基于高精度航磁数据的共和盆地干热岩勘查目标靶区圈定

发育于沉积盆地内的隐伏花岗岩体是干热岩资源勘查开发的主要对象。为分析青海共和盆地隐伏花岗岩体的分布规律，圈定该区干热岩勘查目标靶区，基于1∶50 000高精度航磁测量数据的反演计算结果，综合考虑该区地形地貌、水文地质条件、隐伏花岗岩体的分布面积与群聚性及沉积盖层厚度等因素，分析了该区隐伏花岗岩体的分布规律，并在航磁测区范围内圈定出15处隐伏干热岩资源勘查目标靶区（共和盆地13处，青海湖盆地和同德盆地各1处）。结论认为：①圈定出的恰卜恰隐伏印支期中酸性花岗岩体，经综合地球物理勘查和钻探验证为干热岩体，表明高精度航磁测量适用于区域性干热岩资源的初步勘查及目标靶区圈定；②隐伏印支期磁性花岗岩体主体呈NW向带状分布，与区域隐伏断裂构造展布方向基本一致，部分不规则状的隐伏印支期磁性花岗岩体主要出现在共和县城西，大致沿NE向赛日钦—达连海隐伏断裂分布；③赛日钦—达连海隐伏断裂与唐乃亥—罗汉堂隐伏断裂分别构成共和盆地东、西盆地深部热流上涌的主通道，与干热岩资源的成因关系较为密切；④在东西向上，由已知的东部恰卜恰干热岩体向西，各隐伏花岗岩体埋深逐渐增加；南北向上，由盆地南、北缘向盆地中心，各隐伏花岗岩体埋深有不断加深的趋势。     

青海发现可利用干热岩资源

<正>日前从青海省国土厅获悉:青海地勘人员在共和盆地成功钻获温度高达153℃的干热岩。这是我国首次发现大规模可利用干热岩资源。该资源属清洁能源,可用于地热发电。共和盆地位于青藏高原腹地,这次钻获的干热岩资源具有埋藏浅、温度高、分布范围广的特点,填补了我国一直没有勘查发现干热岩资源的空白。据青海省水文地质工程地质环境地质调查院专家介绍,在共和     

青海干热岩勘查取得突破 共和盆地应建国家干热岩示范基地

<正>2017年上半年,国内干热岩勘查在青海共和盆地取得重大突破,首次钻获温度超过200℃的高温优质干热岩体。业内专家认为,干热岩作为清洁能源,资源储量巨大且可再生,未来或有望参与推进国家能源结构调整。但是目前干热岩在后期的开发利用上存在极大技术瓶颈,建议汇聚多方力量,集中攻破技术难关,并探索在共和盆地推进建设国家干热岩开发示范基地。国内首次钻获高温优质干热岩     

青海共和盆地与干热岩体相关氦气成藏条件浅析

分析青海共和盆地温泉水和地下干热岩发现温泉水及干热岩中均含有氦气，部分样品氦含量达到商业开采工业品位（0.1%），且为壳源成因氦。基于同位素、组分等分析化验资料，研究了青海共和盆地与干热岩相关的花岗岩氦气成藏条件。结果表明：位于三叠系底部的干热岩（花岗岩）为氦气源岩；盆地周边深大断裂及盆地内数条北西向张性断裂断至热源体火成岩中，成为含氦流体中氦气和干热岩中热能运移的通道；干热岩体的热温为氦气的初次运移提供了动力，地下热水为氦气的二次运移提供了载体，干热岩体（花岗岩）顶部的砂砾岩为氦气成藏提供储存空间；干热岩（花岗岩）顶部的厚层沉积层（特别是泥岩层）是良好的盖层。综合分析认为：共和盆地与干热岩体相关的氦气具有形成富氦气藏的地质条件和良好的勘探前景。     

青海共和盆地干热岩压裂裂缝测斜仪监测研究

为了更好地认识青海共和盆地增强型地热系统（EGS）压裂裂缝的方位和长度,指导该盆地换热井井位部署,优化压裂设计,采用地面测斜仪监测了X1井3个压裂阶段的裂缝,获得了该井3个压裂阶段形成垂直裂缝的长度和方位,并将监测结果与目的层地质特征结合,分析了共和盆地目标地层天然裂隙对裂缝复杂性的影响。研究表明,X1井目的层的天然裂隙在压裂过程中被部分激活,造成压裂裂缝的水平分量接近50%,在一定程度上提高了压裂裂缝的复杂性,从而提高了热储裂缝的换热体积。这为今后青海共和盆地干热岩井压裂优化设计和换热井井位部署提供了科学依据。      

