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Seepage-heat transfer coupling process of low temperature return water injected into geothermal reservoir in carbonate rocks in Xian County,China 
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下载免费PDF全文 WANG Yan LIU Yan-guang BIAN Kai ZHANG Hong-liang QIN Shen-jun WANG Xiao-jun 《地下水科学与工程》2020,8(4):305-314
Fracture seepage and heat transfer in the geothermal reservoir of carbonate rocks after the reinjection of low temperature geothermal return water is a complex coupling process,which is also the frontier of geothermal production and reinjection research. Based on the research of cascade comprehensive development of geothermal resources in Beijing-Tianjin-Hebei (Xian County),the carbonate geothermal reservoir of Wumishan formation in the geothermal field in Xian County is investigated. With the development of the discrete fracture network model and the coupling model of seepage and heat transfer,the numerical solution of seepage field and temperature field with known fracture network is reached using the finite element software COMSOL,and the coupling process of seepage flow and heat in carbonate rocks is revealed. The results show that the distribution of temperature field of fractured rocks in geothermal reservoir of carbonate rocks has strong non-uniformity and anisotropy. The fracture network is interpenetrated,which constitutes the dominant channel of water conduction,and along which the fissure water moves rapidly. Under the influence of convective heat transfer and conductive heat transfer,one of the main factors to be considered in the study of thermal breakthrough is to make the cold front move forward rapidly. When the reinjection and production process continues for a long time and the temperature of the geothermal reservoir on the pumping side drops to a low level,the temperature of bedrocks is still relatively high and continues to supply heat to the fissure water,so that the temperature of the thermal reservoir on the pumping side will not decrease rapidly to the water temperature at the inlet of reinjection,but will gradually decrease after a long period of time,showing an obvious long tail effect. The distribution of fractures will affect the process of seepage and heat transfer in carbonate reservoirs,which should be considered in the study of fluid thermal coupling in carbonate reservoirs. 相似文献
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天津地区属于典型的中低温沉积盆地型地热区,地热资源丰富,现已被广泛地应用于地热供暖、生活用水、温泉洗浴等各个方面,取得了显著的社会经济效益。雾迷山组地热资源在天津地区分布广泛,是天津地区最主要的开采层之一。本文通过收集截至2015年底150眼雾迷山组地热井的数据资料,计算得出区内雾迷山组热储在回灌条件下地热资源可采量为14.108×10~8 m~3,地热流体可采热量47.021×10~(16) J/a,折合标准煤1 604.814×10~4 t/a,并对雾迷山组热储层的地热流体热量开采系数、最大水位降速和地热流体热量潜力模数三个指标综合考虑,确定地热资源开发利用潜力,可为今后雾迷山组地热流体的勘查和开发利用提供参考。 相似文献
