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天津地热资源开发利用现状及可持续开发利用建议 被引量：38
1
作者 刘杰 宋美钰 田光辉 《地质调查与研究》 2012年第1期67-73,共7页
天津是我国地热资源比较丰富、开发利用较早的城市之一,二十世纪九十年代以后开始大规模的将地热资源应用于供暖、洗浴、养殖等方面。目前全市地热供暖面积约1 233万m2,是我国利用地热供暖规模最大的城市,并于2011年1月获得"中国... 天津是我国地热资源比较丰富、开发利用较早的城市之一,二十世纪九十年代以后开始大规模的将地热资源应用于供暖、洗浴、养殖等方面。目前全市地热供暖面积约1 233万m2,是我国利用地热供暖规模最大的城市,并于2011年1月获得"中国温泉之都"荣誉称号。地热资源已经成为天津经济发展和改善城市环境质量不可多得的清洁能源。天津地区的主要热储层均已形成降落漏斗,明化镇组热储层在市区及新四区形成漏斗;大港区形成了本市馆陶组热储层最大的一个漏斗中心;雾迷山组热储层在市区形成了较大的降落漏斗。尽管天津地热资源丰富、开发利用程度较高,但在开发利用过程中存在很多问题,主要有水位年降幅较大,回灌率较低,新近系回灌效果不明显,还存在很多无证开采的现象。针对这些问题,建议相关部门严格控制开采量,时刻关注水位降幅情况,增大回灌力度。 展开更多
关键词 地热 地热开采 地热利用 天津
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深部矿产和地热资源共采战略研究 被引量：35
2
作者 蔡美峰 多吉 +7 位作者 陈湘生 毛景文 唐春安 刘志强 纪洪广 任奋华 郭奇峰 李鹏 《中国工程科学》 CSCD 北大核心 2021年第6期43-51,共9页
深部矿产和地热资源共采是实现深部采矿可持续发展的重要举措,也为深部高温岩层地热开采提供了全新技术手段。本文分析了深部矿产和地热资源共采的重要价值,梳理了国内外地热资源的开发利用现状,总结了我国在深部矿产和地热资源共采方... 深部矿产和地热资源共采是实现深部采矿可持续发展的重要举措,也为深部高温岩层地热开采提供了全新技术手段。本文分析了深部矿产和地热资源共采的重要价值,梳理了国内外地热资源的开发利用现状,总结了我国在深部矿产和地热资源共采方面的基础研究进展;在剖析深部矿产和地热资源共采面临的技术与管理挑战的基础上,论证形成了实施综合开发利用亟需的技术体系构成,涉及深部矿产资源与深部地热开发利用调查及前景研判、高温坚硬岩层地下巷道与硐室掘进及建造、深部矿产资源开采系统和地热开发系统“共建-共存-共用”的关键理论与技术体系、深部高温岩层地热能交换和输送理论与技术。研究提出了地质勘查、科技创新、扶持政策、顶层规划与科研示范基地等方面的发展建议,以期为我国矿业和地热产业可持续、高质量发展提供参考。 展开更多
关键词 深部矿产 地热资源 矿-热共采 高温岩层 地热能交换和输送
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煤-热共采模式下地热水非常规开采数值模拟研究 被引量：12
3
作者 万志军 张源 +3 位作者 师鹏 苟红 王朱亭 于振子 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期1115-1125,共11页
在我国“碳达峰、碳中和”时代背景下,开展矿井地热水资源开发利用实现煤-热共采的研究具有重要战略意义。然而,目前煤-热共采技术尚不成熟,针对矿井地热水抽采的研究还需进一步补充。因此,基于煤-热共采理论及技术框架,提出了一种地热... 在我国“碳达峰、碳中和”时代背景下,开展矿井地热水资源开发利用实现煤-热共采的研究具有重要战略意义。然而,目前煤-热共采技术尚不成熟,针对矿井地热水抽采的研究还需进一步补充。因此,基于煤-热共采理论及技术框架,提出了一种地热水井下非常规开采方法。分析了矿区热储形成机制,采用热储体积法对矿区地热水资源量进行了估算,评价了矿井地热水开发潜力。