地热储层单裂隙岩体渗流传热数值模拟研究

研究地热储层裂隙岩体中的渗流传热过程对干热岩地热资源的开采具有重要的意义。本文以干热岩地热工程为背景,采用COMSOL Multiphysics数值模拟软件对地热储层单裂隙岩体中渗流传热机理进行了研究,并分析了流体注入速度和温度对岩体温度场的影响及其对干热岩地热工程的影响。研究发现流体参数对岩体温度场的影响主要体现在2个方面:一方面是对岩体温度场受扰动区域以及幅度的影响,另一方面是对岩体温度场达到稳态所需要时间的影响。流体注入速度的提升会降低系统的寿命和寿命期的出口法向总热量值,当考虑出口法向总热通量时,存在最佳流体注入速度,本研究中最佳流体注入速度为0.011 m/s。流体注入温度的提升会增加系统的寿命和系统的出口法向总热通量和总热量。研究为干热岩自热资源的开发与利用提供了理论依据,为工程运行参数的设计提供了参考依据。     

淮南矿区地热地质特征与地热资源评价

为了探索淮南矿区地热地质特征和矿井深部热害防治对策,系统收集和分析了淮南矿区钻孔井温测井资料,基于近似稳态测温数据,拟合了测温孔孔底温度校正曲线,对简易井温测井钻孔孔底温度进行了校正;采用浅钻孔测温法,对井下巷道围岩温度进行了测定;计算了各井田的地温梯度,并结合110块煤系地层煤岩样品的热导率测试结果,计算得出淮南矿区的大地热流值,编制了淮南矿区现今地温场、地温梯度和大地热流分布图,在此基础上,系统论述了该区现今地温场、地温梯度和大地热流的展布趋势以及煤系岩石的热物理性质,探讨了地温场分布的构造控制作用,并对矿区地热资源进行了评价。研究结果表明:①淮南矿区测温井底温度恢复与静井时间符合指数函数关系,并据此建立了简易井温测井钻孔孔底温度变化的校正公式;②淮南矿区地热参数表现为地温梯度为1.00～4.00℃/hm,平均值为2.8℃/hm;大地热流值变化在31.87～92.68 mW/m~2,平均值为65.50 mW/m~2;-500 m水平平均地温为29.96℃,-1 000 m水平为41.84℃,-2 000 m水平为69.62℃;岩石热导率在0.37～5.22 W/(m·K),平均值为2.93 W/(m·K);③平面上地温梯度、地温场、大地热流总体呈现为西低东高、南低北高的分布趋势;④矿区现今地温场和大地热流分布主要受控于地质构造,表现为褶皱型、逆掩断层阻热型和导水断层传热型3种构造控温模式;⑤基于地热资源评估,该区热储层地热资源量为2.32×10~(16) kJ,可采热能储量为2.64×10~(15) kJ,矿井水和矿井回风余热资源量为0.97×10~(13)～1.26×10~(13) kJ/a,是一个可再生的低温热源,潜在效益显著。研究成果为淮南矿区深部煤炭开发热害防治和地热资源综合开发利用提供了地质依据。加强煤矿区深部地热资源和矿井余热资源的评价、利用研究,应是煤矿区可持续发展的方向之一。     

平顶山煤田地温分布规律及其影响因素分析

平顶山煤田存在高温异常现象,严重影响煤矿的安全高效开采。根据平顶山煤田各个矿井的地温资料数据,分析平顶山煤田地温场的分布特征及影响因素。分析表明,平顶山煤田各矿井地温梯度普遍偏高,高温异常区具有断裂和裂隙密集发育、褶皱隆起的特点,地温分布受区域地质构造、地下水活动、岩石性质和盖层性质等因素的影响。     

贵阳市乌当区地热田地温场特征及大地热流估算

根据钻孔测温资料及热储分布规律,分析了乌当区地热田地温场特征,得出该区的地温梯度为2.25×10-2～2.59×10-2℃/m,并且随着地层向东南方向延展,盖层厚度增大,地温梯度有随之减小的趋势.通过钻孔测温数据及临近地区的岩石热导率值,得出乌当背斜核部的大地热流值为63.40 ～ 67.19 mW/m2,高于贵阳市的区域大地热流值.     

寺家庄井田地温负异常及其主控因素研究（英文）

The research on geothermal field is one of the hot research content in the development of oil or gas and mining activities.Based on the stratum temperature measurement data of 332 borehole in Sijiazhuang coalfield,the formation lithology and composed characteristics,geological and hydrogeological conditions,we did a research on the geothermal negative anomaly and its main controlling factors.By the research,we come to a conclusion:The modern geothermal field of Sijiazhuang coalfield is mainly effected by 3 factors:formation thermal conductivity,underground water and open structure.The high content of sandstone in coalfield layer causes strong thermal conductivity,fast heat conduction,difficulty in heat aggregation,which is the main controlling factors of low value in geothermy of Sijiazhuang coalfield;the strong regional groundwater runoff state is the macro control factors of its lower in modern geothermal field of this area.The mine groundwater flow state play a"cooling"rool and the induced structural channel loss function to the surrounding rock temperature,which is an important control factor of geothermal negative anomaly and geothermal field varies in the study area;the open extensional fault and collapse column not only provide a good channel for geothermal loss,but also provide favorable conditions for the refrigeration to the surrounding rock from aquifer groundwater circulation and runoff,which is the key control factor to the geothermal negative anomaly and geothermal field varies of this coal field.     