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禹城市为东营组热储地热资源开采利用集中区,因地热资源集中开采及地热尾水的直接外排,造成了水化学污染、热污染及热储层压力下降等一系列地质环境问题。本次在禹城市地热资源开发利用现状调查的基础上,在禹城市栖庭水岸开展地热回灌试验研究,回灌模式为自然同层对井回灌。根据本次回灌试验取得的数据,对回灌量与回灌压力关系、回灌对热储层水质影响、回灌对热储层温度影响规律进行了分析研究并根据拟合回灌量与水位升幅关系曲线计算了最大回灌量。分析结果表明:回灌量随压力的增大而增大,单位回灌量随回灌压力的增大呈减小趋势;回灌井因灌入了矿化度比其自身地热水矿化度高的水源,所以回灌后采集的回灌井地热水矿化度比回灌试验之前高,但因采灌井开采热储层属于同层热储,故回灌对热储层水质影响小;本次试验采灌井间距较大,故回灌对热储层温度无影响;计算确定该回灌井最大回灌量为70 m~3/h。本次回灌试验研究为禹城市地热资源可持续开发利用提供了依据。 相似文献
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岩溶热储储层的不均匀性强,采灌井之间的连通性不易确定。示踪技术可以将运移参数量化,有效刻画储层流体的特征,研究回灌井和开采井之间的水力联系,包括导水通道,流体流速等信息,对长期回灌可能引起的开采井的冷却进行预测,是岩溶热储井间连通性研究十分有效的技术。本文以华北牛驼镇地热田雄县地区为例,针对蓟县系雾迷山组岩溶热储,采用荧光素钠示踪剂,进行了1口井注入,10口井观测的群井示踪试验。采用裂隙介质溶质运移模型,对示踪试验数据进行了解释,得到优势通道的长度、渗透流速、纵向弥散度、回收率等储层性质,获得了试验区内采灌井之间的连通特征。对调整采灌井布局提出了建议。 相似文献
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古潜山地热资源具备岩溶孔隙发育程度高、热储面积厚度大、地热水储量大的优点。冀中坳陷内古潜山分布密集且地热资源丰富, 河间潜山位于冀中坳陷饶阳凹陷中东部, 具有良好的地热地质条件, 开发潜力巨大。本文基于河间潜山及其周缘地区测井资料、岩石热物性并进行了计算, 发现其地温梯度为29.8 ℃/km到44.5 ℃/km之间, 平均值为40.7 ℃/km。大地热流值介于64.8~80.6 mW/m2之间, 平均值为 73.4 mW/m2。通过水热耦合模拟方法模拟选定的地热资源有利区的温度变化, 结果发现河间潜山合理的开采井距为800 m, 合理开采量为60 L/s, 回灌温度为35 ℃, 总可开采量为6.32×1016 J, 单年可开采量为 6.32×1014 J, 可供暖面积为1.22×106 m2, 对于冀中坳陷潜山地热资源的开发利用具有一定的指导意义。 相似文献
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D03地热勘探井部署在雄安新区雄县牛驼镇凸起的轴部，设计井深2500 m，完钻井深2511.10 m。实施的目的是为探明蓟县系碳酸盐岩热储的地质结构和分布，获取碳酸盐岩热储地热—水文地质参数，计算地热资源潜力。本文主要介绍了D03地热勘探井的钻探施工情况，开展了螺杆马达单点定向顶漏侧钻绕障作业，解决了失返性漏失段定向侧钻难题，探索了失返性漏失段水泥固井工艺，获取了标志层杨庄组的岩屑和岩心，区分开了雾迷山组白云岩和高于庄组白云岩，实现了勘探的目的。通过钻探施工、取心、岩屑录井、薄片鉴定等工作，基本查明了D03井区的地质结构及主要岩性特征。通过抽水试验，获取了水文地质参数，评价了可开采资源量。 相似文献
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京津冀地区雾霾较为严重,同时地热资源丰富,因此,充分利用地热资源是调整该地区能源结构,减缓雾霾的重要途径之一。本文在分析京津冀地区构造、大地热流、地温梯度等地质背景的基础上,分别总结了京津冀地区隆起山地对流型与沉积盆地传导型地热资源的成藏模式与赋存条件,并对两种地热资源的资源量、开发利用现状与潜力进行了分析。京津冀地区地热资源储量折合标准煤约1383亿t,年地热流体可开采热量折合标准煤1100万t,但目前地热流体年开采热量仅相当于114万t标准煤,约占总量的10%,开发利用潜力巨大。 相似文献
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威水背斜紧邻六盘水市区,具备形成中低温地热资源的有利地热地质条件,潜在地热资源丰富。但因区内地质构造条件复杂,人们对热储构造、类型、地热资源埋藏条件及空间分布特征等认识不够,以致该地区在地热资源开发利用方面尚未取得实质性突破。为研究威水背斜地热赋存规律并进行靶区预测,以前期的实际勘查工作成果为支撑,在对相关勘查资料综合整理和科学分析的基础上,通过对威水背斜地质背景、热源条件、热储构造特征、地热载体及其运移和补给等分析,明确了研究区地热资源类型属受埋深条件控制的板内中低温型,热源主要来自地层自然增温(即地温梯度),地热载体以地下水为主,热储构造类型主要为层状热储类型; 结合已有地热工程施工情况,分析了该工程未能取得预期效果的关键原因,揭示了研究区热储层为泥盆系上统尧梭组、望城坡组和泥盆系中统独山组,根据热储层顶界深度等值线对威水背斜进行了靶区预测,推算可获得的理论保守水温为44.7~59.7 ℃,稳定地热水涌水量不小于500 m3/d,为下一步地热资源勘查与开发工作提供了依据。 相似文献
