地热田电磁法勘查与应用技术研究

【摘要】： 地热作为一种绿色环保能源,在世界各地普遍受到高度重视,成为各国竞相研究、开发的对象。我国是一个能源消费大国,同时也是中、低温地热资源蕴藏丰富的国家之一,目前已开发的地热田有3000余处,而且正以每年10%的速度增长,地热资源利用总能量已位居世界第一位。 在我国地热资源总量中,沉积盆地传导型地热田占有相当大的比例,这类地热田普遍埋藏深、温度低,但地热田规模大、易开采,地热资源利用率高,经济效益好。本文针对我国以中、低地热资源为主的主特点,对地热田勘查方法及勘查效果进行了较为详细的分析,主要完成工作有: 1.简单阐述了地热田的成因和类型,地热田形成的客观条件,分析探讨我国中、低温地热田的分布规律。 2.建立简单地质模型,用有限单元法对传导型地热田温度场形成过程进行正演模拟,演算岩层在热传导条件下,地层温度场在不同时间段的变化过程,阐明岩层热导率对地层温度形成的影响。 3.分析岩层温度改变对岩层电阻率变化的影响,计算岩层温度变化对岩层电阻率的影响程度。依据地热田勘查实例,对测深电阻率值进行温度异常计算。结果表明:用电阻率方法勘查地热田,经过温度计算得到的温度异常对热储构造反映更清晰,更能准确的预测地下热储构造赋存空间位置。首次提出用电阻率参数直接预测地热田热储构造温度及热储构造赋存空间的方法技术。 4.根据地热田成因,研究地热田勘查资料解释技术,提出热储构造的大小和岩层的完整性密切相关,断裂构造是造成岩层破碎的主要原因,评估地热田热储潜力的关键是地下热储构造的规模。地下热储构造和岩层的破碎程度相关,其次是岩层的孔隙度和岩层的溶蚀度,推测深大断裂构造带是生成地热田的重要远景区域。 5.对地热田物探勘查方法的有效性进行分析,探讨不同物探方法勘查地热田的实际应用效果。由于地层温度升高,地下水矿化度增加,地层破碎程度高,孔隙度加大,储水量增多,这些因素是造成热储构造地层电阻率降低的主要原因。热储构造在地层温度和地层破碎双重作用下,电阻率显著降低,致使电阻率方法勘查深部热储构造效果更好。通过几个有代表性的地热田成功勘查实例,说明电阻率方法勘查地热田是有效可行的。提出可控源音频大地电磁测深法具有勘探深度大、抗干扰能力强、工作效率高等优点,是目前比较好的一种地热田勘查方法。 【关键词】：地热田 温度 电阻率 热储构造
【学位授予单位】：中国地质大学（北京）
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：P314;P631.325
【目录】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-12
• 1 绪论12-23
• 1.1 引言12-14
• 1.2 地热田研究现状14-17
• 1.3 研究内容与研究意义17-21
• 1.3.1 研究内容19-20
• 1.3.2 研究意义20-21
• 1.4 主要研究成果和创新点21-22
• 1.5 小结22-23
• 2 地热田成因与类型23-33
• 2.1 地热田成因23-28
• 2.1.1 热传导释放热量24-25
• 2.1.2 热对流释放热量25-26
• 2.1.3 岩浆侵入释放热量26-27
• 2.1.4 地震释放热量27-28
• 2.2 地热田类型28-29
• 2.3 中、低温地热田分布规律29-32
• 2.4 小结32-33
• 3 地温场数值模拟33-49
• 3.1 热传递33-39
• 3.1.1 热传导地温场34-36
• 3.1.2 热对流地温场36-38
• 3.1.3 复杂条件下地温场38-39
• 3.2 地温场有限元计算39-43
• 3.2.1 有限单元法39
• 3.2.2 连续区域有限元网格剖分39-40
• 3.2.3 地温场边值问题40-41
• 3.2.4 地温场正演计算41-43
• 3.3 地温场计算实例43-48
• 3.3.1 单斜基底温度场计算44-47
• 3.3.2 隆起基底温度场计算47-48
• 3.4 小结48-49
• 4 地热田勘查方法49-65
• 4.1 航空遥感测量49-50
• 4.2 化探测量50-51
• 4.3 物探测量51-64
• 4.3.1 直接测温法51-54
• 4.3.2 重力方法54-56
• 4.3.3 磁法测量56-58
• 4.3.4 电（磁）测深法58-64
• 4.3.5 地震勘查64
• 4.4 小结64-65
• 5 岩石温度物理特征65-72
• 5.1 岩石电阻率温度关系特征65-67
• 5.2 用电阻率参数预测地层温度方法技术研究67-71
• 5.3 小结71-72
• 6 地热田勘查实例72-95
• 6.1 地热田电（磁）法勘查73-93
• 6.1.1 对称四极测深法地热田勘查75-78
• 6.1.2 大地电磁测深法地热田勘查78-82
• 6.1.3 可控源音频大地电磁测深法地热田勘查82-93
• 6.2 地热田综合方法勘查技术探讨93-94
• 6.3 小结94-95
• 7 结论与建议95-98
• 7.1 结论95-96
• 7.2 建议96-98
• 参考文献98-102
• 致谢102-103
• 个人简历、在学期间的研究成果及发表的学术论文103

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