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地温梯度孕育的岩体热应力对岩爆预测的影响

西南交通大学学报 2022年第4期57卷 903-909页

作者：蒙伟何川吴枋胤陈子全周子寒寇昊西南交通大学交通隧道工程教育部重点实验室四川成都610031

为使在高地温环境下通过水压致裂获得的应力更加真实地预测岩爆,提出在岩爆预测过程中应考虑地温梯度孕育的岩体热应力.结合弹性理论获得了在高地温环境下水压致裂的理论应力解;基于此理论应力解对圆形隧道进行了岩爆预测;应用岩体热应... 详细信息

为使在高地温环境下通过水压致裂获得的应力更加真实地预测岩爆,提出在岩爆预测过程中应考虑地温梯度孕育的岩体热应力.结合弹性理论获得了在高地温环境下水压致裂的理论应力解;基于此理论应力解对圆形隧道进行了岩爆预测;应用岩体热应力公式对桑珠岭隧址区的岩爆进行了预测.研究结果表明:在高地温环境下,恒定压力和水平主应力会增加约一倍的岩体热应力,裂隙重开压力会增加约两倍的岩体热应力,垂直应力不变;如果在高地温环境下直接采用水压致裂测得的应力进行岩爆预测,当水平原位地应力大于竖向原位地应力时,得到的岩爆等级偏高,当水平原位地应力在重力应力和竖向原位地应力之间时,得到的岩爆预测位置与实际不一致,当水平原位地应力小于重力应力时,得到的岩爆等级偏低;桑珠岭隧址区的岩体热应力约为重力应力的61%,若不考虑此热应力进行岩爆预测会导致严重的错误.

关键词：高地温岩爆热应力地温梯度水压致裂

地温梯度在塔里木盆地古生界热演化研究中的应用

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石油实验地质 2024年第3期46卷 451-459页

作者：丁勇潘泉涌中国石化西北油田分公司乌鲁木齐830011

塔里木盆地古生界烃源岩热史研究,特别是对超深古老烃源岩热演化认识存在较大争议,热演化阶段评价方法一直是困扰烃源岩热史研究的关键问题。调研结果表明,塔里木盆地寒武系古地温梯度变化在2.95~3.6℃/hm之间,按照生烃温度门槛值65℃计... 详细信息

塔里木盆地古生界烃源岩热史研究,特别是对超深古老烃源岩热演化认识存在较大争议,热演化阶段评价方法一直是困扰烃源岩热史研究的关键问题。调研结果表明,塔里木盆地寒武系古地温梯度变化在2.95~3.6℃/hm之间,按照生烃温度门槛值65℃计算,分别需要上覆地层厚度2203~1806 m,相差397 m,即2.58℃,温度差值较小。因此认为,塔里木盆地寒武系古地温梯度变化较小,可以忽略每期地温梯度取值上的差别,厚度可能是决定温度的主要因素;地层沉积与残留厚度可比较准确地获得,误差主要取决于剥蚀厚度的恢复。通过可靠获取的地层厚度、古地温梯度和剥蚀厚度等参数,以及烃源岩生烃图版,对塔里木盆地寒武系玉尔吐斯组烃源岩热演化阶段进行了评价;界定了关键期环满加尔坳陷的有效烃源岩及其分布,对玉尔吐斯组有效烃源岩及其规模生烃能力进行了预测和划分,并预测和划分了晚期成藏的有利区域。不同阶段有效烃源岩及其规模生烃量是每期成藏富集的关键,利用该方法避免了成熟度判识缺少可靠温标的问题,为塔里木盆地深层—特深层石油勘探和开发以及晚期成藏有利区的选择提供了重要的科学依据。

关键词：地温梯度成熟度有利区预测有效烃源岩玉尔吐斯组寒武系塔里木盆地

塔里木盆地北缘库车前陆盆地地温梯度分布特征

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地球物理学报 2003年第3期46卷 403-407页

作者：王良书李成刘绍文李华徐鸣洁王勤葛锐贾承造魏国齐南京大学地球科学系南京210093 中国石油天然气股份有限公司北京100724

结合塔里木库车前陆盆地的 10 9口井的地温数据 ,给出了库车盆地的地温场分布特征 .库车盆地各构造单元的平均地温梯度值为 18～ 2 8℃ km ,与我国其他大、中型沉积盆地相比 ,仍然偏低 .库车前陆盆地整体上是属于低温冷盆 ,山前带部位 ... 详细信息

结合塔里木库车前陆盆地的 10 9口井的地温数据 ,给出了库车盆地的地温场分布特征 .库车盆地各构造单元的平均地温梯度值为 18～ 2 8℃ km ,与我国其他大、中型沉积盆地相比 ,仍然偏低 .库车前陆盆地整体上是属于低温冷盆 ,山前带部位 ,依奇克里克、克拉苏和大宛齐等构造分区是低温冷盆中的高地温梯度带 ;从山前带由北向南 ,地温梯度逐渐降低 .在盆地的南部 ,地温梯度又存在明显差异 .总体上 ,地温梯度随深度的增加而降低 ,趋于一致 ,但在不同地质构造条件下其变化的速率不同 .在此基础上 ,进一步探讨地温梯度与盆地形成和构造演化的关系以及油气勘探意义 .

