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新疆地热资源分布、成因及开发利用方向:第三次新疆综合科学考察地热科考成果综述
1
作者 孔彦龙 董远卓 +26 位作者 叶灿滔 程远志 乃尉华 庞忠和 马伟斌 张健 龚宇烈 李义曼 姜光政 王迎春 古丽波斯坦·吐逊江 田小明 李棱雪 师德扬 张程凯 田逸楠 李斌 陈锋 张磊 王珂 任亚倩 张伟尊 罗冠中 段佳斌 陈娅奎 张小雷 汪集暘 《地学前缘》 北大核心 2026年第1期283-295,共13页
基于“冷壳冷幔”的理论认识,新疆一直被认为是地热资源相对贫瘠的地区,其总体勘查和开发利用情况远落后于内地。第三次新疆综合科学考察课题“地热等清洁能源资源综合调查与评价”在收集整理全疆地热已有成果的基础上,重点开展野外补... 基于“冷壳冷幔”的理论认识,新疆一直被认为是地热资源相对贫瘠的地区,其总体勘查和开发利用情况远落后于内地。第三次新疆综合科学考察课题“地热等清洁能源资源综合调查与评价”在收集整理全疆地热已有成果的基础上,重点开展野外补充调查,新发现了地热点位11处,补充确定了地热资源赋存形式2种,估算新疆地热资源量折合超过18亿吨标准煤。调查结果显示,新疆地热资源主要分布于盆间隆起山地,与其主要人口分布保持高度一致,而较少的人口基数决定了新疆人均地热资源量较高,反而说明了其具有较大的开发利用潜力。新疆地热资源表现出“北疆禀赋差,南疆禀赋好”的分布格局:北疆天山、阿勒泰山地区广泛发育以断裂深循环成因的中低温水热型地热资源,而在南疆帕米尔高原,受印度欧亚板块碰撞的影响,形成了目前新疆唯一发现的高温地热资源。然而,新疆地热资源开发利用整体水平相对较低,开发利用方式单一,以洗浴保健和旅游疗养为主,且主要在经济发展较好、交通较方便的北疆,南疆地热开发利用程度较低。通过本次科学考察摸清了新疆地热资源分布与开发利用现状情况,结合新疆国土空间规划,围绕新疆“双碳”发展战略,课题组提出新疆地热能源资源开发利用路线建议:在南疆塔什库尔干塔吉克自治县等地区推动“地热发电+综合利用”发展,在北疆温泉县等地区大力推进“地热+”综合能源开发,在乌昌石城市群全面深化浅层、中深层岩土地热能利用。 展开更多
关键词 第三次新疆综合科学考察 能源转型 资源禀赋 地热开发 地热发电 地热供暖
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松辽盆地干热岩热储水力压裂参数敏感性分析
2
作者 张延军 孙铭浩 +1 位作者 于子望 刘玉龙 《郑州大学学报(工学版)》 北大核心 2026年第1期88-94,共7页
水力压裂是提取地热能的关键技术,通过提高储层岩石的渗透性来增加产热量。为此,以松辽盆地干热岩热储层为研究对象,基于ABAQUS软件建立水力压裂二维数值模型,结合正交试验法,对影响水力裂缝特性的参数进行了敏感性分析。结果表明:数值... 水力压裂是提取地热能的关键技术,通过提高储层岩石的渗透性来增加产热量。为此,以松辽盆地干热岩热储层为研究对象,基于ABAQUS软件建立水力压裂二维数值模型,结合正交试验法,对影响水力裂缝特性的参数进行了敏感性分析。结果表明:数值模拟结果相比室内试验结果的误差为2.6%,说明该模型用来研究水力压裂是准确可靠的;通过极差分析法对各参数进行敏感性分析可知,对裂缝宽度影响最大的因素是岩石弹性模量,压裂液排量的影响程度最小;对起裂压力影响最大的因素为水平应力差异系数,岩石弹性模量的影响程度最小。研究结果可以为松辽盆地干热岩储层水力压裂施工提供一定的指导。 展开更多
关键词 干热岩 水力压裂 数值模拟 敏感性分析 有限元
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基于深度神经网络的南极洲大地热流预测
3
作者 初东方 范晓鹏 +3 位作者 李静 白利舸 王卓 郭井学 《地球与行星物理论评(中英文)》 2026年第2期177-190,共14页
