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关中盆地西安凹陷新近系砂岩热储特征研究

现代地质 2024年

作者：吴陈冰洁罗璐高楠安汪新伟崔梓贤中国石化地热资源开发利用重点实验室中石化新星(北京)新能源研究院有限公司

层状热储的微观特征及宏观展布研究是砂岩热储地热资源精细评价和规模开发的重要依据。关中盆地西安凹陷新近系自下而上发育高陵群、蓝田灞河组、张家坡组三套砂岩孔隙型热储，本文利用凹陷内咸阳、西安、周至等地16口地热井的测录井及... 详细信息

层状热储的微观特征及宏观展布研究是砂岩热储地热资源精细评价和规模开发的重要依据。关中盆地西安凹陷新近系自下而上发育高陵群、蓝田灞河组、张家坡组三套砂岩孔隙型热储，本文利用凹陷内咸阳、西安、周至等地16口地热井的测录井及岩心测试资料，对西安凹陷内新近系砂岩热储特征进行系统论述，探讨储层特征对砂体产水能力的影响。结果表明：西安凹陷新近系地层整体为河流-三角洲-湖相砂泥岩互层沉积，具有下粗上细的正韵律特征。岩石类型以长石岩屑砂岩为主，储集空间以溶蚀孔隙和原生孔隙为主，整体物性较好，张家坡组热储平均孔隙度30.02%，平均渗透率451.82×10-3μm2，属中高孔中高渗热储层；蓝田—灞河组热储平均孔隙度20.43%，平均渗透率140.7×10-3μm2，属中高孔中低渗热储层；高陵群热储平均孔隙度17.28%，平均渗透率109.5×10-3μm2，属中低孔中低渗热储层。热储温度随深度增加一般呈线性升高，表现出传导型地热资源特征，典型地热井温度-深度曲线可分为直线式、折线式两类形态；部分位于渭河断裂带的地热井温度-深度曲线为“局部竖直式”，表现出传导-对流型地热资源特征。热储砂体在凹陷内广泛分布，整体厚度大、富水性好，单砂厚度一般小于5 m，蓝田—灞河组和高陵群砂体发育在垂向和平面上均优于张家坡组。热储特征影响地热井的产水能力，物性是砂体实际产水与否的最重要影响因素，单层砂体的产水能力主要受到物性和泥质含量的影响，泥质含量越低，渗透率越好，单层砂体产水量往往越高。综合砂体物性、厚度、温度等因素，蓝田—灞河组是最优的开发层段，其科学可持续开发是区域地热产业发展的重要保障。

关键词：西安凹陷砂岩热储储层特征地温场产水能力

渤海湾盆地内黄隆起东斜坡奥陶系岩溶热储地热资源评价

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现代地质 2024年第2期38卷 398-408页

作者：章惠汪新伟周总瑛贺婷婷刘晓红黄旭高楠安中国石化集团新星石油有限责任公司北京100083 中国石化地热资源开发利用重点实验室北京100083

渤海湾盆地内黄隆起东斜坡断裂构造发育,地热资源丰富,其奥陶系优质岩溶热储分布与城市供暖匹配良好,开展研究区地热资源精细评价对本区岩溶热储的整体开发具有指导意义。本文基于前人研究成果,综合钻井数据与物探等资料,开展岩溶热储... 详细信息