国内外干热岩压裂技术现状及发展建议

干热岩是一种储量大、分布广、清洁环保的特殊地热资源,美国、法国等国家已成功开发利用干热岩来发电、取暖,我国很多地区均发育有可大规模开发利用的干热岩资源,但目前尚未得到有效开发和利用。干热岩高效开发对于调整能源结构、强化雾霾治理、应对气候挑战具有重要意义,而压裂技术能在热储层中形成复杂微裂隙系统,从而大幅度增加换热体积,是将干热岩资源转变为能源的关键。在介绍国内外干热岩压裂技术研究现状的基础上,剖析了国外干热岩主体压裂技术的特点,分析了国内干热岩开发面临的形势及压裂技术难点,提出了国内干热岩压裂技术攻关方向,即开展干热岩高温岩石力学及地应力特征、热应力作用下缝网形成机制研究,耐超高温分段/分层压裂工具研制,高温硬地层体积压裂设计方法与软件开发,裂缝长期实时监测技术研究等,以尽快形成适合我国干热岩储层特点的配套压裂技术,加快干热岩资源的开发利用进程。      

共和盆地兰采温泉地区地热特征及干热岩靶区

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。     

波动注入水力压裂诱发微地震的力学机制及其对压裂效果的影响

水力压裂岩石裂缝的扩展诱发天然微地震。传统水力压裂区微地震引起的应力重新分布范围有限,小震级地震波的作用也有限,这些微地震不可能触发较远储层的地震,一定程度上限制了水力压裂改造效果。为此,提出了波动注入水力压裂诱发较大范围“微地震”的想法。根据流体力学理论建立了波动注入水力压裂井筒不稳定流动的压力振动模型,分析了人为诱发“微地震”的井底压力振动源和岩石损伤断裂机制;研究了波动注入水力压裂人为诱发的“微地震”震源特性和力学机制,分析了微地震对水力压裂效果的影响机制。分析结果表明,波动注入水力压裂人为诱发的微地震震源破裂信号频率随裂缝长度的增加而降低;对于断层和天然裂缝发育较多的储层,波动注入水力压裂导致岩石破裂诱发微地震的力学机制主要是储层中断层或天然裂缝的剪切滑移;对于非裂缝性储层,波动注入水力压裂导致岩石破裂诱发微地震的力学机制是人为地震效应和损伤—断裂效应。研究结果表明,波动注入水力压裂能够人为诱发“微地震”,增加储层的“微裂缝”,扩大自然微地震的波及面积,增强压裂作业的增产效果。     

青海共和盆地干热岩GR1井超高温固井水泥浆技术

固井是保证干热岩全生命周期井筒质量的关键环节。通过研究共和盆地干热岩地质特征和赋存条件,提出了干热岩固井的主要技术难点。针对干热岩高温固井问题,研制出了高温缓凝剂BCR-320L,优选抗高温降滤失剂BXF-200L（AF）,探索了不同硅粉加量下水泥石强度的衰退机理,形成了干热岩超高温水泥浆体系。实验结果表明,该水泥浆可以满足循环温度为200℃的固井要求,水泥浆稠化时间可调,具有良好的流变性能,在200℃下强度不衰退,72 h抗压强度可达44.1MPa。该水泥浆在青海共和干热岩GR1井中成功应用,现场固井施工顺利,裸眼段固井质量优质,为后续干热岩固井的施工提供了一定的借鉴。     

干热岩热能开发技术进展与思考

干热岩地热资源是最具应用价值和利用潜力的清洁能源.我国干热岩资源量巨大,其高效开发对于加快我国能源结构调整、保证能源安全具有重大战略意义.在介绍干热岩地热资源分布、开发利用现状、工程技术进展的基础上,指出基础科学研究、钻井完井技术、大型压裂技术、热能提取技术等是干热岩地热高效开发的重点攻关方向.围绕干热岩地热开发利用存在的硬地层破岩、钻井围岩稳定、缝网压裂、热量交换等技术难题,开展技术攻关,通过示范工程,形成我国干热岩地热开发自主化技术体系,从而加快我国干热岩地热资源的高效开发利用,实现能源结构优化,防治大气污染,改善人民生活,促进经济社会生态环境科学、协调发展.      