南极冰盖对全球气候系统的调控作用愈发显著,其中大地热流(GHF)作为基底热状态的关键指标,了解其分布特征对研究动力学演化具有重要意义.南极洲GHF测量受限于极寒地质条件与高昂钻孔成本,已知的热流点仅有52个.基于地质与地球物理数据... 南极冰盖对全球气候系统的调控作用愈发显著,其中大地热流(GHF)作为基底热状态的关键指标,了解其分布特征对研究动力学演化具有重要意义.南极洲GHF测量受限于极寒地质条件与高昂钻孔成本,已知的热流点仅有52个.基于地质与地球物理数据估计的热流分布存在较大不确定性,无法解释基底的非线性传热过程.深度学习算法可以捕捉热流与不同数据特征的耦合关系,对稀疏数据的插值重构具有较高的预测精度.本研究构建了一种深度神经网络(DNN)与高维不确定性量化框架,用于预测南极洲GHF分布.通过将4000多个全球热流观测点及22类地质与地球物理特征参数(地壳厚度、重磁异常、莫霍面等)作为训练数据,对澳大利亚与南极已知热流点进行了测试对比.不确定性量化方法通过相关性、灵敏度和主成分分析重组训练集,结合DNN模型评估南极洲最佳热流分布.预测结果显示南极洲热流范围为24~103mW/m^(2),平均值为60.1mW/m^(2),与已知热流误差为10.05%,其中甘布尔采夫冰下山脉表现出显著高热流异常(50~74mW/m^(2)).通过不确定量化结果证实甘布尔采夫冰下山脉的高预测热流具有较高置信度.该模型解译了南极地壳热结构的空间异质性特征,预测结果可用于南极尺度的冰盖动力学或热力学模拟,为冰盖运动、冰下湖分布等研究提供了可靠的数据支持. 展开更多
关键词 深度神经网络 大地热流 南极洲 不确定性量化
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基于机器学习的地下温度预测方法研究现状
4
作者 马昕 张钱江 +2 位作者 尹文斌 陈倩文 蒋艳祥 《物探化探计算技术》 2026年第1期67-77,共11页
地下温度预测是地热资源高效开发与可持续利用的关键环节。传统预测方法受限于复杂地质数据的非线性特征和多源信息融合难题,难以满足精准化需求。机器学习算法凭借其强大的数据挖掘与非线性建模能力,为地下温度预测提供了新思路。笔者... 地下温度预测是地热资源高效开发与可持续利用的关键环节。传统预测方法受限于复杂地质数据的非线性特征和多源信息融合难题,难以满足精准化需求。机器学习算法凭借其强大的数据挖掘与非线性建模能力,为地下温度预测提供了新思路。笔者系统综述了机器学习在地下温度预测中的研究进展,重点分析了神经网络及其变体算法在多源数据融合、间接地温计优化中的应用效果,对比了不同算法的预测精度与适应性。研究表明,神经网络、聚类分析等创新方法显著提升了深层地热储层温度预测的可靠性。然而,现有研究仍面临时空动态特征缺失、模型泛化能力不足等挑战。笔者进一步提出融合时空序列分析、迁移学习与三维地质建模的优化路径,为地热资源勘探开发提供理论与技术参考。 展开更多
关键词 地热资源 热储温度 地温预测 机器学习
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河南驻马店地区中深层地热资源综合信息探查和潜力评价 被引量：2
5
作者 胡剑 王道成 +5 位作者 徐凌 刘蔷 冷济高 高阳 赵雅静 尹超 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第1期67-75,共9页
河南省地热资源丰富,豫北、豫中地区地热资源勘探程度较高,目前已实现大规模开发利用,但豫南地区地热资源勘探程度较低,钻探资料有限,针对其构造特征、地层分布、地热地质特征和资源潜力研究程度相对薄弱,尚难满足产业化、规模化开发需... 河南省地热资源丰富,豫北、豫中地区地热资源勘探程度较高,目前已实现大规模开发利用,但豫南地区地热资源勘探程度较低,钻探资料有限,针对其构造特征、地层分布、地热地质特征和资源潜力研究程度相对薄弱,尚难满足产业化、规模化开发需要。基于区域地质特征,结合二维地震解释成果,在前人研究基础上,开展了驻马店地区地热地质特征研究、资源评价和有利区预测。研究表明,驻马店构造位于周口坳陷西南部的舞阳凹陷、驻马店—淮滨凹陷、平舆凸起和长山隆起区、南襄盆地东部的泌阳凹陷5个二级构造单元;驻马店地区除正阳、确山位于长山隆起区地热地质条件较差外,其余地区均具有较好的地热资源开发条件;该区发育有新近系、古近系砂岩热储和寒武-奥陶系碳酸盐岩3套层状热储,总静态资源量约为115×10^(15) kJ。预测泌阳县城区、新蔡县城区和驿城区西部热储埋深适中、涌水量大、温度较高,为最具地热资源开发有利区。 展开更多
关键词 地热资源 潜力分析 有利区预测 周口坳陷 泌阳凹陷 驻马店地区
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CO_(2)地质封存岩石力学问题研究进展 被引量：3
6
作者 于子望 卢帅屹 +1 位作者 白林 郑天琪 《吉林大学学报(地球科学版)》 北大核心 2025年第3期930-942,共13页
