大型岩溶热储识别方法与规模化可持续开采技术

为了支持中深层地热资源取暖产业化发展,寻找热资源储量大且易于开发利用的地热聚集区和研发相应的高效率可持续开发利用的关键技术至关重要。经过20年的探索与实践,在继承和发展的基础上,我们完善了地热系统源通储盖分析理论原理和地热储层聚热机理的识别方法。在华北牛驼镇凸起上确定了首个大型岩溶热储,并且提出了二元聚热模式,在原有模式上发展为沉积盆地中低温对流-传导复合型地热系统。这是在华北克拉通独特地质构造-热背景上形成的渤海湾盆地特大型地热聚集系统。这个以中上元古界雾迷山组碳酸盐岩为主体的岩溶热储,储层厚度大,温度高、储层孔渗性好、水质优、易开采、好回灌。针对这类热地热资源可持续开采而研发的采灌优化设计技术和动态监测与数值模拟技术,形成了一整套热储开采技术。我们基于政、产、学、研相结合的思路,自2009年起,在河北雄县实施了百万平方米级中深层水热型地热清洁取暖示范工程。经过5年左右的建设,与2014年被国家能源局认定为“雄县模式”,并向全国推广。该项目超过了冰岛的雷克雅未克地热取暖项目,是迄今为止世界上最大规模的同类地热取暖工程。经过5年以上的运行监测和检验,项目实现了百分之百回灌的高质量发展标准,是真正意义上的地热清洁取暖示范工程。基于大华北地区和全国同类热储的对比研究,我们发现类似的热储还有很多,技术推广应用的前景广阔。     

下扬子苏南地区构造-热演化及烃源岩成烃史研究--以圣科1井为例

下扬子地区为我国南方重要油气勘探区,圣科1井位于下扬子苏南句容盆地.以其Ro为古温标的热史恢复结果表明,苏南地区整个古生代海相盆地发育阶段热流值相对低而平稳;印支-早中燕山期,基底热流值有所升高;晚燕山期热流值大幅度升高,早白垩世末达到最高古热流(84 mW·m-2);进入晚白垩世,热流值开始降低,盆地冷却.盆地演化经历了加里东、印支、燕山、喜山四大构造抬升事件,其造成的不整合面上地层剥蚀量分别为400,700,2500,850m,不整合面对应地史时期基底古热流值分别为57,67,84,58 mW·m-2.生烃史正演计算表明,下古生界烃源岩经历过多期生烃,但二叠系和下三叠统烃源岩只经历了一期生烃过程.盆地沉降史和剥蚀量估算结果分析认为,苏南地区K2-E伸展盆地发育阶段表现为弱拉张,伸展阶段盆地最大沉降量在1000m左右.从热史、构造沉降史和烃源岩成熟度史综合分析,苏南地区"二次生烃"的条件不利.     

中国地热能发展路线图

 中国地热能潜力巨大,可以为应对气候变化作出显著贡献。本文提出中国地热能技术发展途径是“四化”,即多元化、规模化、精细化、绿色化;地热能产业发展道路是“三步走”,即近期——中低温利用与高温水热发电、中期——中低温水热发电、远期——干热发电与利用。政府的政策引导与产、学、研、用相结合是实现地热能技术与产业发展目标之关键。     

天然气运移和聚集动力的耦合作用

以准噶尔盆地为例，利用运移和聚集动力学方法对不同时期天然气运移和聚集方向进行了综合分析，表明侏罗系天然气在白垩纪－早第三纪的运移以及二叠系天然气在株罗纪以来的运移受控于沉隆过程所决定的流体压力（包括异常压力）和毛细管力，而侏罗系天然气在晚第三纪至今的运移以及二叠系天然气在三叠纪的运移受控于构造应力，据此指出了准噶尔盆地天然气运移和聚集的有利地区。研究表明在构造稳定早期，流体压力、重力、毛细管力是影响流体势的3个主要动力机制；而在构造强烈活动时期，由于强烈构造挤压引起流体压力骤增对天然气运移的作用远远大于重力和毛细管力的作用，故构造应力起主导作用。     

南黄海南部盆地地温场特征及热-构造演化

利用南黄海南部盆地现有钻井测温资料及岩石样品热导率的测定, 计算了8口井的大地热流值, 编制了盆地不同深度现今地温趋势图. 研究结果表明: 南黄海南部盆地现今地温梯度介于24.7~32℃/km之间, 平均为28.6℃/km. 大地热流介于65~74 mW/m²之间, 平均为69 mW/m². 该数据填补了南黄海南部地区热流测量的空白. 热史恢复结果表明, 南黄海南部盆地从古生代到中生代古热流持续增高, 在中生代末经历最高古热流, 在新生代则开始冷却. 构造沉降史分析显示, 南黄海南部盆地经历了至少4次快速沉降与缓慢沉降的更迭, 显示了较为强烈和频繁的构造活动且性质复杂.     