同时,数值模拟了地热水非常规开采模式下的热储温度场及生产井水温变化。分析了生产井群参数对热储层温度场及生产井水温的影响,并与常规地热水生产方法进行了对比。最后,讨论了矿井地热水开采利用所产生的社会、经济效益。结果显示:①矿区地热水静态可采量为1.14×10^(17)J,折合标煤3.9 Mt。动态可采量为2.95×10^(16)J/a,折合标煤1.01 Mt/a。②生产井水温受回灌水温的影响较大,与回灌方式的关系不大,且回灌水温对生产井水温的影响主要体现在生产后期。③随着生产速率的增加,生产井群热突破时间提前,且在热突破点之后的温降速率加快。④均衡生产对生产井的服务年限具有有益作用。⑤通过调整非常规开采模式的生产策略可实现生产井群的协调开采,延长生产井群的开采期限,使其平均温降速率小于常规开采模式下的生产井温降速率。⑥矿井地热开发系统建成后,可实现煤矿17万m^(2)的供暖及全矿职工的洗浴,每年减少燃煤10327 t,减少CO_(2)排放量26900 t,为企业创造693.8万元的经济效益。因此,针对水热型高温矿井,实施井下地热水非常规开采具有一定的可行性。通过合理布置生产井群分布,科学制定生产策略,可实现矿井地热水的高效开采。 展开更多
关键词 矿山地热 煤-热共采 矿井热害 地热水 非常规开采
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地热资源开发过程中潜在地下水环境问题 被引量：10
4
作者 许天福 陈敬宜 +1 位作者 冯波 姜振蛟 《吉林大学学报（地球科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期1149-1162,共14页
地热资源开发利用与地下水运动和水环境演化密切相关。为了给我国大规模地热资源绿色开发与利用提供参考,本文综述了浅层地热资源、中深层水热型地热资源及深部干热岩型地热资源开发现状和典型开采技术。其中:浅层地热资源的开发模式分... 地热资源开发利用与地下水运动和水环境演化密切相关。为了给我国大规模地热资源绿色开发与利用提供参考,本文综述了浅层地热资源、中深层水热型地热资源及深部干热岩型地热资源开发现状和典型开采技术。其中:浅层地热资源的开发模式分为土壤源热泵和地下水源热泵;中深层水热型地热资源开发模式主要有直接开采、采灌结合和单井循环;深部干热岩型地热资源通过水力压裂或化学刺激等储层改造技术,形成增强型地热系统(EGS)。结合报道实际案例,评述了地热资源开发对地下水资源与环境的潜在影响,包括地源热泵技术可能导致冷热堆积、水热开采可能引起地下水位下降、干热岩水力压裂可能诱发微地震事件,以及压裂液泄露可能造成化学污染等。针对地热开发对地下水土环境造成的负面影响,提出了有助于地热资源绿色开发的相应措施,包括提高回灌能力、采灌过程中保持水量平衡、保持换热效率与地下热量新平衡,及采用新型材料等。 展开更多
关键词 地热资源 开采技术 地下水环境 防治措施 可持续开发利用
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南定地热田成因及影响因素探讨 被引量：10
5
作者 李铎 武强 《中国矿业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第1期53-57,共5页
分析了南定地热田中温度在水平和垂直方向上的变化规律 ,探讨了温度场与构造和地下水的关系 ;利用数值法模拟了当煤矿降压排水为 1 5 4 0 0 m3 / d时地下水流场和地热田温度场的变化 .结果表明 ,南定地热田的形成与构造和地下水流场密... 分析了南定地热田中温度在水平和垂直方向上的变化规律 ,探讨了温度场与构造和地下水的关系 ;利用数值法模拟了当煤矿降压排水为 1 5 4 0 0 m3 / d时地下水流场和地热田温度场的变化 .结果表明 ,南定地热田的形成与构造和地下水流场密切相关 ,地热能的传导方式以地下水对流为主 ,热传导为辅 ;地热田与南定煤矿位于同一水文地质单元 。 展开更多
