基于地层形变理论的西安地热田开发前景研究

【摘要】：西安地热开采已经引起热水水头连年持续下降，以目前西安市地下热水的开采规模和开采速率，热储层产生形变的可能性是否存在?西安地热开发是否存在其它的开发模式和开采途径? 通过研究国内外学者对抽水引发地层形变的基本理论和深层地下流体资源开采引发的地层形变成果，对西安市热储层的特征，岩性、孔隙度分析后，我们知道西安市主要热储层是由第三系的泥岩和砂岩不等厚互层构成，热储层孔隙率均大于相应岩石的孔隙率，说明热储层成岩程度不高，目前主要开采的是埋深在1200～2500米的地热水，补给量有限，是消耗储存量开采，属于沉积盆地传导型地热田。传导型地热田开采，热水水头大幅度下降，破坏了地层内的原有应力状态，使地层内孔隙水压力降低，有效应力增加，由于骨架可压缩，引发地层形变的可能性是存在的。 传导型地热田开采，对地层形变的发生存在潜在危险，开发前景不容乐观。鉴于此，就需要我们寻找新的开发模式和开采途径。通过对西安地区构造体系、物探资料、热水井资料分析后知道，西安市构造体系在地热田内相互穿插、干扰，导致地质构造出现了极为复杂的景象，这些构造及其影响带成为西安热储层的导水通道：区内高陵群下部特别是白鹿塬组地层破碎、疏松，也为地下热水运移提供了良好条件。分析可得出，西安是存在对流型地热用的。沿导水断裂及其影响带带状分布的2500m特别是3000m以下的地热田和断裂交汇处地热用，我们认为是对流型地热田。对西安建筑科技大学地热井和省委家属院地热井分析，这两口井处在两条断裂的影响带上，出水量大、有很好的补给水源，是西安对流型地热田开发的例子。 西安的地热开发应限制或控制开采传导型地热田和寻找并开发对流型地热用。运用综合物探方法确定基底深大断裂及其影响带、确定盖层厚度及基底岩性、论证评价地热田地下热水的分布范围，控热构造的位置、性质，为科学合理开采地热资源提供依据。 【关键词】：地面沉降 地裂缝 地下热水 热储层 固结理论 固结沉降 有效应力 传导性地热田 对流型地热田
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：P314;P642.26
【目录】：

• 第一章 绪论8-14
• 1.1 问题的提出8-9
• 1.2 地面沉降产生的原因9-10
• 1.3 地面沉降的研究进展与现状10-12
• 1.4 本文研究的目的意义、内容和技术路线12-14
• 第二章 西安热储层特征分析14-19
• 2.1 西安地热田地质背景14
• 2.2 西安地热概况14-15
• 2.3 地下热水的补、排条件15
• 2.4 热储层特征15-19
• 2.4.1 热储层的构成15-16
• 2.4.2 热储层岩性特征16
• 2.4.3 地温场特征16-17
• 2.4.4 热储层物性特征17
• 2.4.5 热储层储水特征17-18
• 2.4.6 地热井深度与取水段特征18-19
• 第三章 热储层形变的基本机理和规律19-32
• 3.1 研究地层形变的基本理论19-22
• 3.1.1 固结理论19
• 3.1.2 地层中的应力状态19-20
• 3.1.3 有效应力原理20-21
• 3.1.4 固结压密机理21-22
• 3.2 热储层释水、变形规律22-27
• 3.2.1 有效应力和温度对热储层孔隙度的影响22-24
• 3.2.2 热储层释水、变形规律24-25
• 3.2.3 热储层的固结特性25-26
• 3.2.4 关于超固结地层及临界水位的确定26-27
• 3.3 热储层的固结沉降量的计算27-30
• 3.3.1 土的三类固结状态的固结公式27-29
• 3.3.2 固结沉降量的计算29-30
• 3.4 水土的间接作用模型30-32
• 第四章 西安市热储层可形变性分析32-45
• 4.1 西安市地下热水开发利用现状32-34
• 4.2 热储层岩性与可形变性分析34-36
• 4.3 热储层孔隙度与可形变性分析36-37
• 4.4 地下热水水头下降与可形变性分析37-41
• 4.5 西安市地下热水开采引起地层形变预测41-43
• 4.6 结论43-45
• 第五章 西安市对流型地热田45-52
• 5.1 西安市对流型地热田的构造条件45-47
• 5.2 对流型地热田的地层条件47
• 5.3 热水井证据47-50
• 5.4 物探显示50
• 5.5 西安市对流型地热田的开发利用前景50-52
• 第六章 结论与建议52-54
• 6.1 主要结论52
• 6.2 今后的研究展望52-53
• 6.3 本文的不足之处53-54
• 主要参考文献54-56
• 致谢56

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