铁基阴离子黏土改性材料在地热水处理中的应用     

曹耀武  唐保春 《地球科学》2023,(3):1146-1155

地热水常富集多种有害组分,以热泉形式非集中排泄时将威胁周边居民饮用水安全.本文制备了5种铁基阴离子黏土（Fe-LDH）改性材料,用于云南典型地热区热泉的处理中.结果显示Fe-LDH对砷的去除最佳,氟、钨次之,对锑、硼的去除受共存离子影响较大;而改性材料可有效缩小不同有害组分间的竞争吸附差距,表现为乳酸根插层的Fe-LDH能显著提高离子交换能力,对氟、硼的去除提升较大,而分层的Fe-LDH因暴露更多活性位点、增加层间接触面积,对与铁络合为主的砷、钨去除和离子交换为主的氟、硼去除均有明显提升;最后静态吸附表现最佳的吸附剂——L-天冬酰胺分层的Fe-LDH,作为小型水处理装置填充材料能动态、有效地去除热泉中多种有害组分.为地热水污染修复提供了切实可行的方法 .  相似文献   

孔隙型地热储层热固结变形特性试验研究     

贾超  董啸  丁朋朋  冯克印  王辉  王明珠 《岩土力学》2023,(S1):91-98

地热资源的开采会导致热储温度、压力改变,影响其固结变形特性,引发环境地质问题。以鲁西北砂岩热储开采区孔隙型地热储层为研究对象,开展不同应力、温度条件下的固结变形试验,分析固结变形特性,并对卡萨格兰德法与能量法所计算出的先期固结压力进行比较,结果表明：地热储层固结变形量与含水率、温度均呈负相关关系;地热储层自重压缩系数约为标准压缩系数的10%;计算先期固结压力时,低压缩性土可采用能量法,中、高压缩性土可采用卡萨格兰德法Harris模型、Gaussian模型与能量法;先期固结压力与温度呈负相关关系;在25～80℃范围内,初始温度越高,升温使先期固结压力降低越快。  相似文献   

广东惠州黄沙洞地区地热资源地球化学勘探方法研究     

蒋涛  李广之  王国建  胡斌  荣发准 《安徽地质》2023,(2):147-152

地热地球化学探查技术是地热探测技术的一种,其勘探方法包括各种土壤化学元素(Hg、As等)测量法、气体(Rn、H₂、CH4等)测量法、地温测量法等。利用热释汞、地温、氢(H₂)、氡(Rn)等方法和指标对广东惠州黄沙洞地区进行地热资源勘探,结果表明：研究区内热释汞、地温等指标的高值点具有很好叠合性,呈北西、北东向近似交叉“十”字型展布特征,它们与区域内北东向潼湖大断裂带(地热通道)中北北西向隐伏花岗闪长岩岩株(地热源)分布走势相一致,它们有效地指示了地热水沿断裂通道(断裂破碎带、大的裂缝及裂隙)向上迁移泄漏特征,地热水(地热载体)沿北东向主断裂带及大的北西向裂缝、裂隙泄漏是上述指标高值异常成因。lgH₂指标局部高值呈北西向分布于中部,它与热释汞、地温在此处有高度重叠;lgRn指标值与地热源(岩浆岩体是Rn物质源)、垂向渗漏方式、地热水携带迁移散失作用等因素相关,lgRn指标与lgH₂指标相关分析值为负值。热释汞、地温、Rn、H₂等地化指标为黄沙洞地区地热资源勘探提供了良好的地球化学...  相似文献   

渭河盆地岩石圈热结构模拟及其对地热系统热源机理的启示     

芦佳飞  饶松  黄顺德  施亦做  胡圣标 《地球学报》2023,44(1):33-44

深部温度场与岩石圈热结构特征是认识地热系统深部热源机理的重要途径。本文在系统分析渭河盆地及其邻区现今大地热流特征基础上,基于旬邑—西峡宽角反射/折射地震测深剖面揭示的地壳分层结构,采用二维有限元方法,对渭北隆起、渭河盆地以及北秦岭构造带的深部温度场和岩石圈热结构开展数值模拟研究,在此基础上分析渭河盆地地热系统深部热源机理。结果表明,旬邑—西峡剖面上大地热流介于57.6～75.7mW/m²之间,平均为(70.4±4.7)mW/m²;地幔热流在29.5～38.6mW/m²之间,平均值为34.1mW/m²;莫霍面温度变化范围约在600～740℃之间;“热”岩石圈厚度约为95～110km。从渭北隆起—渭河盆地—秦岭造山带,大地热流、莫霍面温度和地幔热流值表现出低→高→低的变化规律,相应地“热”岩石圈厚度则表现出厚→薄→厚的变化趋势。渭河盆地地壳厚度减薄明显,莫霍面温度显著高于渭北隆起和秦岭造山带,暗示着渭河盆地地壳活动性显著。然而,从渭北隆起—渭河盆地—秦岭造山带,“热”岩石圈厚度变化范围不大,且渭河盆地内...  相似文献   