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地热资源的开发利用有助于调整能源结构、提高环境质量和治污减霾。关中盆地西安凹陷地热水赋存条件较好,资源量丰富,地热水具备规模化开发利用的基础。目前,未见关于西安凹陷地热储层划分及资源量的研究。将西安凹陷地热水热储层分为红河-白鹿塬组、新近系的冷水沟-寇家村组、蓝田灞河组、张家坡组4类,对其系统分析每类热储层的储盖特征、地层岩性、沉积相等。通过地热水水化学分析,认为在纵向上,西安凹陷地区地热水赋存环境越往下部封闭性越强;在平面上,西安凹陷中部地区的环境相对较为封闭,而南部、北部为相对开放的化学环境。结合区域地温资料,分别计算了西安凹陷地区洪积平原和冲积平原的恒温层深度,分析了区域20 m、500 m、1500 m、2000 m深度处的地温场特征及区域地温梯度特征。采用体积法评价了西安凹陷地热水的总体积储量、总弹性储量、总静储量。总体积储量为5270.96×10^8 m^3,总弹性储量为16.89×10^8 m^3,总静储量为5287.85×10^8 m^3。通过对西安凹陷地区地热水资源规律的研究,认为该地区地热水资源储量丰富,热储层的埋藏相对比较稳定,开发利用的风险较小,推进该地区地热水的开发利用对治污减霾、调整能耗结构及改善民生都具有积极的意义。 相似文献
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为探讨广安市铜锣山背斜三叠纪岩溶热储特征、地热水水化学与同位素组成、热储温度及地热水循环机理,采用地热钻探、水化学与同位素取样测试、热水溶质组分图解分析等手段和方法,开展了地热水成因的研究工作。结果表明:研究区三叠纪碳酸盐岩热储结构相对完整,热储盖层、热储层和热储下部隔水层形成独立的地热水文地质单元。岩溶地热水水化学类型主要为SO4-Ca·Mg和SO4-Ca型,富含F、Sr、Li、B和SiO2物质,其水源补给为大气降水,补给区位于铜锣山以北的大巴山一带,深部地热水补给高程大于1 100 m,补给区年均温度为9 ℃。热储温度为56~76 ℃,热水循环深度为2 013~3 030 m。地热水在循环过程中,主要发生碳酸盐岩和蒸发岩溶解、冷热水混合过程,且冷水混入比例大于80%。结合区域地热地质条件,构建了研究区地热水成因概念模型。 相似文献
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WANG Shu-fang LIU Jiu-rong SUN Ying LIU Shi-liang GAO Xiao-rong SUN Cai-xia LI Hai-kui 《地下水科学与工程》2018,6(3):178-186
The large karst geothermal field of Xiong County,which is located to the south of geothermal field in Niutuozhen,features huge geothermal resources and favorable condition for development and utilization.Because of the long-term extensive production,the pressure of geothermal reservoir continues to decline and some geothermal wells even face the danger of scrapping.To relieve the fall in pressure of geothermal reservoir and achieve the sustainable development and utilization of geothermal field in the long run,reinjection experiment is conducted in the geothermal field of Xiong County and a three-dimensional hydrothermal coupled numerical model was constructed.The reinjection experiment showed that the mode of one production well and one reinjection well can be achieved in this geothermal field.The numerical simulation is used to forecast and compare the change in pressure field and temperature field under different production and reinjection modes and concludes that the most opotimized production and utilization mode is the concentrated production-reinjection mode,and the most opotimized production-reinjection combination mode is the shallow production and shallow reinjection mode which can ensure the sustainable development and utilization of geothermal resources in the long run. 相似文献
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在评述河南省地热水资源的分布及其开发利用状况的基础上,依据评价标准对河南省地热水资源的开发利用程度进行了评价。基于各地的地热水资源开发利用程度,从开采总量控制、地热井规划布局、开发利用现状分区、资源利用优化配置、资源勘查规划及重点项目规划等五个方面对河南省地热水资源开发利用进行了科学系统规划,为充分发挥河南省地热水资源的最大效益并避免环境水文地质问题的发生奠定了基础。 相似文献