许疃煤矿地温分布规律及热害预测分析

通过收集整理矿井内地温资料及井下采样分析测试岩石热物理参数,利用基于有限元的Comsol Multiphysics数值模拟,分析主采区的地温分布特征及致热因素,并将实测温孔与数值模拟对比验证,研究许疃煤矿地温分布规律及其影响因素。同时计算获取研究区内大地热流值,绘制矿井热害影响程度分区图,预测受热害影响的范围,为煤矿下一步的热害防治提供有针对性的对策。     

干热岩热储建造的二氧化碳爆破致裂器优化设计

干热岩作为一种可再生的清洁能源,如何开采具有重要意义,但温度和深度双重因素导致干热岩型地热资源开采难度大。在开采过程中,储层建造是其中的关键技术。储层建造产生大规模的体积裂隙网络,以保证有大面积的换热通道进行长期的热能提取,二氧化碳爆破致裂技术作为一种新方法为储层建造提供了新思路。本文简述了二氧化碳爆破致裂技术,以及爆破过程中二氧化碳充装量、活化剂用量、定压片厚度之间的内在关系,重点优化了用于干热岩型地热储层建造的二氧化碳致裂器,设计了致裂器内部结构的具体参数,完善了外部结构和整体系统,最终研发了一种可用于干热岩型地热储层建造的新型二氧化碳致裂器,为干热岩型地热储层建造提供有效的技术手段,填补了耐高温高压的井下二氧化碳致裂器领域的空白。     

周口凹陷地温场特征及影响因素分析

周口凹陷区有着丰富的地下热水资源。根据69个地热钻孔资料和实测热导率资料分析了周口凹陷地温场特征及其影响因素, 地温梯度变化在 2.77～3.94℃ /100m 之间, 平均地温梯度为3.36℃/100m,大地热流密度在 43.6811～64.5884mW/m_²之间, 平均大地热流密度为55.7240mW / m_²。周口凹陷是一个中温型地温场,地温梯度和大地热流密度具凸起区较高、凹陷较低的特点,大地热流值与地温梯度分布规律相一致;而不同层位的地温分布规律则相反,即凹陷内温度高,凸起和隆起上的温度低。基底构造形态、沉积盖层厚度、深大断裂、地下水等因素决定了该凹陷总体地温特征。     

山东省五莲县松柏地区地热田地温场特征及成因研究

山东胶南地区地热资源丰富,为提高地热水的开发利用效率以及指导后续勘查工作,以松柏地热田为研究对象,分析其地温场特征及成因。研究表明:松柏地区浅部地下水沿松柏—叩官断裂快速径流带走了大部分热量,加之与之相交的松柏—小王疃断裂和周边由于富水性较差,深部热流上涌使断裂周边形成高恒温带区;松柏地区热水富集部位主要为断裂破碎带及不同岩体接触带,热储类型为裂隙带状热对流型热储,地热资源的赋存和分布受断裂带及不同岩体接触带控制。     

豫西栾川潭头盆地地热地质特征研究

通过分析豫西栾川潭头盆地断裂系统、热储成因类型、热储类型、地热流体流场特征及动态、地温场特征以及地球化学特征,研究了豫西栾川潭头盆地地热地质特征。研究得出,研究区内主要断裂为马超营断裂,为主要控热断裂;热储为断裂破碎带,呈带状展布;研究区恒温带埋深为30 m,平均地温梯度为3.70 ℃/hm;研究得到了地热流体化学组分特征、动态变化以及同位素化学与地热田成因。研究为地热水资源的开发利用提供了理论基础。     

新乡市平原示范区地热资源地质特征及开发利用研究

新乡市平原示范区独特的自然地理条件和地质环境条件,赋存了丰富的地热资源。研究了新乡市平原示范区地热资源地质特征,研究区属于中牟凹陷地热区,主要热储层为新近系明化镇组半固结碎屑岩孔隙裂隙热储层、新近系馆陶组半固结碎屑岩孔隙裂隙热储层、古近系半固结碎屑岩孔隙裂隙热储层,地热类型为层状分布的盆地型地热,地温场类型为地层热传导型,区内断裂无显著导热、导水特征,地温场以地层传导型为主,地温梯度在2.33～3.02℃/hm。并分析了开发利用情况,根据研究区开发利用潜力,为平原示范区建设绿色低碳城市提供地下清洁能源开发利用技术。     