江西省首批实测大地热流数据报道

江西省在我国华南大地构造研究中占有十分重要的位置,但区内大地热流研究一直未能得到开展。为此,自1987年开始,中国科学院地质研究所地热研究室与华东地质学院合作,在江西省进行了系统的钻孔地温测量和     

下扬子苏南地区构造热演化及烃源岩成烃史研究——以圣科1井为例

下扬子地区为我国南方重要油气勘探区,圣科1井位于下扬子苏南句容盆地.以其Ro为古温标的热史恢复结果表明,苏南地区整个古生代海相盆地发育阶段热流值相对低而平稳；印支早中燕山期,基底热流值有所升高；晚燕山期热流值大幅度升高,早白垩世末达到最高古热流(84 mW·m-2)；进入晚白垩世,热流值开始降低,盆地冷却.盆地演化经历了加里东、印支、燕山、喜山四大构造抬升事件,其造成的不整合面上地层剥蚀量分别为400,700,2500,850m,不整合面对应地史时期基底古热流值分别为57,67,84,58 mW·m-2.生烃史正演计算表明,下古生界烃源岩经历过多期生烃,但二叠系和下三叠统烃源岩只经历了一期生烃过程.盆地沉降史和剥蚀量估算结果分析认为,苏南地区K2E伸展盆地发育阶段表现为弱拉张,伸展阶段盆地最大沉降量在1000m左右.从热史、构造沉降史和烃源岩成熟度史综合分析,苏南地区“二次生烃”的条件不利.     

准噶尔盆地大地热流

根据 １１７口钻井的测温数据和 １１９块岩石样品热导率测试结果,计算了新疆准噶尔盆地首批３５个大地热流数据．该盆地地温梯度变化于１１．６～２６．５０℃／ｋｍ,岩石热导率变化较大（０．１７～３．６Ｗ／ｍＫ）．热流值变化范围为 ２３．４～ ５３．７ ｍＷ／ｍ~２,平均值为（４２．３ ± ７．７） ｍＷ／ｍ~２．热流分布的格局表现为隆起区较高,坳陷区较低．控制热流高低及其分布的主要因素包括盆地的类型、基底的构造形态、沉积盖层及其放射性生热等．盆地现今低热流特征反映了准噶尔盆地晚第三纪以来快速挠曲沉降和岩石图增厚的构造－热演化特征．     

中国油区地热开发利用进展

 地热与石油是共生于沉积盆地的2种资源。地热能开发利用与油气相关技术高度融合。中国油区地热资源丰富,拥有大量废弃钻井、地热利用市场空间巨大。梳理了中国油区地热资源勘查评价与开发利用技术现状,包括地热地球物理勘探技术、地热地质评价技术、地热开发技术和地热利用方式等,指出其当前发展过程中面临着资源条件限制决策者、技术创新力度不够、激励政策不够完善等挑战。提出可采用深井直接换热技术、多分支径向水平井取热技术、热电发电技术、纳米技术等新兴技术加快油田地热开发利用。     

中国东部大陆地区岩石圈热结构特征

根据最新汇编的热流数据,对我国东部大陆地区岩石圈热结构进行了研究,编制出我国东部大陆地区大地热流图、中国东部大陆莫霍面温度图以及中国东部大陆"热”岩石圈厚度图.在此基础上,对我国东部岩石圈划分出5个\\"热-构造区”:华南、扬子、华北、西伯利亚和松辽.自南向北,它们冷、热相间,并具有各自独特的岩石圈热结构特征.从整体上来讲,我国东部地区热流变化范围大,在30～140mW/m2之间,均值为(61.9±14.8)mW/m2.莫霍面温度多在500～850℃之间,"热”岩石圈厚度多在60～100km左右,岩石圈热结构总体上属于"冷壳热幔”型.中国东部大陆地区岩石圈热结构特征明显受中、新生代不同的深部地球动力学过程所控制.