基于热流固耦合的增强型地热有机朗肯循环发电系统性能分析     

王令宝  郭志鹏  卜宪标  李华山  龚宇烈 《地球学报》2023,44(1):211-220

本文建立了耦合井筒、热储、有机朗肯循环发电系统的详细数学模型, 包括三维非稳态热流固耦合模型和有机朗肯循环发电系统热动力学模型, 参考青海省共和县恰卜恰干热岩体地热地质特征, 包括压裂储层、围岩、裂隙、井筒等特征参数, 研究了注入流量、注入温度和井间距对系统净输出功、年均净输出功和热效率的影响规律。结果表明: 在一定的注入流量、注入温度和净间距下, 随着时间的推移, 岩石孔隙压力和热应力作用使得裂隙渗透率增大, 注入泵功耗是降低的, 净输出功和热效率也是降低的。注入流量的增大提高了膨胀机轴功、注入泵功耗和生产温度衰减速率, 进而导致热效率降低, 存在最优的注入流量50 kg/s, 使得年均净输出功达到最大值1 470.1 kW。注入温度的增大可以提高系统热效率, 降低净输出功的年均衰减速率, 当注入温度为60 ℃时, 年均净输出功最大。井间距的增大减缓了生产温度的衰减速率, 有利于热效率的提高, 但是也同时也增大了膨胀机轴功和注入泵功耗。当分支井间距为450 m时, 年均净输出功达到最大值1 497.3 kW。此研究可为增强地热发电系统的开发利用提供指导。  相似文献   

青藏高原南部及邻区深部碳释放规模与成因     

赵文斌  郭正府  李菊景  马琳  刘嘉麒 《岩石学报》2022,38(5):1541-1556

不同构造背景下的深部碳释放通量与机制研究对于深刻理解长时间尺度的气候变化具有重要意义,以往的相关研究多集中在洋中脊、大洋俯冲带和大陆裂谷等地质单元,缺少对大陆碰撞带深部碳释放规模与机理的关注,从而制约了对大陆碰撞带深部碳循环过程及其气候环境效应的进一步认识。青藏高原起源于印度和欧亚大陆的碰撞,是研究大陆碰撞带深部碳循环的理想地区。为此,在近年来青藏高原温室气体释放野外观测与研究的基础上,本文估算了高原南部及邻区火山-地热区的CO₂释放规模并探讨了其释放模式。气体He-C同位素地球化学与温泉水热活动特征等显示,青藏高原南部及邻区的深部碳释放主要受深部岩浆房、断裂和浅部水热系统等因素的控制。依据深部流体源区和上升运移控制因素的差异,可以将青藏高原南部及邻区的深部碳释放划分为三大类：(1)以壳内水热系统脱碳为主的藏南地区;(2)深大断裂控制的以水热系统脱碳为主的川西地区;(3)深部岩浆房和浅部水热系统共同控制的滇西南地区。青藏高原南部土壤微渗漏CO₂释放通量介于18.7～52.3Mt/yr之间,温泉溶解无机碳释放通量约为0.13Mt/yr;高原邻区...  相似文献   

雄安新区地热水的化学场特征及影响因素分析          下载免费PDF全文

邢一飞  王慧群  李捷  滕彦国  张保健  李燕燕  王贵玲 《中国地质》2022,49(6):1711-1722

【研究目的】雄安新区地热水化学场特征及其影响因素对了解区域地热资源聚敛机制具有重要意义。【研究方法】在区内5个主要构造单元（容城凸起、牛驼镇凸起、霸县凹陷、保定凹陷和高阳低凸起）开展地热水水化学采样和测试分析工作。【研究结果】研究区内主要分布有砂岩热储和岩溶热储,水化学类型以Cl-Na型和Cl·HCO₃-Na为主。从浅入深,地热水TDS值呈增大趋势。自西向东,地热水TDS含量表现为增大的趋势,指示着地下水流向。受断裂带导水作用影响,部分深部雾迷山组与馆陶组地热水发生混合现象。雾迷山组岩溶热储地热水的变质系数和脱硫系数低,热储封闭性较好,处于相对还原状态,而馆陶组和明化镇组砂岩热储地热水封闭性相对较差。【结论】区内地下水化学场主要受水岩相互作用程度、断裂、储层封闭性等因素影响。研究成果对于认识雄安新区地热资源、科学合理开发利用地热能,推进北方地区冬季清洁取暖具有重要意义。  相似文献   

