内蒙古敖汉旗热水汤地热田地热成因、评价与开发利用研究

【摘要】： 地热是新能源家族中的重要种类,对于改善能源结构意义重大。与石油、煤炭和天然气相比,地热资源释放出的温室效应气体很少,具有廉价、清洁、易开采、可直接利用和可再生等优点。我国的地热资源总量仅次于美国,居世界第二位,约占全球地热资源的7.9%。我国利用地热的主要方式是高温地热发电和中低温地热直接利用。内蒙古自治区地下热水资源相对有限,敖汉旗热水汤为一天然热水矿泉,开发利用该地热资源对发展当地经济和改善当地人民生活水平具有十分重要的现实意义。 通过分析敖汉旗地区的地质构造特征,初步认定研究区地热成因属活动构造断裂型。热源由地热增温提供。研究区位于阴山东西向复杂构造带的东段,是与新华夏构造体系大兴安岭褶皱带交接的隆起部位,这种构造为热水的形成、运移奠定了良好的地质环境。热水形成的基本模式为基岩山区地下水沿断裂带下渗进行深部循环,不断吸取围岩热量,经加热后再沿断裂带上升,进一步储存于断裂破碎带裂隙和砂砾岩孔隙、裂隙中,形成热田,热水水温66℃。热储的盖层由上更新统(Q_3)黄土状粘砂土、中更新统(Q_2)棕红色粘土、古近系和新近系(N_2)泥岩及侏罗系(J_3)砂砾岩组成,这套由中、新生界地层组成的盖层相对较厚,起到很好的隔热作用。根据地温测温、物探、钻探等工作证实研究区的热储层由花岗岩破碎带及胶结松散的砂砾岩组成。 通过比较储量与可开采量的方法来评价地热储量。结合前人研究成果,使用热储法计算地热储量,采用降落漏斗法计算地热流体的可开采量。通过计算,地热流体储存量为1.12×10~(15)m~3,地热能储存量为1.18×10~(15)J,地热流体的可开采量为1477.83m~3/d。通过断裂带的地热流体补给量为1566.51m~3/d,大于可开采量。按照国家相关标准要求,对地热流体分别进行医疗热矿水评价、饮用水评价、地热流体腐蚀性评价、地热流体结垢评价和温度评价。 综合地热水的洗浴疗养、取暖和鱼塘养殖各种用途,对热水汤地热资源做出梯级利用方案,并在开发利用的同时考虑环境问题,提出环境保护措施,以达到地下热水资源可持续利用目的。 【关键词】：地热资源 成因 评价 开发利用
【学位授予单位】：中国地质大学（北京）
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：P314
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 1 引言10-17
• 1.1 选题依据及意义10-11
• 1.2 地热资源的研究利用现状11-15
• 1.2.1 地热研究现状11-13
• 1.2.2 地热利用现状13-15
• 1.3 研究内容及方法15-17
• 2 地热成因分析17-35
• 2.1 自然地理概况17-18
• 2.2 区域地质概况18-25
• 2.2.1 地质构造特征18-19
• 2.2.2 地层概况19-22
• 2.2.3 侵入岩及火山岩22-25
• 2.3 地热地质条件分析25-29
• 2.3.1 地热异常分布特征25-26
• 2.3.2 覆盖层特征26-28
• 2.3.3 热储层特征28-29
• 2.3.4 地热流体富集规律及温度变化规律29
• 2.4 地热田地球物理特征29-30
• 2.5 地下热水水文地球化学特征30-34
• 2.5.1 地下热水30-32
• 2.5.2 地热异常区上层潜水32-33
• 2.5.3 常温潜水33-34
• 2.6 地热形成机制34-35
• 3 地热储量计算与评价35-46
• 3.1 热储模型35-36
• 3.2 地热储量的计算方法36-37
• 3.2.1 地热能储量计算公式36
• 3.2.2 地热流体储存量计算公式36-37
• 3.3 地热储量计算参数的确定37-40
• 3.3.1 几何参数37-38
• 3.3.2 物理参数38-40
• 3.3.3 地热流体的热力学和动力学参数40
• 3.4 地热储量计算40-42
• 3.4.1 地热能储量计算结果40-41
• 3.4.2 地热流体储量计算结果41-42
• 3.5 地热储量评价42-46
• 3.5.1 地热流体天然补给量及热能补给量42-44
• 3.5.2 地热流体可开采量评价44-46
• 4 地热流体质量评价46-54
• 4.1 医疗热矿水评价46-49
• 4.1.1 物理特征46
• 4.1.2 化学成分46-47
• 4.1.3 放射性物质47-48
• 4.1.4 各种有效成分的医疗作用48-49
• 4.2 饮用水评价49
• 4.3 腐蚀性评价49-52
• 4.3.1 影响腐蚀的主要因素50
• 4.3.2 对金属制品的腐蚀性评价50-51
• 4.3.3 对水泥制品的腐蚀性评价51-52
• 4.4 结垢评价52
• 4.5 地热流体开发利用温度评价52-54
• 5 地热资源开采与利用方案设计54-63
• 5.1 开采方案设计54-59
• 5.1.1 边界概化54
• 5.1.2 水位降深计算公式54-55
• 5.1.3 生产井现状开采量及含水层参数55
• 5.1.4 开采方案55-59
• 5.2 开发利用方案设计59-61
• 5.2.1 国内外地热资源开发利用现状59
• 5.2.2 内蒙古自治区地热开发利用现状59-60
• 5.2.3 研究区地下热水开发利用方案设计60-61
• 5.3 环境问题与环境保护61-63
• 5.3.1 地热的环境优势61
• 5.3.2 环境问题与环境保护措施61-63
• 6 结论与建议63-65
• 6.1 结论63-64
• 6.2 建议64-65
• 致谢65-66
• 参考文献66-69
• 个人简历69

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