渤海湾盆地内黄隆起东斜坡断裂构造发育,地热资源丰富,其奥陶系优质岩溶热储分布与城市供暖匹配良好,开展研究区地热资源精细评价对本区岩溶热储的整体开发具有指导意义。本文基于前人研究成果,综合钻井数据与物探等资料,开展岩溶热储空间展布、地温、物性和水化学方面的研究,建立地热田形成的概念模型,并精细评价地热资源量。结果表明,研究区奥陶系岩溶热储平面上分带,呈北东向展布,热储顶面埋深为800~3000 m,具有核部浅、两侧翼部深的特点;纵向上分层,单井含水层为19~43层,累计含水层厚度26.3~137.2 m,主要分布于奥陶系下马家沟组、上马家沟组和峰峰组,其中峰峰组为主力产水层。热储平均孔隙度为3.52%~15.45%,井口水温48~75℃,单井水量55~160 m~3/h,水化学类型为SO_(4)·Cl-Ca·Na型,矿化度1830~3560 mg/L。利用热储体积法平面上将研究区分为4个评价单元,垂向上分为5个层段,评价出南乐—濮阳段地热资源总量321亿GJ,可采资源量48.2亿GJ,折合标煤1.65亿t,年可采资源量可满足供暖面积5794万m^(2),是目前已开发面积393万m^(2)的近15倍,开发潜力巨大。

关键词：内黄隆起奥陶系岩溶热储形成演化资源评价

影响岩溶热储采出温度的开采参数敏感性研究——以河南清丰地区为例

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煤田地质与勘探 2023年

作者：韩昀李克文何继富汪新伟高楠安中国石化地热资源开发利用重点实验室非常规天然气地质评价与开发工程北京市重点实验室中石化新星(北京)新能源研究院有限公司中国地质大学(北京)能源学院

采出温度是影响地热能有效利用率的关键指标，采出温度越高，热储开发效果越好。岩溶热储作为一种重要的地热储层类型，其采出温度受到储层参数的影响。以河南清丰地热田奥陶系岩溶热储为例，通过建立热储地质模型并利用7口地热井资料... 详细信息

采出温度是影响地热能有效利用率的关键指标，采出温度越高，热储开发效果越好。岩溶热储作为一种重要的地热储层类型，其采出温度受到储层参数的影响。以河南清丰地热田奥陶系岩溶热储为例，通过建立热储地质模型并利用7口地热井资料，进行基于热流和井储耦合的数值模拟研究，探讨储层地质条件和回灌参数对采出温度的影响。研究结果发现，断层的存在加速了热储中低温区向生产井的扩散，导致热突破时间的提前。在开采后期，有断层情况下采出温度较高，且变化曲线斜率远高于无断层情况，表明断层有助于提高清丰地区热平衡时的采出温度，最终有利于增加采热量。目前，一般认为，注采井距越小采出温度越低。但是，当回灌速率高于50kg/s时，随着开采时间的增加，采出温度呈现快速下降趋势，注采井距835 m下的采出温度甚至高于1 000 m的情况。最后，确定清丰地区特定场景下的最优回灌参数组合为：回灌温度20℃、回灌速率50 kg/s、注采井距835 m。本研究的结果将为清丰地区或其他类似岩溶热储开发方案的制定提供有益指导。

关键词：岩溶热储回灌参数采出温度耦合断层数值模拟

河北献县地热田地热异常的分布特征及成因机制

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地质学报 2022年第7期96卷 2611-2625页

作者：汪新伟高楠安王婷灏刘慧盈毛小平黄旭中国石化集团新星石油有限责任公司北京100083 中国地质大学(北京) 北京100083

沉积盆地内地热田地热异常成因机制的定量研究对认识盆地浅部不同构造带之间传热与聚热的差异以及指导盆地中低温地热资源的勘探有着重要的理论与现实意义。河北献县地热田在厚1300~1500 m新生界盖层覆盖下发育蓟县系雾迷山组(Jxw)基岩... 详细信息