关键词 地热能 地热田 矿井排水 温度场 地下水流场 成因 水文地质条件
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增强型地热系统垂直裂隙热储热开采过程数值模拟 被引量：9
6
作者 胡剑 苏正 +2 位作者 吴能友 翟海珍 曾玉超 《可再生能源》 CAS 北大核心 2014年第6期829-835,共7页
增强型地热系统(Enhanced Geothermal System,EGS)作为开采深层地热资源最为有效的方法已经成为国际研究热点。充分探究EGS运行时热储内热量的开采过程对评估EGS性能及今后EGS商业开采过程中工程优化控制有着重要意义。文章建立了平行... 增强型地热系统(Enhanced Geothermal System,EGS)作为开采深层地热资源最为有效的方法已经成为国际研究热点。充分探究EGS运行时热储内热量的开采过程对评估EGS性能及今后EGS商业开采过程中工程优化控制有着重要意义。文章建立了平行相间的垂直裂隙系统EGS开采模型,运用FLUENT软件对多平行垂直裂隙情形下增强型地热系统热储热开采过程进行了数值模拟。同时,通过改变对热储热开采过程有影响的裂隙宽度和水流速度两个参数,对比研究了其对热储热开采过程的影响。研究结果显示,裂隙宽度和水流速度对热储热开采过程影响较大,且影响效应几乎一致。当裂隙宽度为1 mm、裂隙水流速度为1 cm/s时,开采20 a时间内无论是裂隙宽度扩大1倍还是水流速度提高1倍,对热储内经济可用热能的开采率提升均超过25%,对热储内热能开采速率提升达到252%。 展开更多
关键词 增强型地热系统 地热能 热开采 垂直裂隙 数值模拟
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矿山蓄热/储能充填体的热-力性能与传热过程 被引量：8
7
作者 张小艳 文德 +5 位作者 赵玉娇 刘浪 张波 郇超 王美 屠冰冰 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第10期3158-3171,共14页
我国地下矿山储存着丰富的地热资源,深部矿井资源的开采为地热资源的开发提供了有利条件。将充填采矿与地热资源开采相结合,利用蓄热/储能功能性充填体提取地热,借助深部矿井开采已有条件为地热开发的动力供应和管路布设提供保障,可有... 我国地下矿山储存着丰富的地热资源,深部矿井资源的开采为地热资源的开发提供了有利条件。将充填采矿与地热资源开采相结合,利用蓄热/储能功能性充填体提取地热,借助深部矿井开采已有条件为地热开发的动力供应和管路布设提供保障,可有效节约地热资源开发所需的钻探和开采成本,促进矿区的长期可持续发展。蓄热/储能功能性充填的总体实施方案包括充填材料制备、采热管路布置、充填体蓄热/释热3个阶段,本研究在材料制备方面提出了适宜于矿山蓄热/储能功能性充填的材料特性及优化目标,并测试了使用石蜡作为相变材料替代部分骨料(如尾矿)的充填材料热力学性能,结果表明随着灰砂比或料浆质量浓度的增加,充填体的抗压强度增大,同时相变材料的加入会使充填体的抗压强度、导热系数下降,而比热容明显增大。采用实验测试的方法对不同管路布置及不同换热工况下采热系统的性能展开研究,并基于热平衡计算了系统的总能效系数,得到了最优的采热管路布置方式及设计参数,当采用蛇形管路布置,载热流体入口速度为0.7 m/s,围岩温度为35℃时,采热系统具有更高的总能效系数,其值为0.48。采用数值模拟的方法对添加石蜡的充填体蓄热/释热行为展开研究,结果表明:蓄热/释热过程中(20 h),添加质量分数10%石蜡的充填体比不添加石蜡的充填体多蓄存55.5%的热量,但释热量大幅减少,总能效系数降低。 展开更多
关键词 地热开发 充填采矿 蓄热/释热 充填材料
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豫北平原地热资源分区及其开发利用研究 被引量：4