温室气体排放导致全球气候变化严重,世界各国正在采取措施缓解碳排放造成的温室效应。二氧化碳捕集与封存(CCS)作为一种大规模的温室气体减排技术正在兴起,并逐渐成为缓解温室效应的最重要手段之一。该技术在实施过程中存在一系列问题,... 温室气体排放导致全球气候变化严重,世界各国正在采取措施缓解碳排放造成的温室效应。二氧化碳捕集与封存(CCS)作为一种大规模的温室气体减排技术正在兴起,并逐渐成为缓解温室效应的最重要手段之一。该技术在实施过程中存在一系列问题,其中注入封存引起的地质力学问题不容忽视。本文综述了CCS中由于注入封存引发的地质力学问题所带来的影响和危害。结果表明:CO_(2)注入引发孔隙压力变化、热应力及化学-力学耦合作用,导致储层岩石强度降低、变形加剧,进而引发地表变形;InSAR技术能够有效监测地表变形,场地微震监测揭示了注入速率与地震活动的直接关联,控制注入速率与压力可有效降低盖层破裂与断层活化的概率;数值模拟是评估场地地质力学风险的主要手段,场地盖层优先选择低渗透、低反应性岩石,可减少泄漏风险,并且需综合断层应力状态规避高活动性断层区域。 展开更多
关键词 CO_(2)地质封存 场地监测 数值模拟 岩石力学 热效应
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周口坳陷西南部地热资源赋存特征及开发前景 被引量：1
7
作者 胡剑 王道成 +5 位作者 徐凌 刘蔷 高阳 冷济高 潘良云 曹海丽 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第9期3545-3554,共10页
地热资源赋存特征及成因模式是地热资源开发的重要依据。基于区内各类钻孔、地球物理及地球化学资料,在明确储盖、温度特征基础上,对热源、通道、补给要素开展研究,建立周口坳陷西南部地热系统成因模式,进而评价其开发前景。研究区赋存... 地热资源赋存特征及成因模式是地热资源开发的重要依据。基于区内各类钻孔、地球物理及地球化学资料,在明确储盖、温度特征基础上,对热源、通道、补给要素开展研究,建立周口坳陷西南部地热系统成因模式,进而评价其开发前景。研究区赋存低温沉积盆地型地热资源,幔源热是主要热源,南冷北热,凸起区大地热流高于凹陷区,可达70 mW/m^(2)以上。平均地温梯度为2.8℃/hm左右,为传导型传热,断裂的发育也促进了深部热流的上涌,局部存在热对流增温作用。同位素分析显示补给来自西部低山丘陵的大气降水,在裸露区下渗后沿渗透地层、不整合面向东部运移并被加热增温。新近系、古近系砂岩孔隙、寒武-奥陶系碳酸盐岩岩溶孔洞是流体主要赋存空间。第四系与新近系上部发育的粉砂、黏土沉积构成了良好的隔水隔热盖层。目前新近系开发利用风险最小,热储底板埋深400~1400 m,向北埋深增大,砂地比平均40.9%,水量40~60 m^(3)/h,井口水温43~48℃。最终落实4个孔隙型地热资源开发有利区,3个岩溶型地热资源开发有利区。 展开更多
关键词 地热资源 赋存特征 成因模式 周口坳陷 驻马店市
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江西武功山西部高氟地热水水文地球化学特征及成因机制 被引量：1
8
作者 邓岳飞 张寿川 +4 位作者 刘凯 张垚垚 贾伍慧 王路瑶 余廷溪 《地质论评》 北大核心 2025年第2期524-536,共13页
江西省武功山地区地热资源较为丰富,但西部地区地热水中氟浓度较高,制约了区域地热资源的开发和利用。本次研究在武功山西部地区共采集22组水样,基于地热水物化参数和氢氧同位素数据,识别地热水补给来源,估算补给高程、循环深度、热储... 江西省武功山地区地热资源较为丰富,但西部地区地热水中氟浓度较高,制约了区域地热资源的开发和利用。本次研究在武功山西部地区共采集22组水样,基于地热水物化参数和氢氧同位素数据,识别地热水补给来源,估算补给高程、循环深度、热储温度和冷热水混合比例,揭示地热水成因机制;运用Piper三线图、Gibbs图、氯碱指数图和离子比例关系图等方法,基于氟富集的水化学条件及水文地球化学作用两方面探究高氟地热水成因机制。结果表明:研究区地表水、地下水和地热水以Ca^(2+)、Na^(+)和HCO_(3)^(-)为主,水体呈碱性,高氟水主要存在HCO_(3)^(-)-Na^(+)型地热水中,氟浓度超过国家标准3~13倍,地表水和浅层冷水样品氟浓度均未超出国家标准;地热水起源于大气降水,补给高程为1011~1422 m,循环深度为470~1893 m、热储温度为64.9~113.1℃,地热水中冷水混入比例为0.68~0.93;地热水化学组分受地质因素和水文地球化学作用影响,富氟矿物风化、溶解是高氟地热水中氟的主要来源,阳离子交换作用和碱性地热水环境影响地热水中氟富集。 展开更多
关键词 氟 地热水 水文地球化学 成因机制 武功山