沉积盆地内地热田地热异常成因机制的定量研究对认识盆地浅部不同构造带之间传热与聚热的差异以及指导盆地中低温地热资源的勘探有着重要的理论与现实意义。河北献县地热田在厚1300~1500 m新生界盖层覆盖下发育蓟县系雾迷山组(Jxw)基岩热储,已开发区的井口水温多高达90~95℃,是一个典型的中低温传导型地热资源区。本文基于横穿献县凸起及邻区的地震剖面,运用2D有限元数值模拟技术,定量—半定量地分析了献县凸起带及邻区热传导与热聚集的差异,并简述了对地热勘探的指导意义。模拟表明,献县凸起带盖层内的地热正异常是高热导率的基岩凸起段所引起的热量快速传递、并在盖层内逐渐累积的结果;献县地热田Jxw组热储顶部的地层温度比饶阳凹陷的同深度地层至少高~20℃,与其近3600 m的基岩凸起幅度密切相关。献县凸起带的地温场在纵向上具“非对称镜像”分布特征,且盖层段的平均地温梯度约为热储层段的3倍,表明浅部盖层段的地热正异常越“富集”,则深部基岩热储段的地热负异常越“亏空”。“高导均化深度”代表了基岩凸起段深部与其相邻凹陷区平均地温梯度相等的热传导平衡线位置。有效盖层覆盖下的基岩凸起带是地热勘探的有利区带,基岩热储在凸起段顶部之下的500~800 m深度段是浅部地热开发的甜段区,而位于“高导均化深度”之下的深部高温热储勘探需极力避开基岩凸起带,而优选盆地低凸起带或凹陷带的有利储集相带。

关键词：地热异常数值模拟非对称镜像结构高导均化深度献县地热田

冀鲁豫三省交界处临清坳陷大名次凹陷地热系统成因模式及开发潜力

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中国地质 2023年第4期50卷 1149-1162页

作者：高楠安汪新伟梁海军杜利毛翔罗璐中国石化集团新星石油有限责任公司北京100083 中国石化地热资源开发利用重点实验室北京100083

【研究目的】建立地热系统的成因模式对地热田地热资源量评价以及后期有利区带的优选有着重要指导作用。大名次凹陷为渤海湾盆地临清坳陷馆陶凸起南端的一个次一级构造单元,其馆陶组砂岩热储可以构成一套完整的地热系统。【研究方法】... 详细信息

【研究目的】建立地热系统的成因模式对地热田地热资源量评价以及后期有利区带的优选有着重要指导作用。大名次凹陷为渤海湾盆地临清坳陷馆陶凸起南端的一个次一级构造单元,其馆陶组砂岩热储可以构成一套完整的地热系统。【研究方法】本文结合前人研究成果和区内地热钻井资料,通过对临清坳陷大名次凹陷地热系统“源、储、通、盖”主要地质因素分析研究,建立了研究区地热系统的概念模型,并在此基础上开展了地热资源量评价。【研究结果】馆陶组热储层在区内分布均一,底板埋深在1550~2000 m,储层厚度在268~324 m,孔隙度介于14%~32%,储厚比最高可达70%。区内钻遇至馆陶组的地热井,地热水井口水温多在54~60℃,水化学类型以Cl·SO_(4)-Na为主。上部沉积的第四系和明化镇组,地温梯度在22~60℃/km,构成了良好的盖层。地热系统热源主要来自于新生代断陷盆地背景下的高大地热流值,约52~57 mW/m^(2),南部临漳—大名断裂和东部冠县断裂为其深部热流向上运输的有利通道。热储整体接受来自西部太行山和东部鲁西南隆起的大气降水补给,经深部热传导和局部热对流增温后,富集于热储之中。【结论】馆陶组砂岩地热系统资源量超过127.42×10^(8)GJ,每年可开采地热资源量为31.86×10^(6)GJ,折合标煤1.09×10^(6)t。年开采地热资源量可满足超3.14×10^(7)m^(2)的供暖面积,开发潜能较大。

关键词：地热系统成因模式资源量评价供热面积大名次凹陷地热调查工程

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川藏铁路沿线地热资源形成机理与开发潜力

地球科学 2022年第3期47卷 995-1011页

作者：汪新伟王婷灏高楠安刘慧盈毛翔罗璐吴陈冰洁崔梓贤中国石化集团新星石油有限责任公司北京100083

川藏铁路从西至东依次穿越了拉萨-喜马拉雅活动带、昌都-川西造山带与四川盆地3个大地构造单元,其沿线地热资源成因机制的研究对于陆-陆碰撞型地热域不同类型地热田展布规律的认识及其开发利用有着重要的理论与现实意义.本文在系统总结... 详细信息