关键词：地温梯度地质构造库车前陆盆地地温场塔里木盆地北缘

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利用非平衡态温度测井数据估算地温梯度

地质科学 2014年第3期49卷 864-873页

作者：王力峰陆敬安沙志彬梁金强广州海洋地质调查局国土资源部海底矿产资源重点实验室广州510075

掌握真实地温梯度对于深入了解易受温压场控制的天然气水合物赋存状态具有重要意义。在南海天然气水合物钻探区获取的地温梯度主要以海底表层的热流探针方式为主,由于海底表层尚未压实,地层物理属性多呈现高渗透性,易受到海底底流影响,... 详细信息

掌握真实地温梯度对于深入了解易受温压场控制的天然气水合物赋存状态具有重要意义。在南海天然气水合物钻探区获取的地温梯度主要以海底表层的热流探针方式为主,由于海底表层尚未压实,地层物理属性多呈现高渗透性,易受到海底底流影响,导致了部分地温梯度无法推算到较深地层。而另一方面,井下原位温度测量虽然可获取真实的地温梯度,但其经济成本昂贵并且时效性低。为此本研究依据天然气水合物钻探井位单一非平衡态温度测井数据和钻井进程,在前人的数学模型基础上,尝试现场快速恢复地层地温梯度的操作,并利用有限的原位地温梯度进行对比分析。研究结果表明,该方法在一定程度上具有适用性,当测井温度变化率在较均匀层段(例如A-B段),根据测井进程可大致估算具有参考意义的原始地温梯度。但应用该方法时也须谨慎,避免使用测井温度变化率在非均匀的数据段(例如B-c段),因为模型中受到数学条件而忽略的多种不确定因素的权重,在外部参数环境波动较大时有可能增加,从而减弱了模拟过程中时间因子的主要作用量。

关键词：非平衡态温度测井地温梯度南海天然气水合物

基于多种估算方法的湖南省现今地温梯度综合确定

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地球学报 2023年第3期44卷 543-557页

作者：欧健皮建高张保建唐显春周华高俊白华青王思琪欧任文黄郁淇皮景文娟湖南省地质灾害调查监测所湖南长沙410004 中国地质科学院北京100037 自然资源部地热与干热岩勘查开发技术创新中心河北石家庄050061

湖南省目前地热井多为深度较小(多在500 m以浅)的热对流型,用地热井测温数据求取的地温梯度一般偏大很多。为解决对流型地热测得的地温梯度偏大问题,本文采用地热温标、管道模型及基于生热率的深部地温反推法等地温梯度估算方法,综合确... 详细信息

湖南省目前地热井多为深度较小(多在500 m以浅)的热对流型,用地热井测温数据求取的地温梯度一般偏大很多。为解决对流型地热测得的地温梯度偏大问题,本文采用地热温标、管道模型及基于生热率的深部地温反推法等地温梯度估算方法,综合确定了湖南省现今的地温梯度。结果显示,湖南省高地温场大致沿中部的白马山岩体、沩山岩体、幕阜山—黄龙山岩体一线和湖南省东南部分布,地温梯度大于3.0℃/100 m;5000 m深度、6000 m深度沩山岩体、热水圩一带的最高温度分别达到了218.69℃、216.70℃和258.99℃、256.60℃。深大断裂与多块体接合部位的构造形态相配合,使湖南省中部构造交汇带处于张开性的构造环境,有利于大气降水的深循环与深部热物质的上侵,是形成湖南省中部高地温场的主要原因。湖南省东南部是西太平洋板块俯冲与回撤的前缘,处于江南造山带与华夏板块的接合带,有利于大气降水的深循环与深部热物质的上侵;同时高放射性生热率的铀矿床、矿点也提供了较高的地壳热量,是形成湖南省东南部高地温场的主要原因。地温梯度及地温场的科学界定,为湖南省下一步寻找高温地热资源指明了方向。

关键词：放射性生热地温梯度地温场湖南省

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华北平原区地温梯度与基底构造形态的关系

地球物理学报 1988年第2期31卷 146-155页

作者：熊亮萍张菊明中国科学院地质研究所中国科学院地质研究所北京

本文根据部分实测温度资料和有限单元法的数值模拟计算结果,研究了华北平原区地温梯度和地表热流值与基底构造形态的关系,分析了盖层相对厚度、基岩侧界面倾角以及不同岩石热导率比值对地温梯度和地表热流分布图式的影响,并讨论了地壳... 详细信息