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汾渭地堑中、深层地热资源富集背景与形成机制 被引量：3
9
作者 刘德民 张昌生 +5 位作者 陆婉玲 韦梅华 祁焱雅 刘菲 赵悦 姜淮 《地学前缘》 北大核心 2025年第1期367-379,共13页
汾渭地堑中、深层地热资源较富集,但其成因机制不明。为了更有效地勘探开发这些资源,首先必须弄清楚其形成的地质背景和热聚敛成因。在前人研究成果的基础上,综合分析了汾渭地堑构造演化与动力学背景,深部热构造特征,源、通、储、盖条件... 汾渭地堑中、深层地热资源较富集,但其成因机制不明。为了更有效地勘探开发这些资源,首先必须弄清楚其形成的地质背景和热聚敛成因。在前人研究成果的基础上,综合分析了汾渭地堑构造演化与动力学背景,深部热构造特征,源、通、储、盖条件,并探讨了其热聚敛机制。印度-欧亚板块碰撞的远程效应形成了汾渭地堑新生代伸展拉张作用;软流圈底辟上涌,上地幔热隆起,莫霍面和居里面抬升,中、浅层低速高导体形成,地壳拉张减薄,固态剪切脆-韧性变形是中、深层地热资源形成的基础。新生代强烈的伸展拉张和特殊的构造格局是有利的控热构造,地幔传导热是目标热储最根本的动态热源,埋藏较浅的上地幔内和壳内的低速高导层是良好的导热体和热能汇集中心,是中、深层热储的直接热源和震源层,切割较深并在新生代具有强烈活动的边山断裂和控盆断裂具有良好的导热功能,是良好的导热构造和释热构造;夹有孔隙极为发育的火山岩的厚层状新生代松散沉积物,具有良好的阻热保温效果,是优质的热盖层。发育韧性剪切变形的变质基底不仅是干热岩型地热资源(固热能)的目标层,也是浅层水热型地热资源良好的热源层。源、通、储、盖四位一体的高效热聚敛地热系统促进了优质中、深层地热资源的形成和富集。 展开更多
关键词 地热资源 地热系统 控热构造系统 形成机制 汾渭地堑
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中深层地热供暖系统运行策略模拟研究 被引量：1
10
作者 赵永哲 赵宝锋 +3 位作者 胡振阳 苟立 杜丁山 刘成路 《煤田地质与勘探》 北大核心 2025年第4期203-212,共10页
【背景】积极利用中深层地热能供暖是实现碳达峰碳中和目标的重要举措。中深层地热供暖系统运行策略的优劣直接影响供暖效果,并对地热供暖系统运行能耗产生重要影响,在利用地热能的同时要避免造成资源的浪费。【方法】依托陕西关中盆地... 【背景】积极利用中深层地热能供暖是实现碳达峰碳中和目标的重要举措。中深层地热供暖系统运行策略的优劣直接影响供暖效果,并对地热供暖系统运行能耗产生重要影响,在利用地热能的同时要避免造成资源的浪费。【方法】依托陕西关中盆地某中深层地热能实际供暖工程,基于TRNSYS瞬态模拟软件建立动态仿真模型,模拟5种运行策略的供暖效果及系统运行能耗,并对温度数据、能耗表现、运行机理进行系统性分析。【结果和结论】结果表明:(1)在供暖季初期及末期采用地热井直接换热供暖模式下的运行策略供暖效果最佳,用户侧房间温度最高32℃,COP峰值可达19;采用地热井加热泵机组梯级利用的供暖运行策略适用于供暖季中期地埋管出水温度逐渐下降时,在短期内可将用户侧房间温度保持在30℃左右,COP值最高为12.75、最低为9.06。(2)单井连续供暖运行后期可采用以热泵机组供热为主的运行策略,短期内可将用户侧房间温度保持在20~28℃,COP值最高为6.99、最低为5.22。(3)此外,在不同应用场景下需根据地埋管出水温度及用户侧房间温度对运行策略进行调整,从综合能耗表现可得出应优先采用地热井直接换热供暖的运行策略,尽量减少热泵机组开启次数及时间。(4)梯级利用应优先开启一台热泵机组、尽量减少热泵机组开启台数。对于单口井供暖的运行策略,在供暖季中后期依赖热泵机组会导致系统能耗增加,条件允许应尽量采取多井间歇运行。研究成果可应用于中深层地热同轴套管式地埋管换热系统运行策略的调整优化,同时可为运行策略的设计提供借鉴。 展开更多
关键词 地热能开发利用 中深层套管式地埋管 TRNSYS模拟 运行策略 梯级利用
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羌塘盆地构造-热演化史研究现状及进展
11
作者 任战利 杨鹏 +6 位作者 祁凯 崔军平 于强 程鑫 黄雷 陈刚 姚举文 《地学前缘》 北大核心 2025年第5期12-27,共16页