8
作者 师晓东 黄一帆 +2 位作者 邵超 张珂 陈蕾 《能源与环保》 2023年第2期20-29,共10页
豫北平原地处华北盆地边缘,具有较高的地热流和地温梯度,巨厚的新生界沉积及其覆盖下的下古生界奥陶系、寒武系形成良好的地下水热储层。分析了研究区地温梯度、地温分布、地温异常以及不同深度地温分布,基于此,将研究区划分为8个地热分... 豫北平原地处华北盆地边缘,具有较高的地热流和地温梯度,巨厚的新生界沉积及其覆盖下的下古生界奥陶系、寒武系形成良好的地下水热储层。分析了研究区地温梯度、地温分布、地温异常以及不同深度地温分布,基于此,将研究区划分为8个地热分区:太行拱断束地热分区、汤阴断陷地热分区、内黄凸起地热分区、东明断陷地热分区、济源凹陷地热分区、武陟凸起地热分区、中牟凹陷地热分区、菏泽凸起(河南部分)地热分区。将研究区地热资源开采适宜性划分为最适宜、适宜、差的、不适宜四个等级,针对地热水不同梯级,根据温度、水质确定其不同的开发利用方向,进行综合开发利用。研究为合理开发利用地热资源提供依据。 展开更多
关键词 豫北平原 地热资源 地温梯度 地热分区 开采适宜性 开发利用与保护
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废弃煤矿山地热资源开发利用研究
9
作者 张发旺 赵淼 +3 位作者 李胜涛 谭现锋 么红超 崔俊艳 《中国地质》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1883-1894,共12页
【研究目的】随着中国能源结构调整的逐步进行和煤炭去产能政策的实施,近年来关闭/废弃煤矿数量有所增加。常规地热开采通常面临着投资成本大、易诱发地质环境灾害等问题,而关闭/废弃煤矿含有丰富的热水以及空间资源,有效降低地热资源... 【研究目的】随着中国能源结构调整的逐步进行和煤炭去产能政策的实施,近年来关闭/废弃煤矿数量有所增加。常规地热开采通常面临着投资成本大、易诱发地质环境灾害等问题,而关闭/废弃煤矿含有丰富的热水以及空间资源,有效降低地热资源开发风险与投资成本。矿山地热不同于常规的浅层地热和中深层水热,也不同于油田地热,有其自身的特征,因此,需要采用不同的地热开发利用技术。【研究方法】本文通过文献综述法,总结了中国煤矿山地热资源分布特征。在分析矿山地热资源开发利用方法的基础上,提出将矿山地热能及造成的热害转变为地热资源有效加以利用的方式,论述了矿井地热开发理论在实际案例中的运用,对矿山地热资源开发利用的多种方式进行可行性的探索分析。【研究结果】(1)矿井水地热资源利用方法大致分为两大类:地热回收闭式系统和地热回收开式系统;(2)中国26个主要产煤省份,高地温矿井分布在河南、江苏、山东等13个省份。主要赋煤区地热资源热储量为1.12×10^(19) kJ,折合标煤3795.39亿t,其中74.66%的煤矿地热资源量位于华北;(3)以山东唐口煤矿为例建立地热资源利用模型,探讨了中国煤矿山地热资源利用.的可行性方案;(4)提出了多种矿井水地热发展方向,建立“煤-水-热”的联动联采研究以及智能化的监控系统、探索矿井水中提取锂等价值高的元素、利用地热将废弃煤矿改造成地下农场等。【结论】碳减排是应对气候变化的关键挑战之一。利用废弃煤矿山中的地热资源,可以减少对传统化石燃料的依赖,降低二氧化碳和其他温室气体的排放量,为碳减排目标做出积极贡献。但中国矿山水文地质条件复杂,不可照搬国外典型矿山地热资源开发利用经验,应当积极探索适用于中国的废弃矿井地热应用新模式。 展开更多
关键词 煤矿地热 废弃矿山 地热开采 应用模式 矿井地热系统 地热勘查工程
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天津地区雾迷山组地热资源潜力区划 被引量：6
10
作者 刘杰 宋美钰 +3 位作者 秦莉红 于彦 林溦 康楠 《地质找矿论丛》 CAS CSCD 2019年第2期321-325,共5页
