地热系统 原理和典型地热系统分析PDF电子书下载

前言 1

译者序 1

原理部分 1

1．地热系统，传导热流和地热异常带L.Rybach 1

1.1．地热系统的定义和分类 1

目 录 1

1.2．地热系统的地球物理和地球化学特征 3

1.2.1．与浅成侵入体相关的对流型水热系统 3

1.2.2．区域热流量高至正常地区的大气水环流系统 4

1.2.3．高孔隙率地质环境中的低温（＜150℃）含水层 5

1.2.4．千热岩体 6

1.3.1．基本原理 7

1.3．传导传热和区域热流 7

1.3.2．热源 9

1.3.3．传导热流 12

1.3.4．岩体的热能含量和地热资源底数 18

1.4．地热异常及其板块构造背景 19

1.4.1．扩张脊 21

1.4.2．大陆裂谷 22

1.4.3．聚敛边缘（消减带） 23

1.4.4．板内热异常 24

2．水热系统中热量和质量的对流传递S.K.Garg和D.R.Kassoy 26

2.1．水热系统的数学模拟 26

2.1.1．碎裂介质中的质量和能量传输 27

2.1.2．通过多孔介质的流体流的平衡定律 28

2.1.3．Boussinesq近似 30

2.2．热量和质量的理想化对流传输 31

2.2.1．无量纲的方程和参变量 31

2.2.2．理想化模拟 33

2.3．能够自圆其说的地热储模型 39

2.3.1．管状模型 39

2.3.2．大尺度的对流环模型 40

2.3.3．热泉群和断层带 42

2.3.4．控制地热储补给的断层带 44

2.4．水热系统的生产前模型 46

2.4.1．长谷破火口 47

2.4.2．索尔顿湖地热储 49

2.4.3．怀拉基地热田 52

3．地热资源勘探J.T.Lumb 57

3.1．引言 57

3.2．勘探战略 58

3.3．水文学方面 59

3.4．勘探方法 60

3.4.1．文献调查和初步研究 61

3.4.2．地质学和水文学以及矿物学研究 61

3.4.3．地球化学（包括同位素化学） 62

3.4.4．地球物理方法 66

3.4.5．勘探钻进 76

3.5．模拟 78

4．水地球化学在地热勘探和热储工程中的应用R.O.Fournier 79

4.1．引言 79

4.2．水热反应 79

4.3．热储温度的估算 82

4.3.1．二氧化硅地热温标 82

4.3.2．Na/K地热温标 86

4.3.3．Na-K-Ca地热温标 87

4.3.4．△18O（SO？4-H2O）地热温标 88

4.4．热水与冷水的地下混合 89

4.4.1．混合水的识别 89

4.4.2．二氧化硅的混合模型 90

4.5．地下沸腾效应 91

4.5.1．沸腾导致的浓度变化的计算 91

4.5.2．热储温度的焓－氯化物图解估算法 91

4.5.3．沸腾对地球化学温标的影响 93

4.6．与热水系统对比的蒸汽为主系统 93

4.7．井与泉热水的比较 99

4.8．热储工程中的应用 101

4.8.1．井孔中含水层温度的早期预测 101

4.8.2．生产井温度变化的监测 101

4.8.3．不同温度多层含水层生产的确认 102

4.8.4．热储内部的闪蒸 102

4.8.5．系统内部其它部位存在较高温度的证据 103

4.8.6．压力下降的地球化学证据 104

4.9．摘要 104

5．地热储热能量的提取I.G.Donaldson和M.A.Grant 105

5.1．引言 105

5.1.1．某些背景情况 106

5.2．理想化系统 108

5.2.1．简单的基本模型 108

5.2.2．单相（热水）热储 109

5.2.3．两相系统 111

5.3．某些典型现存地热田的热量提取 115

5.3.1．温水储 115

5.3.2．热水储 117

5.3.3．两相系统 123

5.3.4．以蒸汽为主的系统 126

5.4．其它系统 127

5.4.1．地压系统 128

5.4.2．干热岩体系统 128

5.4.3．岩浆囊 128

5.5．摘要 129

6．地热资源评价L.J.P.Muffler 131

6.1．引言 131

6.2．资源术语 131

6.3．地热资源术语 134

6.4．地热资源评价方法 134

6.5.1．意大利托斯卡纳的中部和南部 136

6.5．最近的地热资源评价选例 136

6.5.2．新西兰 137