盆地热演化史对油气生成、成藏和赋存有重要控制作用,羌塘盆地作为我国大型中生代海相含油气盆地,其热体制和烃源岩热演化史时空差异的不明晰是制约油气勘探取得突破的关键科学问题。本文在对大量文献调研的基础上,结合自己的研究工作,... 盆地热演化史对油气生成、成藏和赋存有重要控制作用,羌塘盆地作为我国大型中生代海相含油气盆地,其热体制和烃源岩热演化史时空差异的不明晰是制约油气勘探取得突破的关键科学问题。本文在对大量文献调研的基础上,结合自己的研究工作,综合分析了与羌塘盆地热演化史研究密切相关的现今地温场、盆地类型和抬升冷却过程、热成熟度和热演化过程、热演化史和生烃史4个方面的研究现状和进展。羌塘盆地“小块体多阶段强变形”的特殊构造特征,导致其原型盆地性质复杂化,并使得不同地区、不同构造单元在沉积沉降变迁、构造变形、不整合面发育、岩浆活动、抬升冷却过程和期次等方面表现出显著差异性。这对盆地构造热体制、烃源岩热演化史以及油气的生成、成藏、保存与破坏产生重要的影响。羌塘盆地后期构造运动和强烈的岩浆活动,对镜质体反射率等热演化指标有重要影响。根据构造和岩浆活动等的不同,将镜质体反射率与深度剖面划分为正常埋藏型、火成岩影响型和断裂影响型等。对盆地构造热演化史恢复有重要影响的盆地类型、不同构造单元抬升冷却历史和差异性认识的不统一,制约了盆地动力学模型的建立和构造热演化史恢复的深化。不同专家获得的热流值和地温梯度差异大,有中、高温型和低温型盆地的不同认识。烃源岩热演化程度的准确确定难度较大,根据已有分析结果,建立了羌塘盆地不同层位烃源岩反射率与热解峰温关系图版,该图版的建立对确定烃源岩成熟度具有重要作用。不同构造单元早白垩世以后改造强度差异大,抬升过程及剥蚀量的差异、埋藏史的差异和热演化史的不同,导致生成期次有一次、二次生烃期次的不同认识和具体时间的明显差异。羌塘盆地南部边缘白垩系与唢呐湖组、康托组之间存在热演化程度间断说明盆地南缘侏罗系烃源岩最大热演化程度是在唢呐湖组、康托组沉积之前达到的。因此,烃源岩热演化程度剖面显示羌塘盆地大部分地区烃源岩主生烃期在早白垩世和以前。针对盆地热演化史研究现状和进展,明确了热演化史研究存在的4个关键问题和进一步的攻关研究方向:(1)构造单元差异性沉降与隆升过程的恢复;(2)羌塘盆地现今地温场和关键时期盆地动力学模型建立;(3)多地质因素(差异性沉降隆升、推覆构造、断裂活动和岩浆活动)对热演化程度的影响;(4)中生界不同构造单元烃源岩热演化史恢复和生烃史差异模式建立。羌塘盆地热演化史研究对探讨青藏高原盆地热动力学演化,建立复杂热演化史和生烃史的时空差异模式,以及在羌塘盆地油气综合评价和勘探工作中取得突破都具有重要意义。 展开更多
关键词 生烃史 盆地热历史 古地温 裂变径迹 镜质体反射率 油气勘探 羌塘盆地
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浙东南火山岩区地热水控矿因素及找矿预测
12
作者 秦海燕 张育志 +2 位作者 王磊 迟宝泉 吴曼云 《地质论评》 北大核心 2025年第S1期257-260,共4页
地热水又称热矿水,出露地表又称温泉,是一种宝贵的具有多种用途的矿产资源,除利用其热能外,具有不同化学成分和温度的地热水还有很高的医疗价值,对于利用清静能源发展经济、改善环境和提高人民健康水平均有重要意义。中国内地东部有三... 地热水又称热矿水,出露地表又称温泉,是一种宝贵的具有多种用途的矿产资源,除利用其热能外,具有不同化学成分和温度的地热水还有很高的医疗价值,对于利用清静能源发展经济、改善环境和提高人民健康水平均有重要意义。中国内地东部有三个蕴藏丰富地热资源的地热异常区,由南向北分别是东南丘陵一沿海地热异常区、华北一华东地热异常区、东北地热异常区(张健等,2023)。 展开更多
关键词 地热水 找矿方向 控矿因素 浙东南
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青海共和盆地干热岩储层天然裂缝对水力压裂裂缝的影响
13
作者 张二勇 金显鹏 +5 位作者 张林友 陈东方 王丹 朱贵麟 程正璞 张重远 《工程地质学报》 北大核心 2025年第5期1760-1773,共14页
