大型岩溶热储识别方法与规模化可持续开采技术

发布时间：2021-08-07 05:41

　　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,于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... 

【文章来源】：科技促进发展. 2020,16(Z1)CSCD

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

中国陆域典型地区地温曲线[7]

在岩溶热储中，由于碳酸盐岩热储的海相沉积背景，其锶同位素特征较为显著，用于判断不同水体混合十分有效。此外，由于深浅部地下水体的大气降水补给高程差异显著，氢氧同位素往往也有所区别，尤其是将之和放射性同位素相结合，可以快速准确地判断补给端元，量化混合关系。但要注意的是，在岩溶热储内部，尤其是连通性较好的岩溶热储内，深部热水之间交换频繁，同位素往往较为接近。在有断层沟通的情况下，基岩储层与新生界储层之间会发生穿层流动现象[11]。Pang等[12]提出了包括地热水循环过程与水岩相互作用的水同位素识别方法，如图2所示。该方法穷尽了现有报道的各类水文地质过程的同位素变化，可以有效判别地下水的来源和演化，以及不同含水层之间的相互作用。2.4 预测深部热储温度的气体地温计方法

在以上参数中，热储工程中最关注示踪剂的回收率和示踪剂的移动速度。回收率高，可能体现出将来的回灌水可能大量的回到开采井中。示踪剂的移动速度预示着回灌水回到开采井中的时间长短问题。如果低温的回灌水能很快回到开采井中，则会使开采井的温度大幅下降。如果开采井的温度非常高，接收到回灌水后仍然能够保持较高的温度，并且仍然能够保证用热需求，则影响不大。如果长期运行下去，则会影响开采井的供热能力。如果回灌水以非常慢的速度回到开采井中，而且回灌水在这个过程中得到了热储围岩的加热，则开采井的温度下降幅度不大，短期内不会影响到开采井的供热能力，可以保证地热资源的可持续开采。3 技术应用案例和应用效果

【参考文献】：
期刊论文
[1]中国深层地热能开采的地质条件评价[J]. 庞忠和,罗霁,程远志,段忠丰,天娇,孔彦龙,李义曼,胡圣标,汪集旸.  地学前缘. 2020(01)
[2]雄安新区地热资源与开发利用研究[J]. 庞忠和,孔彦龙,庞菊梅,胡圣标,汪集暘.  中国科学院院刊. 2017(11)
[3]岩溶热储井间连通性的示踪研究[J]. 庞菊梅,庞忠和,孔彦龙,罗璐,王迎春,王树芳.  地质科学. 2014(03)
[4]中国地热能发展路线图[J]. 庞忠和,胡圣标,汪集旸.  科技导报. 2012(32)
[5]中国古生代碳酸盐岩古岩溶储集特征与油气分布[J]. 康玉柱.  天然气工业. 2008(06)
[6]漳州盆地水热系统的氢氧稳定同位素研究[J]. 庞忠和,樊志成,汪集旸.  岩石学报. 1990(04)
[7]中国碳酸盐岩分布面积测量[J]. 李大通,罗雁.  中国岩溶. 1983(02)
[8]冀中牛驼镇凸起地温场的特点及地下热水的开发利用[J]. 陈墨香,黄歌山,张文仁,张容燕,刘炳义.  地质科学. 1982(03)



本文编号：3327190