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... 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14.108×108m^3,地热流体可采热量47.021×10^16J/a,折合标准煤1604.814×10^4t/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。 展开更多
关键词 地热资源 雾迷山组 开采系数 潜力区划 天津
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深地金属矿流态化浸出过程强化与地热协同共采的探索 被引量：5
11
作者 王雷鸣 罗衍阔 +3 位作者 尹升华 周根茂 廖文胜 李召坤 《工程科学学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第10期1694-1708,共15页
立足深地金属矿产资源开采,以当前铀矿原位溶浸采矿工艺为基础,结合“金属矿流态化开采”和“深部地热开发”的工艺技术特征,创新提出了深地金属矿流态化浸出过程强化-地热协同共采的工艺构想,探讨了实现该工艺构想的思路架构、潜在方... 立足深地金属矿产资源开采,以当前铀矿原位溶浸采矿工艺为基础,结合“金属矿流态化开采”和“深部地热开发”的工艺技术特征,创新提出了深地金属矿流态化浸出过程强化-地热协同共采的工艺构想,探讨了实现该工艺构想的思路架构、潜在方式并给出了初步设想,从矿物浸出、环境感知、过程控制、能量置换、协同关联角度提出了关键系统,包括:致密固态矿产流态化系统、深地资源智慧感知系统、深地矿区溶浸液渗流控制系统、地热-溶浸液能量置换系统、热能置换-溶浸液循环耦联系统共五个方面开展重点研讨,系统分析了实现深地金属矿流态化浸出-地热协同共采过程中的基础理论瓶颈、关键技术难题与未来发展趋向,相关研究旨在为深地金属矿流态化浸出过程强化与地热协同共采提供思路借鉴. 展开更多
关键词 深地开采 金属矿 流态化开采 地热能 协同开采
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西藏羊易EGS开发储层温度场与开采寿命影响因素数值模拟研究 被引量：5
12
作者 凌璐璐 苏正 +1 位作者 翟海珍 吴能友 《新能源进展》 2015年第5期367-374,共8页
西藏羊易地区具有丰富的地热能,单井开发潜力接近10 MW,对其深部热储进行EGS开采,可缓解西部能源紧缺问题。本文建立二维理想EGS开发模型,探讨深层地热开采过程中开采流量、注采方式、注入温度等参数对热储温度场分布及开采寿命的影响... 西藏羊易地区具有丰富的地热能,单井开发潜力接近10 MW,对其深部热储进行EGS开采,可缓解西部能源紧缺问题。本文建立二维理想EGS开发模型,探讨深层地热开采过程中开采流量、注采方式、注入温度等参数对热储温度场分布及开采寿命的影响。基于羊易温度信息设计了12个数值模型,对比研究发现,开采流量对EGS开采的影响较大,为保证开采50年内的商业利用价值,最大开采流量应控制在0.028 kg/s以下;考虑到钻井成本,注采方式的选择以高注高采和中注高采为最佳;注入温度对热储开采影响较小,可选择40℃-80℃之间任意温度的地热尾水进行回灌,实现地热资源梯级利用。 展开更多
关键词 EGS 热储 温度场 开采寿命 流量
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深部矿井岩层注水采热协同巷道通风降温数值模拟研究
13
作者 徐宇 王运敏 +2 位作者 李孜军 李刚 刘华森 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期3518-3531,共14页