干热岩开发目前主要依赖于增强型地热系统(Enhanced Geothermal Systems,EGS)。已有工程实践表明天然裂缝对干热岩储层压裂和连通性起着重要作用。当前对干热岩储层水力压裂裂缝扩展机理已有较多理论与试验研究,但在实际干热岩压裂过程... 干热岩开发目前主要依赖于增强型地热系统(Enhanced Geothermal Systems,EGS)。已有工程实践表明天然裂缝对干热岩储层压裂和连通性起着重要作用。当前对干热岩储层水力压裂裂缝扩展机理已有较多理论与试验研究,但在实际干热岩压裂过程中,结合压裂场地地应力、储层岩石力学非均质性尤其是复杂天然裂缝等因素,综合评价水力压裂裂缝扩展规律的研究仍有待深入。本文依托青海共和干热岩勘查试采工程场地,在对干热岩储层天然裂缝展布规律研究基础上,结合水力压裂施工工况和微地震、电磁法监测数据等,深入分析了青海共和干热岩储层天然裂缝对水力压裂裂缝扩展的影响。地质调查、岩心分析、测井等综合研究揭示,共和盆地干热岩体中发育了以北西和北东向为主的天然裂缝,其空间分布受多期构造叠加控制,呈显著非均质性。在小规模压裂情况下,受自身力学性质的影响,水力裂缝易沿天然裂缝面扩展。随着压裂规模逐渐增大,青海共和试采场地水力裂缝呈现“先沿天然裂缝扩展,然后逐步转为最大主应力控制方向”的扩展特征,且裂缝网络以剪切-走滑型破坏为主。研究成果有望深化干热岩水力压裂扩展机理的相关认识,为优化干热岩水力压裂设计提供决策依据。 展开更多
关键词 青海共和 干热岩 储层改造 天然裂缝 水力压裂 地应力
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基于磁异常居里面深度反演的南黄海盆地热流分布特征
14
作者 徐波 李龑 刘绍文 《地球物理学报》 北大核心 2025年第12期4714-4728,共15页
沉积盆地热体制与油气的形成、聚集和保存息息相关.南黄海盆地油气勘探虽起步较早,但至今未发现商业油气藏,其复杂的构造-热演化过程备受关注.由于南黄海地区实测热流数据严重不足,制约了对该区域真实热状态的认识.本研究采用最新的地... 沉积盆地热体制与油气的形成、聚集和保存息息相关.南黄海盆地油气勘探虽起步较早,但至今未发现商业油气藏,其复杂的构造-热演化过程备受关注.由于南黄海地区实测热流数据严重不足,制约了对该区域真实热状态的认识.本研究采用最新的地球磁异常模型EMAG2_V3,通过随机磁化模型的波数域质心法精确计算得到南黄海盆地的居里面深度;并结合已有的实测热流数据,利用一维稳态热传导方程拟合出最优热导率等热参数,进而反演出该区的海底热流.结果显示,南黄海盆地居里面整体呈现出东浅西深,南浅北深的分布特征,其平均深度为27.8±1.1 km;居里面总体浅于莫霍面,仅在北部坳陷和中部隆起部分区域略深于莫霍面,推测与这些区域早期形成的巨厚沉积物有关.通过地热参数拟合得出南黄海盆地的最优平均热导率(k)为2.7 W·(m·℃)^(-1),并据此反演出该区域的平均热流为69 mW·m^(-2),空间上呈现出东高西低,南高北低的分布特征,这一分布格局主要受区域断裂活动、岩浆作用以及沉积物热屏蔽效应等影响.上述发现为南黄海盆地热结构研究提供了新认识,并为区域油气资源评价和勘探提供了地热学依据. 展开更多
关键词 居里面 磁异常 质心法 海底热流 热导率 南黄海盆地
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苏北盆地干热岩水力压裂物理实验及数值模拟
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作者 王丽娟 陈冬 +3 位作者 刘宇鹏 宋全友 杨用彪 常鑫 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第34期14528-14540,共13页
地热作为一种清洁且可持续的能源,对于优化中国能源结构及助力“双碳”目标的实现具有重要意义。干热岩的开采技术涉及高温储层的压裂改造。为此,以苏北地区的干热岩为案例,详细分析了温度、排量和地应力差等因素对干热岩水力压裂裂缝... 地热作为一种清洁且可持续的能源,对于优化中国能源结构及助力“双碳”目标的实现具有重要意义。干热岩的开采技术涉及高温储层的压裂改造。为此,以苏北地区的干热岩为案例,详细分析了温度、排量和地应力差等因素对干热岩水力压裂裂缝的形成与扩展的影响,并有针对性地构建了试验模型。结果表明,高温降低了干热白云岩力学强度和起裂压力;大排量泵注工艺能够有效起裂更多裂缝,并增强裂缝的延伸和均衡扩展能力,从而提高储层的改造效果和流体换热效率;在高应力差条件下,水力裂缝倾向于沿着垂直于最小水平主应力方向起裂和扩展;此外,温度、排量和大应力差均能增加压裂后裂缝网络的分形维数。最后,通过数值仿真验证了温度与排量物理模型试验结果,并证明脉冲泵注工艺能够有效增加储层改造面积,脉冲幅值与储层改造增益效果呈正相关趋势。研究结果为未来干热岩压裂施工的设计提供有益的参考依据。 展开更多
关键词 干热岩 地热开采 水力压裂 室内实验 数值仿真
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三维稳态地温场全信息数值模拟