川藏铁路从西至东依次穿越了拉萨-喜马拉雅活动带、昌都-川西造山带与四川盆地3个大地构造单元,其沿线地热资源成因机制的研究对于陆-陆碰撞型地热域不同类型地热田展布规律的认识及其开发利用有着重要的理论与现实意义.本文在系统总结前人成果的基础上,根据区域构造演化、构造变形对地热田成因要素的影响,对比了川藏铁路沿线地热田在热源、热储构造与水运移模式方面的差异性.川藏铁路沿线的地热域依照变形强度分别以怒江断裂带、龙门山断裂带为界,从西至东划分为板缘碰撞造山型、板内逆冲推覆型、盆内稳定坳陷型3个地热带,分别发育高温岩浆岩型、中-低温断裂深循环型、低温坳陷盆地型3类地热田,其大地热流值从西至东逐步减少(即从138.2 mW/m^(2)→71 mW/m^(2)→51 mW/m^(2));热储的构造模型可归纳为伸展地堑型、冲起构造型、花状构造型与隐伏背斜型,热储的层位亦逐渐变老、埋藏变深(即从Q+J-T_(3)→T_(2-3)→T_(1-2)).尽管各类地热田有着相同的水源(主要来自大气降水),基本相似的水化学类型(以Cl-Na型、HCO_(3)-Na型为主)与矿化度(2500~3500 mg/L),但有着完全不同的地热水运移模式,尤其在水循环深度、壳源流体的贡献、垂向/水平径流路径等方面.依据不同类型地热田资源禀赋的差异,分别建议川藏铁路沿线地热开发的主要方式为:林芝-拉萨段的高温发电、供暖与制冷;雅安-林芝段的中低温发电、供暖与制冷;以及成都-雅安段的低温供暖、温泉洗浴等.

关键词：地热资源类型热储构造成因机制开发潜力川藏铁路沿线地热能

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冀中坳陷束鹿凹陷地热系统成因模式

高校地质学报 2022年第6期28卷 920-932页

作者：高楠安汪新伟梁海军杜利毛翔罗璐王婷灏中国石化集团新星石油有限责任公司北京100083 中国石化地热资源开发利用重点实验室北京100083

地热系统内部地质要素特征分析是建立其成因模式的基础,也是后期研究地热资源赋存特征和资源量评价的依据。结合前人研究成果和区内地热钻井资料,通过对冀中坳陷束鹿凹陷地热系统“源、储、通、盖”主要地质要素分析,建立了其概念模型,... 详细信息

地热系统内部地质要素特征分析是建立其成因模式的基础,也是后期研究地热资源赋存特征和资源量评价的依据。结合前人研究成果和区内地热钻井资料,通过对冀中坳陷束鹿凹陷地热系统“源、储、通、盖”主要地质要素分析,建立了其概念模型,并开展了地热资源量评价。束鹿凹陷为一新生代发育在渤海湾盆地冀中坳陷内的典型的箕状凹陷,接受可能来自于其下深部地壳结构约20 km处低阻体的热源供给。新近系馆陶组砂岩热储和奥陶系碳酸盐岩热储分别构成了两套独立的地热系统。其中,馆陶组砂岩热储全区稳定分布,底板埋深介于1100~2000 m,储层厚度约为200~320 m,孔隙度约在15%~35%之间,渗透率最高可达1200 mD,热储底板温度在57~78℃;奥陶系碳酸盐岩热储受箕状凹陷边界断裂的控制呈单斜状倾伏,埋深1800~6000 m,储层厚度100~550 m,孔隙度2%~18%,渗透率0.5~50 mD,地热水井口温度在75~92℃。两套地热系统由西边太行山的大气降水沿着地层不整合面和断裂运移通道进行补给,通过深部热传导和局部热对流增温后,在储层中富集形成地热水。上覆松散的第四系沉积和明化镇组河流相碎屑岩沉积厚300~1400 m,热导率0.9~1.8 W/(m·K),构成了良好的区域盖层。束鹿凹陷地热资源量评价结果表明,馆陶组砂岩地热系统含244.430×10^(8)GJ,奥陶系岩溶地热系统含203.752×10^(8)GJ,总量合计448.182×10^(8)GJ,折合标煤15.296×10^(8)t。年开采地热资源量满足的供暖面积可达1.106×10^(8)m^(2),开发潜力巨大。