矿井地热开采调控井下热环境是将热害治理转变为热能利用的主动降温方法。为研究矿井非饱和含水岩层注水采热下巷道降温特征及地热系统采热性能,建立了巷道通风-岩层气液两相渗流非等温传热多场耦合数值模型,并利用室内物理实验验证了... 矿井地热开采调控井下热环境是将热害治理转变为热能利用的主动降温方法。为研究矿井非饱和含水岩层注水采热下巷道降温特征及地热系统采热性能,建立了巷道通风-岩层气液两相渗流非等温传热多场耦合数值模型,并利用室内物理实验验证了模型准确性。结果表明:岩层注水对巷道围岩降温作用滞后于引起的围岩含水率变化,毛细作用下注入水在岩层内渗流迁移过程中形成明显的含水率梯度变化区域。岩层注水70 d后,巷道内风温下降幅度开始增大,在400 d时巷道风流平均温度比无注水措施时低0.47℃。生产井周围岩体含水率在300 d时开始逐渐增加,启动生产井负压抽采后,生产井中的含水率逐渐增大,在第500 d时生产井中含水量达到饱和。生产井抽采270 d后产热功率达到最大值82.33 kW,地热系统运行1000 d后累计产热量达到6.28×10^(12)J。矿井非饱和岩层注水采热周期包括迁移蓄热、高温低产、高温高产、降温降产四个过程。 展开更多
关键词 热害治理 通风传热 矿井地热 数值模拟 深部开采
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基于RSM-BBD方法的关闭/废弃矿井地热系统长期采热性能研究
14
作者 魏勇 吉坤 +5 位作者 阎鸣泽 李暄辉 刘迎 李宏 韩斌 戴靠山 《矿业研究与开发》 CAS 北大核心 2024年第12期273-282,共10页
关闭/废弃矿井蕴含着丰富的潜在资源,通过创新性地开发其深部地热,可有效降低对当地经济和环境的影响。为了研究关闭/废弃矿井地热系统的运行及结构参数对其长期采热性能的影响,建立了采空区非均质热储温度-渗流多场耦合模型,并结合RSM-... 关闭/废弃矿井蕴含着丰富的潜在资源,通过创新性地开发其深部地热,可有效降低对当地经济和环境的影响。为了研究关闭/废弃矿井地热系统的运行及结构参数对其长期采热性能的影响,建立了采空区非均质热储温度-渗流多场耦合模型,并结合RSM-BBD(Response Surface Method-Box-Behnken Design)方法开展数值试验,研究了长期采热过程中储层的温度演化规律,分析了注入温度、注采压差、注采井长等单因素及各因素之间的交互作用对长期采热性能的影响规律。研究结果表明:冷锋首先在注入井附近形成,并随着生产时间的增加,不断向采热井附近拓展;热储内孔隙率的非均匀分布会造成热储下部的冷锋更早的到达采热井;各影响因素与出口温度、采热总量之间的响应面模型的R~2均大于0.9,P值均小于0.0001,可实现对采热系统长期性能的精准预测。因素敏感性分析结果表明,对采热总量影响最大的因素为注采井长,对出口温度影响最大的因素为注入温度。通过对关闭/废弃矿山地热开发的初步探索研究,以期为该类矿山的合理利用和环境友好型能源的发展提供借鉴。 展开更多
关键词 关闭/废弃矿井 地热开采 响应面法 采热性能 采热总量 出口温度
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水岩反应蚀变矿物对模拟花岗岩断层泥摩擦系数与速度依赖性的影响
15
作者 马泽强 刘金锋 范财源 《中山大学学报（自然科学版）（中英文）》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期13-27,共15页