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作者 戴世坤 田红军 +4 位作者 贾金荣 张莹 朱德祥 赵文学 蒋凡 《地球物理学报》 北大核心 2025年第3期988-1003,共16页
针对常规的数值模拟方法存在计算量大、边界条件近似和难以准确地模拟三维偏微分方程表征的物理信息等问题,本文提出了任意起伏地形下的一种高效、高精度的全信息数值模拟方法.该方法沿水平方向(-∞,+∞)进行二维全信息傅里叶变换,将三... 针对常规的数值模拟方法存在计算量大、边界条件近似和难以准确地模拟三维偏微分方程表征的物理信息等问题,本文提出了任意起伏地形下的一种高效、高精度的全信息数值模拟方法.该方法沿水平方向(-∞,+∞)进行二维全信息傅里叶变换,将三维偏微分方程转化为不同波数下的一维常微分方程进行求解,减少了计算量及存储需求,不同波数之间常微分方程相互独立,具有高度并行性.保留垂向为空间域并引入行波分解,消除了上下边界对模拟区域的影响,具有严格的上下边界条件,且每个垂向深度对应的水平网格任意,具有分辨率高,剖分灵活等特点.水平方向采用二维全信息傅里叶变换,获得异常场的正确波数谱信息,再对异常场所有的波数谱信息进行二维全信息逆变换,从而得到空间域的异常场.该方法在水平方向不存在截断效应,相对于标准FFT和Gauss-FFT,没有丢掉任何波数谱信息;每个单元利用一维形函数的高精度解和傅里叶变换的高效性,实现了高效、快速和准确地模拟三维偏微分方程描述的物理信息.本文设计棱柱体,对比数值解与解析解结果,验证了本文算法的正确性,分析异常场的波数谱分布特征,总结波数选取规律,同时对比本文算法与有限单元法、Gauss-FFT的计算精度与效率.设计高、低热导组合模型,进一步讨论边界条件的影响.最后设计任意起伏地形,说明本文算法对任意复杂地形下的适应性,为任意复杂条件大规模、高效、精细化反演成像、定量解释和人机相互解释奠定了基础. 展开更多
关键词 三维稳态地温场 全信息正反变换 波数谱信息 全信息数值模拟 任意起伏地形
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雄安新区容东片区地热采灌井距快速确定方法
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作者 杨艳涛 周莹 +3 位作者 王心雨 秦立涛 李振兴 韩暖 《深圳大学学报(理工版)》 北大核心 2025年第4期388-395,共8页
地热作为清洁、可再生的能源,在实现“双碳”目标中具有重要作用.中国雄安新区地热资源丰富,但在开发利用中采灌井距的快速确定方法尚不成熟.本研究以雄安新区容东片区为研究对象,基于单井开采权益保护半径法,探讨热储层厚度、单井产量... 地热作为清洁、可再生的能源,在实现“双碳”目标中具有重要作用.中国雄安新区地热资源丰富,但在开发利用中采灌井距的快速确定方法尚不成熟.本研究以雄安新区容东片区为研究对象,基于单井开采权益保护半径法,探讨热储层厚度、单井产量和孔隙度对采灌井距的影响.研究发现,热储层厚度和单井产量是影响井距的主要因素,敏感度系数分别介于0.41~0.61和0.43~0.56,而孔隙度的影响较小,敏感度系数仅为0.01.基于此,建立以热储层厚度和单井产量为核心的地热井采灌井距快速查询表,并拟合简化计算公式,简化井距计算过程,为施工采灌井距的快速确定提供了便捷的途径.该方法可为地热采灌井距设计提供参考依据,同时为推动地热资源科学规划、绿色开采和可持续开发提供有力支撑. 展开更多
关键词 地热资源 采灌井距 单井开采权益保护半径 热储层厚度 单井产量 孔隙度
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地热计算器:面向地热场景的数值模拟软件
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作者 孔彦龙 田小明 +6 位作者 黄永辉 蔡皖龙 孟博言 刘昌为 王中鹏 庞忠和 汪集暘 《水文地质工程地质》 北大核心 2025年第5期214-223,共10页