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鲁北地区于2001年已陆续开始应用热泵技术开发浅层地热能,但区内的浅层地热能资源评价工作却严重滞后,制约了区内浅层地热能资源的开发和合理利用。为促进鲁北地区浅层地热能的开发利用,省政府拿出专项资金,开展了鲁北地区浅层地热能的资源评价工作,前期在调查区域内开发利用现状和摸清地质条件的基础上,采用层次分析法,分别对地下水换热方式和地埋管换热方式进行了开发利用适宜性分区,采用热储体积法对该区的浅层地热容量进行了计算,得出鲁北地区浅层地热容量为29．386×10^15 kJ/℃;并根据适宜性分区结果,分别对地下水式和地埋管式地源热泵适宜区、较适宜区可利用换热量也进行了计算,得出地下水式地源热泵200 m以浅可利用换热量为0．8489×10^10kW·h,地埋管式地源热泵200m以浅可利用换热量为6．5261×10^12kW·h。 相似文献
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为了研究深层地热能开发对热储层流场造成的影响,选取兰考县深层地热能开发为研究对象,分析研究区新生代以来的地质结构和区域构造特征,调查地区地热开采情况及存在的问题。根据地热能类型分析了第四系Q、新近系明化镇组N2、新近系馆陶组N1等3个热储层特征,利用可控源音频大地电磁测深查明区内的断裂分布、热储层发育、隔水边界等条件,通过现场试验与测试手段查明不同部位热储层的参数指标,分区计算各层的地热资源量。根据开采方式、边界条件、水文地质参数建立数学模型,通过数值模拟预测出2023年Q热储层流场将恢复到原始流场模式,N2热储层流场漏斗效应持续减弱,N1热储层流场漏斗效应明显且分布不规则,为控制地热资源开发对环境造成的影响,提出封闭循环利用地热、同层加压回灌的开采方式及合理布局开采井、综合利用多层地热等措施,为本地及周边地区地热资源开发及环境保护提供参考。 相似文献
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中国地热资源现状及发展趋势 总被引：1，自引：0，他引：1
中国地热资源禀赋良好,分布广泛且具有明显的规律性和地带性。本文系统总结了国内取得的地热资源勘查开发成果:浅层地热能资源在全国范围内普遍分布,我国336个地级以上城市规划区范围内浅层地热能资源年可开采量折合标准煤7亿吨;水热型地热资源年可开采量折合标准煤19亿吨;干热岩远景资源量折合标准煤856万亿吨。阐明了有代表性的水热型地热资源成因机制和干热岩资源成藏模式。地热开发利用技术发展迅速,浅层地热能和水热型地热资源利用量逐年攀升,但在地热资源成藏模式研究、勘查开发及管理利用等方面仍有亟须突破的技术瓶颈和需要改进的环节。文章分析了存在问题并提出了我国地热发展战略路线,下一步应加强热源机理与控热构造研究,推进地热探测技术和开发利用示范,开展重点地区浅层地热能、水热型地热资源勘查评价,完善干热岩勘查开发技术体系,推动地热产业健康有序发展。 相似文献
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雄安新区蓟县系雾迷山组中赋存丰富的地热资源,研究雾迷山组岩溶热储特征及优质储集层发育的主控因素是地热资源勘探的基础。综合运用野外剖面、岩心、薄片、钻井、测井、录井等地质与地球物理资料,对雾迷山组岩溶热储特征和演化过程进行了深入研究,明确了优质储集层形成的控制因素,预测了有利靶区。结果表明,雾迷山组岩溶热储主要岩性为晶粒白云岩、颗粒白云岩、微生物白云岩、硅质白云岩和角砾白云岩等,溶蚀孔洞、裂缝及其组合为主要的储集空间类型。雾迷山组热储平均孔隙度为3.18%,平均渗透率为91.48×10-3 μm2;其中角砾白云岩物性最好。雾迷山组岩溶热储经历了沉积—准同生期成孔(雾迷山沉积期)、Ⅰ期表生增孔(雾迷山沉积期后至青白口纪前)、Ⅰ期埋藏减孔(青白口纪前至三叠纪)、Ⅱ期表生增孔(三叠纪—古近纪)、Ⅱ期埋藏减孔(新近纪—第四纪)5个阶段,岩性及岩相、成岩作用和构造应力是雾迷山组有利热储形成的主控因素。藻云坪—云坪相、表生岩溶、埋藏溶蚀、准同生岩溶、岩溶高地—斜坡和地层裂缝段比率大于0.4的6项叠合区是研究区最有利的岩溶热储发育区。 相似文献
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地热资源调查是皖江经济带地质调查的重要工作之一,是调整能源结构,构建环境友好型社会的要求。基于皖江经济带以往地热资源调查评价成果,阐述研究区地热资源的分布特点、形成机理、种类及资源总量,分析总结研究区目前地热资源开发利用现状及存在问题: 皖江经济带地热资源虽然丰富,但仅有部分水热型地热资源开发利用程度高,且资源利用效率较低; 水热型地热资源以温热水、温水为主,总体品位不高; 浅层地热能资源总量丰富,分布广泛,开发利用技术成熟,适宜大力开发利用,但大部分未开展调查评价工作。建议采取梯级或循环利用措施提高利用效率,综合开发利用地热资源; 突破现有模式,寻找高品位地热资源; 开展县级浅层地热能调查评价工作; 建设地热资源开发利用监管平台。 相似文献
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在“双碳目标”背景下，发展低碳能源势在必行。作为重要的清洁能源，地热资源勘查及开发利用力度亟须加大。在地热资源丰富的川东褶皱带，已有研究认为，该区三叠系嘉陵江组灰岩地层是有利的热储层，也是地热勘查的主要目标体。然而，众多钻遇嘉陵江组未出地热水及未钻遇嘉陵江组出现地热水的事实，对此提出了质疑。本文在牟家镇地热勘查区，通过音频大地电磁测深发现勘查区深部存在相互连通的断裂系统，并以此为目标体进行钻孔验证，获得了日涌水量>12000m3、42℃的地热水，据此，推测相互连通的断裂系统可能是川东褶皱带地热系统的空间载体。通过探测华蓥山及铜锣山2处天然温泉及1处无水钻孔的深部构造特征，印证了川东褶皱带断裂控水的普适性；结合渗流分析，认为以相互连通的断裂系统为勘查目标体，有望实现川东褶皱带地热资源的可持续开发。本次研究将为带内普适的地热成因机制、勘查实践及可持续开发利用研究提供些许借鉴。 相似文献