地热开采过程中水岩反应生成的蚀变矿物可能会影响储层断层的摩擦特性,进而诱发不稳定滑动。本文以深圳东北部潜在地热储层的断裂构造为背景,考虑了埋深约2.5 km、温度约150℃的储层条件及横岗-罗湖断裂带,估算得出流体注入导致断层滑... 地热开采过程中水岩反应生成的蚀变矿物可能会影响储层断层的摩擦特性,进而诱发不稳定滑动。本文以深圳东北部潜在地热储层的断裂构造为背景,考虑了埋深约2.5 km、温度约150℃的储层条件及横岗-罗湖断裂带,估算得出流体注入导致断层滑动的临界孔隙流体压力(约50 MPa)及临界有效正应力(约20 MPa)。热力学计算表明,在临界流体压力及地热温度下,高产热燕山期花岗岩粉末与水反应在平衡状态下生成的蚀变矿物为:二氧化硅、高岭石和绿泥石,质量比为16∶7∶2。基于此,本文在室温、恒定含水率(10%)及恒定有效正应力(20 MPa)条件下,通过19个速度阶跃直剪试验,研究了3种蚀变矿物单独作用及其共同作用下对模拟花岗岩断层泥的摩擦系数及其速度依赖性的影响,并结合声发射及微观特征分析了其控制机理。试验结果表明:天然花岗岩粉末的摩擦系数为0.64,表现为速度弱化。单种蚀变矿物作用下,二氧化硅对模拟花岗岩断层泥的摩擦系数影响不显著,但能增强断层泥速度弱化特性,甚至引发黏滑;相反,黏土矿物(高岭石和绿泥石)可以显著降低断层泥的摩擦系数,并起速度强化的作用。3种蚀变矿物共同作用下,黏土矿物起主控作用:降低断层泥的摩擦系数,并起速度强化的作用。微观结构分析发现,相比于3种蚀变矿物总含量为33%的变形样品,总含量为67%的变形样品未观察到明显的剪切带且累计声发射事件数显著下降,暗示其变形可能从脆性转变为半塑性。如果在深圳东北部地热储层进行地热开采,应当控制流体注入压力避免断层滑动。 展开更多
关键词 地热开采 摩擦特性 水岩反应 蚀变矿物
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循环高温作用下花岗岩裂缝渗流–传热特性试验研究 被引量：3
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作者 黄长松 梁卫国 +1 位作者 陈跃都 廖涛 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第9期2253-2265,共13页
在利用注水热交换方式进行高温岩体地热开发过程中,热交换对流通道周围高温岩体会反复经历降升温循环作用,循环温度作用下高温岩体裂缝壁面变形、裂缝导流与岩体传热特性都会受到一定影响。为揭示这一复杂过程中花岗岩裂缝渗流特性及强... 在利用注水热交换方式进行高温岩体地热开发过程中,热交换对流通道周围高温岩体会反复经历降升温循环作用,循环温度作用下高温岩体裂缝壁面变形、裂缝导流与岩体传热特性都会受到一定影响。为揭示这一复杂过程中花岗岩裂缝渗流特性及强制对流换热规律,在实验室进行降–升温循环(300℃→250℃→200℃→150℃→300℃)作用下流体渗流换热试验,结果表明:(1)低温水注入会诱发高温花岗岩裂隙面损伤破裂,裂缝面粗糙度系数JRC由初始的14.51变化至作用后的21.03,粗糙裂缝面轮廓最大高差ξ由2.2 mm增至3.21 mm,高温岩体导流裂缝随温度变化而变得更为曲折、粗糙度增大。(2)岩体温度由300℃递减至150℃时,裂缝渗透率呈指数型下降,由初始1.63达西降至0.53达西;而岩体温度由150℃增至300℃后,由于岩石基质热膨胀导致裂缝闭合,渗透率进一步降低;随着降–升温循环次数增加,裂缝渗透率整体呈一定程度波动变化,最终使得渗透率明显降低。(3)岩石初始温度高、提高热交换注入水压力,有利于高温花岗岩裂缝对流换热效果;然而随着降–升温循环次数增加,对流热交换作用效果变弱。研究对高温岩体地热高效开发及对流热交换控制技术具有一定的指导意义与价值。 展开更多
关键词 岩石力学 高温岩体 地热开采 高温循环作用 裂缝渗流 传热特性
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天津市区地热开采与地面沉降关系研究 被引量：3
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作者 徐佳 解大可 王淼 《山西建筑》 2012年第14期71-72,共2页
主要介绍了天津市区开发地热资源对地面沉降的影响,并根据已有资料对开发地热造成的地面沉降关系进行分析,通过分析结果,从而使地热水资源能够合理开采,充分利用。
关键词 地热开采 地面沉降 监测
