A题:地热能源开发问题
地热能源作为近几十年来的新兴能源越来越被世界所重视,目前,世界上已有80多个国家直接利用地热能源。在我国,直接利用地热能源十分普遍,例如位于青藏高原的羊八井地热发电站就是一个利用地热能的典范。
在开发地热能源前需要对热储层进行足够的分析,再结合实际情况决定是否值得开发以及怎样利用,例如通过打井的方式利用地热能源发电、采暖等(见图1)。热储层是地热系统的一个组成部分,其上有弱透水层盖板,起到了隔水隔热的效果。热储层通过周围岩体吸收了来自地下深处热源的能量,靠内部压力将自身所含的水通过断层面运至地表,形成我们能在地表上见到的温泉或热泉(见图2)。
现探得某地有较大范围的地热田,该区域有一个垂直于地表的断层,断层两盘岩性相同,通过对岩体取样,初步测得热传导系数为2.42瓦/(平方米·摄氏度),密度为2.86吨/立方米,比热为1.02千焦/(千克·摄氏度)。通过物探等手段测得热储层位于下降盘,埋深大致为2000米。断层带有一个出露的热泉,其涌水量为50毫升/秒,泉口处水温为42摄氏度,泉口积水面积为0.78平方米。
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问题:
1) 请根据钻孔所得数据(见附件1)估计热储层水温,并分析物探测量埋深所带来的误差对水温估计值的影响;
2) 通常可以通过打井的方式获得地热能。图1展示了一种在干热岩上打注水、出水两个井的方式。冷水从注水井进入,通过干热岩的加热,再从出水井流出,从而根据流出温度、流量决定如何利用。另一种更直接的办法是钻一个井直接打穿热储层,并在井中植入套管,让热水经由套管涌出地面。这种方式可以获得较大的热能,但有较大经济风险,因为实际中热储层位置并不容易把握,并且涌出热水的温度和流量是否能够达到预期要求也不好计算。现在想用后一种方式获得地热能,并采用型号为N80的石油套管(外径177.8毫米,壁厚8.05毫米),请估计出水温度和流量。
地热能源作为近几十年来的新兴能源越来越被世界所重视,目前,世界上已有80多个国家直接利用地热能源。在我国,直接利用地热能源十分普遍,例如位于青藏高原的羊八井地热发电站就是一个利用地热能的典范。
在开发地热能源前需要对热储层进行足够的分析,再结合实际情况决定是否值得开发以及怎样利用,例如通过打井的方式利用地热能源发电、采暖等(见图1)。热储层是地热系统的一个组成部分,其上有弱透水层盖板,起到了隔水隔热的效果。热储层通过周围岩体吸收了来自地下深处热源的能量,靠内部压力将自身所含的水通过断层面运至地表,形成我们能在地表上见到的温泉或热泉(见图2)。
现探得某地有较大范围的地热田,该区域有一个垂直于地表的断层,断层两盘岩性相同,通过对岩体取样,初步测得热传导系数为2.42瓦/(平方米·摄氏度),密度为2.86吨/立方米,比热为1.02千焦/(千克·摄氏度)。通过物探等手段测得热储层位于下降盘,埋深大致为2000米。断层带有一个出露的热泉,其涌水量为50毫升/秒,泉口处水温为42摄氏度,泉口积水面积为0.78平方米。
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问题:
1) 请根据钻孔所得数据(见附件1)估计热储层水温,并分析物探测量埋深所带来的误差对水温估计值的影响;
2) 通常可以通过打井的方式获得地热能。图1展示了一种在干热岩上打注水、出水两个井的方式。冷水从注水井进入,通过干热岩的加热,再从出水井流出,从而根据流出温度、流量决定如何利用。另一种更直接的办法是钻一个井直接打穿热储层,并在井中植入套管,让热水经由套管涌出地面。这种方式可以获得较大的热能,但有较大经济风险,因为实际中热储层位置并不容易把握,并且涌出热水的温度和流量是否能够达到预期要求也不好计算。现在想用后一种方式获得地热能,并采用型号为N80的石油套管(外径177.8毫米,壁厚8.05毫米),请估计出水温度和流量。