相三维模型.采用相控条件下的序贯高斯模拟算法,建立孔隙度、渗透率模型.根... 根据区域地质资料、钻井地层数据、测井资料,分别对雄安新区构造进行网格化并建立构造模型,应用层序地层学原理厘定等时界面及地层框架,选取建模参数,建立沉积相三维模型.采用相控条件下的序贯高斯模拟算法,建立孔隙度、渗透率模型.根据实测,得出区域内盖层、储层、基岩的岩石热导率,并建立雾迷山组温度场模型.最后采用物性参数展布对比、概率模型一致性、拟合三方面对地质模型进行验证,结果表明,此地质模型的孔隙度、渗透率概率分布特征与测井解释曲线数据和初始化数据基本一致,说明该模型与地质认识吻合度超过90%,所建地质模型合理. 展开更多
关键词 地热模型 雾迷山组 地热能 雄安新区
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冀北崇礼-赤城地区逆冲推覆构造特征及地热勘探前景
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作者 杨忠彦 朱怀亮 +6 位作者 李向宝 邵炳松 郭充 刘志龙 张芬娜 辛玉齐 张钰琪 《华北地质》 2024年第1期85-93,共9页
【研究目的】本文对崇礼—赤城地区隆起山地型带状热储进行了总结,对类似勘探区的地热调查工作具有一定的借鉴作用,可为后续地热资源勘探提供新的依据。【研究方法】通过野外地质调查与详细构造填图,结合可控源音频大地电磁测深(CSAMT)... 【研究目的】本文对崇礼—赤城地区隆起山地型带状热储进行了总结,对类似勘探区的地热调查工作具有一定的借鉴作用,可为后续地热资源勘探提供新的依据。【研究方法】通过野外地质调查与详细构造填图,结合可控源音频大地电磁测深(CSAMT)探测结果,分析了崇礼-赤城地区的逆冲推覆构造特征与地热勘探前景。【研究结果】崇礼-赤城地区发育了多种样式的逆冲断层,逆冲断层主要表现为从北向南的逆冲运动方向,在主底板逆冲断层的作用下,太古界、中元古界、白垩系自老向新依次推覆,形成了具有典型逆冲推覆构造分带分层现象。CSAMT剖面测量与解释的初步结果,验证了崇礼-赤城地区发育的逆冲推覆构造,逆冲岩席中发育多条叠瓦式逆冲断层,其断层面向北倾斜,倾角大于60°,向深部汇聚于主底板逆冲断层。【结论】逆冲推覆构造之上发现的中元古界长城系白云岩、白云质大理岩,扩展了该地区地热勘探前景。 展开更多
关键词 逆冲推覆构造 CSAMT 构造演化 地热前景 崇礼-赤城地区
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