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从TR21孔抽水试验分析板桥凹陷东营组地热资源可采性 被引量：2
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作者 陈瑞军 李嫄嫄 贾志 《吉林大学学报（地球科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第1期56-60,72,共6页
在天津地区板桥凹陷中,东营组储存有丰富的地压型地热流体资源,但开采水位降深大,导致勘查和开发比较困难。结合东营组孔隙结构条件及地压条件,对TR21孔抽水试验数据进行整理,认为东营组处于超压之中,存在启动水力坡度。经对0及3次降深... 在天津地区板桥凹陷中,东营组储存有丰富的地压型地热流体资源,但开采水位降深大,导致勘查和开发比较困难。结合东营组孔隙结构条件及地压条件,对TR21孔抽水试验数据进行整理,认为东营组处于超压之中,存在启动水力坡度。经对0及3次降深抽水试验数据按迭代法拟合求解,求得启动水力坡度为1.16(1 160‰)、超压渗透系数为1.896 m/d。这表明东营组地热流体仅来源于下伏沙河街组超压储层,东营组可圈闭5.12～6.25 MPa的下伏地层超压,为下伏地层超压形成及本组超压保存提供了条件;超压渗透系数大于用渗透率求得的渗透系数(1.392 m/d),表明储层在超压作用下渗透系数增大的客观规律;储层超压及渗透系数的增大,为这一资源的开采提供了条件。 展开更多
关键词 地热能 储层超压 抽水试验 水力坡度 开采条件 东营组 板桥凹陷
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刘河煤矿地温预测及分析 被引量：1
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作者 韩良政 《中国科技信息》 2014年第1期27-28,共2页
随着我国煤矿开采深度的增加,地热现已成为制约煤矿企业发展的第六大灾害。为保障刘河煤矿今后深部开采能够安全可靠的进行,必须准确掌握刘河煤矿的地温情况,本文主要通过现场简易测温,对该矿的地温进行预测,并通过数据分析,为今后解决... 随着我国煤矿开采深度的增加,地热现已成为制约煤矿企业发展的第六大灾害。为保障刘河煤矿今后深部开采能够安全可靠的进行,必须准确掌握刘河煤矿的地温情况,本文主要通过现场简易测温,对该矿的地温进行预测,并通过数据分析,为今后解决地热问题提供了技术支撑。 展开更多
关键词 地热 深部开采 恒温带 变温带 地温梯度
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基于“井筒效应”的热储水文地质参数计算及可采资源量评价分析 被引量：1
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作者 罗成 《中国煤炭地质》 2022年第S01期121-125,共5页
以往地热资源调查评价过程中,一般单井稳定流抽水试验直接采用试验测量静水位埋深、水温用于公式计算,求取热储水文地质参数。但实际热储抽水试验过程中温度会随着试验时间延续而不断升高,而水的密度与温度变化却成反比,尽管井内水位上... 以往地热资源调查评价过程中,一般单井稳定流抽水试验直接采用试验测量静水位埋深、水温用于公式计算,求取热储水文地质参数。但实际热储抽水试验过程中温度会随着试验时间延续而不断升高,而水的密度与温度变化却成反比,尽管井内水位上升或保持不变,但热储压力却下降,这种现象称之为“井筒效应”。对抽水试验热储水位、水温校正后消除“井筒效应”,再进行水文地质参数计算,能够提高热储可采资源量评价精度,对今后类似热储水文地质参数计算及可采资源量评价起到借鉴作用。 展开更多
关键词 地热资源 热储压力 水文地质参数计算 开采资源量
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