关键词：地热系统成因模式资源量评价束鹿凹陷

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沧县隆起北部地区地热资源特征及开发潜力

中国地质 2022年第6期49卷 1747-1764页

作者：王婷灏汪新伟毛翔罗璐高楠安刘慧盈吴陈冰洁中国石化集团新星石油有限责任公司北京100083 中国石化地热资源开发利用重点实验室北京100083 中国地质大学(北京)能源学院北京100083

【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... 详细信息

【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HCO_(3)-Na、HCO_(3)·SO_(4)-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1.67×10^(10)GJ,折合标煤5.72×10^(8)t,年可开采地热资源量可满足供暖面积2亿m^(2),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7.06×10^(7)GJ,折合标煤2.41×10^(6)t,可满足供暖面积0.85亿m^(2),具有良好的地热市场开发前景。

关键词：热储评价地温场特征地热资源潜力沧县隆起北部天津市地热地质调查工程

雄安新区牛东断裂带碳酸盐岩热储探测及其对地热勘探的启示

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地质通报 2023年第1期42卷 14-26页

作者：汪新伟郭世炎高楠安刘慧盈王婷灏魏广仁雷海飞中国石化集团新星石油有限责任公司北京100083 中石化绿源地热能开发有限公司河北雄安071800

雄安新区在暂不考虑开采砂岩热储地热资源的前提下,探明碳酸盐岩热储东部边界断裂牛东断裂带的分布位置与地热资源品质,对新区地热资源开发利用规划的编制与整体能源利用布局均有着重要意义。以雄安新区高铁片区第一口碳酸盐岩热储勘探... 详细信息

雄安新区在暂不考虑开采砂岩热储地热资源的前提下,探明碳酸盐岩热储东部边界断裂牛东断裂带的分布位置与地热资源品质,对新区地热资源开发利用规划的编制与整体能源利用布局均有着重要意义。以雄安新区高铁片区第一口碳酸盐岩热储勘探井D09孔的探测数据为依据,结合地震剖面解释成果,分析了牛东断裂带内碳酸盐岩热储的空间展布特征、储集层物理性质与单井产能参数,并简述其对地热勘探的指导意义。探测结果表明,牛东断裂带的碳酸盐岩热储主要为蓟县系雾迷山组含硅质的白云岩,分布在断裂西侧基岩宽缓背斜顶部,层状稳定,厚约2000 m,顶板埋深1000~1200 m,井口水温约70℃,单井水量约102 m^(3)/h。D09孔揭示,在距风化壳顶部678 m的地层内共发育122个裂隙带,累计厚度达251.20 m,裂隙发育率37%,平均孔隙度9.26%,裂隙发育率与平均孔隙度明显比断裂带外地热井高出50%。D09孔与牛东断裂带周缘地热井的地层地温梯度、地热水水化学特征、储集层导水系数等对比分析表明,垂直断距达7000 m的牛东断裂带是一条导水导热的盆内隐伏型深断裂,其限定了雄安新区碳酸盐岩热储含水系统的东部边界,构成了西侧牛驼镇凸起的导水通道与东侧霸县凹陷油气运移的阻隔屏障,控制了牛驼镇凸起面积达1000 km 2的整装地热田的形成。

关键词：碳酸盐岩热储储集层物性单井产能水文地质牛东断裂带雄安