本書共6章,系統(tǒng)闡述了地溫場與大地熱流、地熱源、地熱異常、地熱系統(tǒng)類型等基本概念;論述了大地熱流的測試原理、巖石熱導率和地溫梯度的測試與確定方法,巖石熱導率與孔隙度的關(guān)系,地熱源的類型,地熱異常的表現(xiàn)形式;詳細推導出地熱傳導與對流的控制方程,給出所涉及參數(shù)的意義和經(jīng)驗數(shù)據(jù);總結(jié)了地球化學溫標計算熱儲溫度、利用鉆孔測溫確定地溫的方法;探索出用鉆井液溫度計算地溫梯度的函數(shù)式;闡述了地熱模型研究和地熱資源評價的具體方法;介紹了地熱資源分布特征以及地熱地質(zhì)調(diào)查、遙感地熱技術(shù)、地球物理勘探和地熱鉆探等地熱勘探方法。本書旨在幫助讀者能夠運用這些知識科學地布孔打井、管理地熱田,從而解決好生產(chǎn)實踐中常見的難題。
本書可供從事地熱勘查、開發(fā)的工程技術(shù)人員,理論研究學者,大專院校相關(guān)專業(yè)學生、研究生和地熱資源管理者等參考和使用。
更多科學出版社服務(wù),請掃碼獲取。
目錄
前言
主要符號表
第1章 緒論 1
1.1 地熱利用現(xiàn)狀 3
1.1.1 地熱的直接利用 3
1.1.2 地熱發(fā)電 6
1.2 編寫地熱學基礎(chǔ)的意義 8
第2章 地熱基礎(chǔ)知識 9
2.1 地溫場與大地熱流 9
2.2 地熱源 13
2.3 地熱異常 15
2.3.1 地表異常 16
2.3.2 物理異常 18
2.3.3 其他異常 18
2.4 地熱系統(tǒng) 19
2.4.1 根據(jù)地質(zhì)環(huán)境和熱量傳遞方式分類 19
2.4.2 根據(jù)地下熱能的賦存形式分類 22
2.5 地熱傳導與對流 24
2.5.1 地熱傳導 24
2.5.2 地熱對流 29
第3章 地熱判溫方法 36
3.1 地熱溫標 36
3.1.1 二氧化硅地熱溫標 37
3.1.2 鈉鉀地熱溫標 39
3.1.3 鉀鎂地熱溫標 39
3.1.4 鈉鉀鈣地熱溫標 40
3.1.5 硫酸鹽氧同位素地熱溫標 40
3.1.6 氣體地熱溫標 40
3.1.7 同位素地熱溫標 41
3.1.8 混合溫標 41
3.2 鉆孔實測溫度確定地溫 42
3.2.1 Lachenbruch和Hrewer法(1959) 43
3.2.2 Albright法(1976) 44
3.2.3 Barelli和Palama法(1981) 46
3.3 以鉆井液溫度預測地溫 46
3.4 簡易估算地溫梯度的實用方法 51
第4章 地熱模型 52
4.1 概念模型 53
4.2 簡單解析模型 57
4.2.1 無限承壓水平熱儲的單井開采模型 58
4.2.2 無限承壓水平熱儲的多井開采模型 59
4.2.3 無限帶狀承壓熱儲單井開采模型 59
4.2.4 有越流的承壓熱儲開采模型 60
4.3 集中參數(shù)模型 62
4.4 分布參數(shù)模型 69
4.5 模型實例——昆明低溫地熱田 72
4.5.1 地質(zhì)背景 73
4.5.2 地熱田形成條件 81
4.5.3 概念模型 92
4.5.4 集中參數(shù)模型 93
4.5.5 分布參數(shù)模型 95
第5章 地熱資源分布與評價 103
5.1 地熱資源分布特征 103
5.1.1 全球地熱分布規(guī)律 103
5.1.2 中國地熱資源分布規(guī)律 108
5.2 地熱資源評價概論 113
5.3 熱儲中各地熱載體的比重 116
5.3.1 熱儲流體保持為水液 116
5.3.2 熱儲流體從水液變?yōu)檎羝?117
5.3.3 熱儲流體保持為蒸汽 117
5.4 地熱資源評價方法 118
5.4.1 地表熱流量法 118
5.4.2 體積法 120
5.4.3 不確定參數(shù)的處理——隨機模擬法 122
5.5 地熱儲量分級與計算原則 132
5.5.1 地熱儲量分級 132
5.5.2 地熱儲量計算原則 133
第6章 地熱勘查 135
6.1 地面調(diào)查 137
6.1.1 調(diào)查內(nèi)容 137
6.1.2 地熱地質(zhì)測繪 138
6.1.3 地球化學調(diào)查 145
6.2 遙感地熱技術(shù) 147
6.2.1 地熱遙感勘探發(fā)展歷史 147
6.2.2 地熱遙感應用基礎(chǔ)原理 148
6.2.3 地熱遙感應用實例 153
6.3 地球物理勘探 157
6.3.1 方法概述 157
6.3.2 物探方法在地熱資源勘查中的應用 166
6.3.3 物探新方法在地熱資源勘查中的應川實例 168
6.3.4 地球物理測井 173
6.4 地熱鉆探 180
6.4.1 鉆井裝爺配置 180
6.4.2 鉆井結(jié)構(gòu)和鉆柱結(jié)構(gòu) 181
6.4.3 鉆井技術(shù)工豈 190
6.4.4 鉆井液 194
6.4.5 成井技術(shù) 201
6.4.6 欠平衡鉆井技術(shù)簡介 204
6.4.7 地熱井控技術(shù)簡介 204
參考文獻 205
彩圖 209
第1章 緒論
地球是一個龐大的熱庫,其內(nèi)部所蘊含的熱能即地熱約為世界上油氣資源能量的5萬倍。據(jù)估算,僅地殼淺部5km內(nèi)儲存的天然熱量就達14.2×1023 kJ,相當于標準煤5000億t。這些熱能在溫度差的驅(qū)動下,從地球深部源源不斷地涌向遼闊的地球表面,以大地熱流的形式消散在大氣圈和水圈之中。其熱流總量巨大,約為1.4×1021J/a,相當于20世紀70年代末全球煤、石油、天然氣總耗量的3~4倍,若以每天傳出的熱量計,數(shù)值上近似于目前人類平均每天所使用能量的2.5倍[1]。
據(jù)歷史文獻記載,人類利用地熱資源距今已有近三千年的歷史,最初是從溫泉洗浴療疾開始,隨后逐漸發(fā)展到應用地熱水采暖、發(fā)電,蒸汽加工食物,提取地熱水中硫、堿、硼砂等礦產(chǎn)資源,提取熱鹵水中溴、碘、鉀鹽、銨鹽等工業(yè)原料。地熱資源的大規(guī)模開發(fā)始于1812年意大利人在拉德瑞羅提取硼酸。1904年,意大利人科恩迪第一次將地下噴出的蒸汽作動力,牽引734W的汽輪發(fā)電機,點亮第一盞地熱電燈,預示著利用地熱發(fā)電的開始,開創(chuàng)了人類利用地熱發(fā)電的新紀元。1943年冰島人開始用地熱進行系統(tǒng)性采暖。目前,隨著人類社會的發(fā)展,科學的進步,對地熱資源的利用越來越廣泛。
……