地热作为清洁稳定的绿色能源,在我国实现北方清洁供暖、全国能源结构转型中起到重要作用。然而,当前地热开发领域尚缺乏专业化的数值模拟软件,普遍采用石油工程、水文地质及热工等领域的通用模拟软件,难以满足地热资源开发利用的实际需... 地热作为清洁稳定的绿色能源,在我国实现北方清洁供暖、全国能源结构转型中起到重要作用。然而,当前地热开发领域尚缺乏专业化的数值模拟软件,普遍采用石油工程、水文地质及热工等领域的通用模拟软件,难以满足地热资源开发利用的实际需求。此外,现有数值模拟软件普遍存在操作界面复杂、学习曲线陡峭等问题,对初级用户构成显著的使用障碍。因此,作者团队开发了一款专门针对地热开发利用的软件——“地热计算器”,该软件在耦合开源数值模拟器内核的基础上,整合了自主研发的地热储工程优化算法,针对性地开发了地热行业所需的专业功能模块:井距优化、资源量评价、同轴套管换热模拟、U型井换热模拟和碳减排计算等。这些模块涵盖了浅层、深层、换热管类型、水热型、地下渗流传热、地面发电等多场景地热开发过程。通过与实际案例或解析解等标准模型计算结果的比较,验证了“地热计算器”的准确性。同时,软件还提供友好的用户交互界面,通过“一键式操作”等简化操作流程,使得具备不同专业背景的地热从业人员均能够在短时间内掌握其操作。该软件可一方面促进地热行业数值模拟技术的普及应用,另一方面也为地热资源的科学评估与可持续开发提供技术支持。 展开更多
关键词 地热计算器 数值模拟 地热能 可持续开发利用
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江苏大丰区地热资源赋存特征及碳减排潜力研究
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作者 吴姗姗 姚维军 +7 位作者 梁兴江 周娟 贾志杰 董茂干 牛树银 陈超 杨彬彬 朱鹏 《中国地质》 北大核心 2025年第4期1500-1512,共13页
【研究目的】苏北盐城市大丰区,地热资源赋存条件,助力实现碳达峰战略目标、合理开发利用当地的地热资源,其地热井的地热资源赋存特征及地热开发利用的节煤和减排潜力进行系统研究具有重要现实意义。【研究方法】通过对大丰区恒北村地... 【研究目的】苏北盐城市大丰区,地热资源赋存条件,助力实现碳达峰战略目标、合理开发利用当地的地热资源,其地热井的地热资源赋存特征及地热开发利用的节煤和减排潜力进行系统研究具有重要现实意义。【研究方法】通过对大丰区恒北村地热井、荷兰花海地热井和麋鹿小镇地热井三口典型地热井的“热源、通道、储层、盖层”等地热地质条件的对比分析,并对本区地热井水质分析评价,及储存量、可采量的理论计算研究。【研究结果】本文总结了大丰区地热资源赋存分区特征,得出本区地热井开发利用方向主要为理疗、洗浴和采暖等,三口地热井地热资源开采理论上合计每年可节煤量为8884 t,相当节煤量的CO_(2)减排量为21197 t。恒北村地热井、荷兰花海地热井和麋鹿小镇三口地热井单井地热资源开采保护范围储存的地热水量理论上合计可节煤量为18885886 t,相当节煤量的CO_(2)减排量为45061725 t。【结论】本研究结果为大丰区地热资源勘查和开发及碳减排潜力分析等提供借鉴。 展开更多
关键词 地热 赋存特征 开发利用 碳减排 地热地质调查工程 大丰区 江苏省
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天津宁河“坳中凸”区深部雾迷山组热储特征及探井参数研究
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作者 唐永香 刘杰 +6 位作者 李嫄嫄 张雪梅 栾鹏宇 刘斐 彭红晶 李哲 张婷婷 《矿产勘查》 2025年第3期505-512,共8页
当前天津开发利用的地热资源主要赋存于浅部孔隙型砂岩热储层,难以长期满足城市建设发展需求,急需探测深部热储来提高地热资源保障能力。天津宁河凸起区位于“坳中凸”独特构造区域,近期新发现了资源禀赋优越的蓟县系雾迷山组热储层。... 当前天津开发利用的地热资源主要赋存于浅部孔隙型砂岩热储层,难以长期满足城市建设发展需求,急需探测深部热储来提高地热资源保障能力。天津宁河凸起区位于“坳中凸”独特构造区域,近期新发现了资源禀赋优越的蓟县系雾迷山组热储层。笔者以研究区的ZK-01井为研究对象,通过对降压试验、地热流体测试、钻孔测温和物探测井等资料进行分析,系统阐明了雾迷山组热储特征及探井参数。主要结果为:①ZK-01井揭露蓟县系雾迷山组热储顶板埋深2270 m,岩性主要为白云岩,孔隙度为0.50%~2.52%,渗透率为0.10~0.35(×10^(-3)μm^(2)),泥质含量4.14%~7.19%;②ZK-01井的井口稳定流温为98.5℃,盖层平均地温梯度约为4.92℃/100 m;③ZK-01井降压试验曲线具有水-汽二相混合特征,地热流体水质较好,出水量100.4 m^(3)/h,单井供暖潜力约32万m^(2),为目前区内新发现的高产能地热井。 展开更多
关键词 “坳中凸”构造区 雾迷山组 热储特征 天津宁河
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