青海共和盆地干热岩GR1井超高温固井水泥浆技术

固井是保证干热岩全生命周期井筒质量的关键环节。通过研究共和盆地干热岩地质特征和赋存条件,提出了干热岩固井的主要技术难点。针对干热岩高温固井问题,研制出了高温缓凝剂BCR-320L,优选抗高温降滤失剂BXF-200L（AF）,探索了不同硅粉加量下水泥石强度的衰退机理,形成了干热岩超高温水泥浆体系。实验结果表明,该水泥浆可以满足循环温度为200℃的固井要求,水泥浆稠化时间可调,具有良好的流变性能,在200℃下强度不衰退,72 h抗压强度可达44.1MPa。该水泥浆在青海共和干热岩GR1井中成功应用,现场固井施工顺利,裸眼段固井质量优质,为后续干热岩固井的施工提供了一定的借鉴。      

干热岩热储体积改造技术研究与试验

干热岩的岩性、力学特性和开发利用方式与常规油气资源相比差异较大,其储层改造不能直接采用页岩油气与致密砂岩油气压裂技术,需要研究适用于干热岩的改造技术。为此,利用井下花岗岩岩心和大尺寸露头岩样,采用高温测试和真三轴物理模拟系统,测试分析了高温岩石力学特性,模拟研究了裂缝起裂与扩展形态特征,分析了高温下花岗岩的脆塑性、岩石破坏特性以及天然裂缝对裂缝破裂压力、扩展路径和形态的影响特征,提出了“低排量热破裂+胶液扩缝+变排量循环注入”体积改造技术,并进行了现场试验,验证了室内研究结果。研究表明,花岗岩在高温下塑性强、脆性差、水平应力差大,岩石以张性和剪切混合破坏为主,天然裂缝和温差效应可显著降低破裂压力、提高裂缝复杂性与改造体积。研究结果对于干热岩热储高效开发具有较好的指导作用。      

干热岩勘探开发现状及前景

干热岩能源是国际社会公认的高效低碳清洁能源，全球已发现干热岩的储存量是所有国家石油、天然气总储存量的几十倍，干热岩的开发利用是应对全球气候变化和低碳环保、节能减排、治污减霾的重要举措。以勘探开发历程为思路，综述了国内外干热岩的分布、勘探开发、热储层研究、利用的技术现状，分析了开发利用干热岩能源需攻克的技术瓶颈，对其未来的勘探开发利用前景从各国政府重视程度、能源转型和发展的先进技术等方面进行展望。     

查干凹陷现今地温场研究及其油气地质意义

查干凹陷是银-额盆地最具油气勘探潜力的凹陷,文中应用9口井的测温资料,计算了查干凹陷的地温梯度、大地热流,分析了查干凹陷地温梯度平面分布特征。研究结果表明:查干凹陷具有稳定区域的中等地温型地温场特征,其平均地温梯度为3.36°C/100 m,平均估算大地热流为54.04 mW/m2;凹陷地温梯度的分布呈现毛敦次凸最高,东部次凹次之,西部次凹最低的特征;其分布与基底埋深相关,还与查干凹陷区巨厚沉积盖层和凹陷四周凸起之间产生的"热折射"效应作用有关。另外,查干凹陷烃源岩的成熟度受古地温影响。研究成果为查干凹陷及银-额盆地其他凹陷的烃源岩生烃评价提供了地温资料。     

“源热共控”琼东南盆地的天然气勘探潜力

古近系渐新统崖城组烃源岩是目前琼东南盆地被钻井证实的最主要的1套烃源岩,其有效烃源岩是油气勘探能否获得突破的关键因素。为此,从"源""热"共控的角度对该区各凹陷的生烃潜力进行了详细分析,结果表明:①崖城组存在海陆过渡相与浅海相泥岩2种类型烃源岩,两者的生烃母质均为腐殖型干酪根,少量为偏腐殖混合型,有机质丰度的高低均受到陆源输入物多少的控制,前者的有机质丰度普遍较高,而后者丰度则偏低;②海陆过渡相煤系烃源岩的主要形成环境为三角洲平原、海岸平原、障壁海岸的潮坪沼泽等;③受新生代岩石圈伸展拉张程度控制和新构造运动的影响,深水区地温梯度、大地热流值、烃源岩热演化程度普遍较高,高热背景不仅决定了深水区凹陷以生气为主,也使浅水区埋深较浅的烃源岩处于生油窗而生成石油,同时,高地温与高热流除了促进烃源岩的生烃作用外,还能加速烃源岩中残留烃的裂解,提高生烃效率和生烃能力。最后,根据"源""热"共同作用控制油气生成的原理,对琼东南盆地主要凹陷进行了油气勘探潜力综合评价与初步排队。结论认为可将11个凹陷分为3种类型,其中崖南、陵水、宝岛、乐东、华光为Ⅰ类凹陷,勘探潜力最大。