雄安新区D01井岩溶热储下伏太古界中热流测定研究          下载免费PDF全文

姚亚辉  贾小丰  李胜涛  张建伟  宋健  杨涛  岳冬冬 《中国地质》2022,49(6):1723-1731

【研究目的】目前雄安新区范围内的热流数据多测自于新近系沉积盖层及白云岩地层,对岩溶热储下伏太古界的热流测定研究还鲜见报道,主要受限于以往的地热勘查开发层位主要在1800m以浅的蓟县系岩溶热储,揭露岩溶热储下伏太古界的钻孔稀少。2018年以来,在雄安新区牛驼镇地热田实施了D01深部地热参数井,揭穿了高于庄组岩溶热储,并揭露太古界厚度达1723.67m,给该地区岩溶热储下伏太古界的热流测定研究提供了条件。【研究方法】本文基于近稳态钻孔测温及岩心热导率测试,对D01井太古界进行了热流测定及分析。【研究结果】结果表明：D01井太古界呈显著的传导型地温特征,地温梯度为18.3℃/km,相比于新近系地温梯度48.6℃/km偏低。测得25块D01井太古界片麻岩岩心样品的热导率平均值为（2.41±0.40）W/(K·m)。根据钻孔测温数据及热导率测试,计算出D01井太古界2300～2700m深度的热流值为（44.1±7.0）mW/m²。同时,估算了D01井新近系400～800m深度段的热流值为84.6mW/m²,较太古界高出40.5mW/m²。【结论】分析认为D01井新近系较太古界高出热流主要为高孔渗岩溶白云岩层中地下水侧向热对流作用以及牛东断裂地下水垂向热对流作用共同所致。研究结果对前人提出的地下水运移聚热模式及导热断裂聚热模式提供了数据支撑,对雄安新区深部地热资源成因机制和太古界地温场研究具有重要意义。  相似文献   

沧县隆起北部地区地热资源特征及开发潜力          下载免费PDF全文

王婷灏  汪新伟  毛翔  罗璐  高楠安  刘慧盈  吴陈冰洁 《中国地质》2022,49(6):1747-1764

【研究目的】地热资源特征研究及开发潜力分析是开发区域地热资源的重要依据。【研究方法】本文将前人研究成果与最新钻井资料相结合,通过对沧县隆起北部地区地热地质背景、热储分布、地温场特征、水化学资源类型等主要因素进行剖析,建立了该区的地热成藏模式。【研究结果】沧县隆起北部地区是在渤海湾伸展型沉积盆地高大地热流值背景下,由北部燕山裸露区基岩接受的大气降水作为近源补给水源,进入基岩的冷水在深层循环过程中受到深部热源加热增温,沿断裂破碎带和不整合面向上运移富集,形成的以传导型传热机制为主的地热系统。【结论】本区地热资源特点为热储类型多、盖层地温梯度高、补给速度快、资源量巨大。主要表现为：区内分布馆陶组砂岩热储,奥陶系、蓟县系雾迷山组岩溶热储三套主力热水储集层;地温场分布主要受基底构造形态控制,基岩凸起区的平均地温梯度为45℃/km;地下水类型随着埋深的增加由HCO₃-Na、HCO₃·SO₄-Na型水向成熟的Cl-Na型水过渡;本区内三套热储的可采地热资源量为1.67×10¹⁰GJ,折合标煤5.72×10⁸t,年可开采地热资源量可满足供暖面积2亿m²,若在采灌平衡的条件下,沧县隆起北部地区年可采地热资源量为7.06×10⁷GJ,折合标煤2.41×10⁶t,可满足供暖面积0.85亿m²,具有良好的地热市场开发前景。  相似文献   

干热岩压裂建造人工热储发展现状及建议     

解经宇  王丹  李宁  王振宇  付国强  金显鹏  明圆圆 《地质科技情报》2022,41(3):321-329

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