6.5.3．美国1975年的地热资源评价 137

6.5.4．美国1978年的地热资源评价 139

6.6．不确定性和需要研究的课题 141

6.6.1．尚待发现的水热对流系统 141

6.6.2．水热对流系统地热能量的采收 142

6.6.3．与火成活动相关的地热能的评价 142

6.6.4．地压地热流体能量的采收 143

6.6.5．低温地热资源的资产编目 143

7.2．环境意识的演变 144

7.1．引言 144

7．地热开发的环境问题M.D.Crittenden,Jr 144

7.3．空气质量 146

7.4．水的质量 148

7.5．滑坡 150

7.6．地震活动 152

7.6.1．区域地震活动 153

7.6.2．地面开裂 153

7.6.3．诱发的地震活动 153

7.7．地面沉降 156

7.8．结论 157

8.1．引言 159

Korim和L.Stegena 159

8．匈牙利潘诺宁盆地的低焓地热资源P.Ottlik,J.Gálfi,F.Horváth,K. 159

典型地热系统分析 159

8.2．地质概况 160

8.2.1．地质总貌 161

8.2.2．构造活动与火山活动 165

8.3．地热 165

8.3.1．岩体温度测量 165

8.3.2．热流量测量 166

8.4．水文地质情况 169

8.4.1．水迁移系统 170

8.4.2．水化学特征 171

8.5．地热能的回收和利用 173

8.5.1．热水利用的主要部门 174

8.5.2．热水井的运行问题 176

8.5.3．潘诺宁盆地存在高焓热储的可能性 176

9．日本泷上地热区的勘探与开发H.Nakamura和k.Sumi 177

9.1．引言 177

9.2．地质概况 179

9.2.1．八幡平火山区的一般地质情况 179

9.2.2．泷上地热区及其周围的地质情况 181

9.3．勘探史 181

9.3.1．与日本地质调查所（GS）的合作研究 181

9.3.2．日本金属和化学药品公司（JMC）的勘探工作 185

9.4.2．热水的回灌 189

9.4.1．地热蒸汽的生产 189

9.4．生产特性 189

9.4.3．井孔和热储的试验 191

9.4.4．回灌试验 192

9.4.5．蒸汽供应系统 193

9.5．效率与经济性 194

9.6．未来的发展 196

10．冰岛东北部的克拉夫拉地热田V.Stefánsson 197

10.1．引言 197

10.2．地质背景 198

10.3．热田勘探史和热田模型 203

10.3.1．地表勘探 203

10.3.2．地下勘探 206

i0.3.3．热田模型 208

10.4．热田的生产特性 208

10.4.1．上地热层 208

10.4.2．下地热层 212

10.4.3．上下层间的相互作用 212

10.4.4．岩浆活动对热储的影响 213

10.5．利用经验 214

10.6．目前和将来的发展 215

11．新墨西哥州赫梅斯山脉的地热系统及其勘探A.W.Laughlin 216

11.1引言 216

11.2赫梅斯山脉的区域地质和地球物理背景 218

11.3赫梅斯山脉的地质地球物理和水文情况 221

11.4赫梅斯山区的地热勘探 223

1 1.4.1．高温水热资源勘探 224

11.4.2．干热岩体地热能的开采方法 225

11.4.3．干热岩体勘探 225

11.4.4．低中温水热系统的勘探 232

11.5．赫梅斯山区的地热系统 234

12．萨尔瓦多阿瓦查潘地热田的开采和回灌联合系统G.Cuéllar,M.Choussy 236

和D.Escobar 236

12.1．引言 236

12.2．地质背景 236

12.3．水文地质情况 238

12.3.1．浅含水层 238

12.4．阿瓦查潘井孔的特征 239

12.3.2．饱和含水层 239

12.3.3．含盐含水层 239

12.5．回灌计划 240

12.5.1．回灌井的井身结构 241

12.5.2．回灌井的接收能力 241

12.5.3．灌入与采出的质量 241

12.5.4．回灌控制 242

12.6．回灌－采出的数量效应 243

12.6.1．压力 243

12.6.2．温度 244

12.7．结论 247

参考文献总目 248