本文根据部分实测温度资料和有限单元法的数值模拟计算结果,研究了华北平原区地温梯度和地表热流值与基底构造形态的关系,分析了盖层相对厚度、基岩侧界面倾角以及不同岩石热导率比值对地温梯度和地表热流分布图式的影响,并讨论了地壳浅部热流的折射和再分配问题。在此基础上,提出了华北平原区地温梯度和热流值基底构造形态的相关直线校正法,即根据不同构造部位上钻孔的实测地温梯度和盖层相对厚度的相关直线推算区域平均地温梯度和具代表性区域热流值的方法。

关键词：华北平原地温梯度基底构造形态

Ewing型热流计的原位地温梯度与甲板热导率的精确匹配

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极地研究 2020年第2期32卷 195-201页

作者：许明珠张涛沈中延杨春国管清胜高金耀山东科技大学山东青岛266590 自然资源部海底科学重点实验室自然资源部第二海洋研究所浙江杭州310012 南京大学江苏南京210023

由于Ewing型热流计具有安全性和便捷性的优点,其在恶劣环境下的热流测量作业中得到广泛应用。使用Ewing型热流计测量热流值时,通过原位测量获取海底沉积物的地温梯度,并在实验室中测量沉积物样品的热导率。由于桩效应的原因,即取样器的... 详细信息

由于Ewing型热流计具有安全性和便捷性的优点,其在恶劣环境下的热流测量作业中得到广泛应用。使用Ewing型热流计测量热流值时,通过原位测量获取海底沉积物的地温梯度,并在实验室中测量沉积物样品的热导率。由于桩效应的原因,即取样器的插入深度和所取样品长度并不一致,热导率和地温梯度测量位置难以精确匹配,其造成的误差可达3.5 mW·m^–2。基于同一站位不同深度上的热流值较为一致的原则,设计了“最小标准偏差法”来确定Ewing型热流计作业的最优偏移量。针对中国第9次北极科学考察采集的12个站位数据分析表明,经最小标准偏差法改正后,同一站位各深度上热流值的标准偏差从8.4 mW·m^–2减小到3.8 mW·m^–2,其变化幅值约为平均热流值的9%。

关键词：北极热流热导率地温梯度最小标准偏差法

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新型深海地温梯度测量设备(FY2)研发

海洋地质与第四纪地质 2021年第3期41卷 203-211页

作者：李佳伟陈洁徐行潘飞儒罗贤虎俞欣沁罗新恒中国地质调查局广州海洋地质调查局广州510760 珠海市泰德企业有限公司珠海519082

随着海底地热学研究的不断深入,对海底地热测量仪器的技术指标提出了更高要求。基于前期自主研发的FY1自容式微型温度测量记录仪,经过大量实践数据与经验积累,研制出新型的FY2自容式微型温度测量记录仪。为验证FY2的性能,在实验室恒温... 详细信息

随着海底地热学研究的不断深入,对海底地热测量仪器的技术指标提出了更高要求。基于前期自主研发的FY1自容式微型温度测量记录仪,经过大量实践数据与经验积累,研制出新型的FY2自容式微型温度测量记录仪。为验证FY2的性能,在实验室恒温水槽和南海北部陆坡深水海域对FY1和FY2进行了仪器校验和比测,结果显示FY2的测量分辨率优于0.0001℃,测量准确度优于±0.0015℃,比测点的海底热流值为78 mW/m^(2)。实验结果证实FY2探针不仅具有高分辨率、高精度、性能稳定的特点,而且测量效率高,可为海底热流探测与研究提供新一代可靠的技术支持。

关键词：地温梯度深海沉积物海底热流温度计

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地温梯度对地下矿山地应力计算的影响

矿业研究与开发 2006年第3期26卷 24-25,48页

作者：占丰林蔡美峰北京科技大学

理论计算发现,相同的地温梯度在不同的岩石中引起的温度应力相差很大。在地下矿山地应力计算中,地温梯度对某些岩石的影响可以忽略不计,而在另一些岩石中产生的力学效应非常可观,必须考虑其影响,否则可能会给矿山开采带来安全隐患甚至... 详细信息

理论计算发现,相同的地温梯度在不同的岩石中引起的温度应力相差很大。在地下矿山地应力计算中,地温梯度对某些岩石的影响可以忽略不计,而在另一些岩石中产生的力学效应非常可观,必须考虑其影响,否则可能会给矿山开采带来安全隐患甚至出现围岩失稳的严重安全事故。东乡铜矿采场顶板锚索加固的试验,验证了这一理论计算结果的正确性。

关键词：地温梯度温度应力地下矿山地应力