三山岛金矿围岩温度梯度测试及工程热环境分析

通过对井下热湿工程环境调查,分析三山岛金矿热害产生的根本原因。依据工程热湿环境调查结果,布设该矿围岩温度测试的测点位置,通过对不同中段相对应位置的温度曲线回归,得出三山岛金矿正常围岩温度梯度为2.2 ×10^-2℃/m,受井下地热影响区域其地温梯度为2.6×10^-2℃/m。通过对该矿不同热源进行分析,其围岩散热、机械设备、空气压缩及地热资源是致使三山岛金矿井下温度偏高的主要原因,该研究对类似矿山热源分析及其治理提供一定的基础数据。     

献县地热田地温场特征及控热因素研究

献县地热田位于冀中台陷和沧县台拱2个构造单元之间,热储层自上而下可分为上第三系孔隙型热储层和基岩岩溶裂隙型热储层。分析了献县地热田的地热地质条件和地温场特征,从热源、地下水活动、地热流体成因和演变过程、岩性以及地质构造方面研究该地区地温场的控制因素。研究表明,献县地温场横向分布形态与地质构造单元相对应,纵向上受岩性和地下水活动的影响。地热田的主要水源为大气降水,热流沿断裂或基岩斜坡进行汇集,构造格局制约热流方向,是以热传导类型为主的平原圈闭型地热田。     

深井开采地温场监测技术及分布规律研究

在深井开采过程中,地热是导致井下热害的主要原因。热量源源不断地从巷道围岩传递到井下工作面,使工作面气候环境恶化,危害矿山生产安全。本次研究采用合理的地温监测技术,研究深井矿山围岩地温场分布规律,为矿山进行热源分析、地温预测、通风降温等技术研究提供了重要依据。     

酸化洗井在河北牛驼镇地热田两口井中的应用用

介绍在河北牛驼镇地热田2口井中,针对裸眼成井段为碳酸盐岩的情况,采用酸化洗井的措施,达到了地热井增产的目的.     

开封凹陷区深层地热资源地质条件分析

地热资源开发利用可以调整能源结构,减少对常规能源的消耗。分析了开封凹陷区深层地热资源地质条件,对热储层埋藏条件及划分进行了研究,得出主要有新生界新近系松散岩类孔隙热储层和古近系热储层,新近系热储厚度大,自上而下分为明化镇组和馆陶组2个热储层。分析了研究区地球物理特征,得出研究区地热异常区域主要分布在开封市至陈留镇一带,地热异常高区域在研究区西北部;研究了地温场特征,得出区内恒温带深度为23 m,恒温带温度为160 ℃。开封市区的地温梯度范围为32～39 ℃/hm,平均35 ℃/hm,大于35 ℃/hm的范围为条带状,呈近南北向展布;东西向地温梯度偏低,在33～35 ℃/hm,平均34 ℃/hm,大于35 ℃/hm的范围较小。地热资源的开发利用保障了能源安全、促进节能减排目标的实现,改善生态环境质量,发展产业经济。     

河北省牛驮镇地热田钻探工艺

河北省牛驮镇地热田地热地质条件为华北地区最好,开发20多年来,设备能力逐渐加强,管材由水文水井系列过渡到石油API系列,钻探工艺逐步发展.随着地下热水的开采,水位下降,储层的压力下降很多,在刚钻开基岩风化壳时出现了因泥浆骤然漏失而造成上部松散层坍塌的问题.针对这一施工难点问题,对钻进及成井工艺进行了改进.     

河北省乐亭-昌黎一带存在干热岩可能性探讨

干热岩型地热资源作为一种清洁可再生能源,以其分布的普遍性和高热储温度而更具开发潜力与前景。按照成因机制和赋存条件可分为高放射性产热型、沉积盆地型、近代火山型和强烈构造活动带型四种类型。唐秦地区乐亭-昌黎一带隶属于我国所划分的干热岩开发有利靶区即华北（渤海湾盆地）,本文重点论述了区域地热地质背景,地球物理等特征,综合分析认为乐亭-昌黎一带具有较好的寻求沉积盆地型干热岩资源的潜力。     

大地电磁测深法在湖北省干热岩地热资源勘查中的应用

干热岩作为地热资源的重要组成部分,具有清洁、稳定、可再生的优势,潜力巨大。研究干热岩对于湖北省能源利用、环境保护意义重大。因此,对湖北省具有干热岩成藏条件的干热岩靶区进行分析,选择大别地区罗田和江汉盆地嘉鱼,采用大地电磁探测技术进行模型二维正演。最后通过野外数据采集,对TM模式数据进行反演解译,基本查明两地深部电性结构,推测控热构造的分布规律,初步评估其干热岩潜力。     

羊场湾煤矿二号井井下局部降温技术的研究与应用

为解决围岩地热温增和机电设备散热等因素造成的矿井内部温度、湿度过大问题,羊场湾煤矿二号井通过热害治理工作,对不同垂深岩层地温以及工作面内部因机电设备散热的温湿变化进行测定,根据热害特点提出局部降温技术进行治理。现场应用表明局部降温技术能够对羊场湾煤矿二号井起到良好的热害治理效果。