第一章 绪言 1
一、介绍 1
二、地热能源系统的类型 1
(一)水热型 2
(二)热火成岩体型 4
(三)导热控制型 5
三、地热基础资源的计算 7
(一)温度梯度和地热资源 7
四、地热资源的地质学 13
五、地热能的勘探 18
六、地热钻探与成井 18
七、套管与管材设计基本原理 20
八、地热井的水泥固井 20
九、地层评价 20
十、热储工程的基本概念 25
十一、地热能经济学 40
十二、换算表 40
一、概述 53
第二章 全世界地热资源 53
(一)资源类型 55
(二)基础资源的数量 59
(三)总结 62
(四)途径 63
二、前期估价 64
(一)描述性评价 64
(二)电力研究所的调查 65
(三)地区性和全国性评价 66
三、定义与分类法 66
(一)地热储的类型 66
(二)储量和资源定义与讨论 68
四、全世界基础资源估算 74
(一)全球热含量 74
(二)借用全球热流数据的基础资源 76
(三)地热地区 80
(四)基础资源与其他能源资源的比较 81
(五)地区与国家的基础资源估算 83
(六)美国的地热资源评价 85
(七)意大利地热资源评价 93
五、储量和资源的估算 97
(一)电力生产 97
(二)目前的电力生产 97
(三)直接利用 101
(四)已钻探的热田和区域评价 102
(一)全世界的发展和计划 113
六、现状与发展 113
(五)热储试验、模拟、规模估算的局限 113
(二)北美洲 114
(三)中美洲和南美洲 125
(四)大洋洲 129
(五)欧洲 138
(六)非洲 150
(七)亚洲与中东 153
七、未来的前景 155
(一)近期规划 156
(二)长远规划 160
八、附录A 用于地热资源的区域评价定义 163
九、附录B 储量和资源的定义 167
十、附录C 经过计算的世界范围的地热基础资源 168
十一、附录D 表2-12和2-15的参考文献(略) 173
第三章 地热系统的地质学 174
一、介绍 174
(一)来源于大型富硅质岩浆体的热 176
二、年轻火山岩地区 176
(二)富硅质岩浆体的形状和大小 179
(三)大型富硅质岩浆体与上覆火山田的关系 180
(四)大型富硅质岩浆体的热历史 185
(五)大型富硅质岩浆体的地理位置 188
(六)构造组合关系不定的人型富硅质岩浆体 191
(七)中性到富硅质成份的较小岩浆体 193
(八)安山岩复火山的地理分布 195
二、井身设计 197
一、介绍 197
(九)玄武岩火山活动为主地区的地热资源 199
(十)与大陆裂谷有关的地热地区 203
三、构造活动地区的地热资源 204
四、地压型地热资源 205
六、附录E 普通火成岩的分类 206
五、放射性成因的低温地热资源 206
第四章 地热能的勘探 209
一、介绍 209
二、渗泉和泉化渗泉 210
三、用于勘探的地质技术 211
(一)文献收集 211
(二)填图 211
(三)岩石学 212
(四)裂隙研究 212
四、用于勘探的地球化学技术 213
(一)化学地热温标 213
(二)痕量元素调查 214
(三)地质年代学 215
(四)水文学调查 218
五、用于地热勘探的地球物理技术 219
(一)重力测量 219
(二)航磁测量 220
(三)热流 221
(四)地电磁技术 223
六、地热勘探中的地震方法 228
第五章 地热井的钻进与成井 231
一、介绍 231
二、钻探设备与附属设备 231
三、套管设计 233
(一)“爆裂”负荷 233
(二)挤扁(挤毁)负荷 236
(三)螺纹的类型 236
四、注水泥与套管 237
(四)热膨胀产生的各种应力 237
五、钻头 238
六、消声器系统 241
七、钻井液 244
(一)地热井的钻井液问题 244
(二)地热井使用的钻井液系统 248
(三)实例回顾 250
(四)结论 251
第六章 套管与管材设计的基本原理 252
一、介绍 252
二、地热井成井技术 253
(二)衬管完井 254
(一)裸眼完井 254
(三)射孔套管完井 255
三、套管设计程序 259
四、套管柱的设计程序 264
(一)导管 264
(二)表层套管 264
(三)中间套管 268
(四)生产套管 278
五、热应力设计 280
(一)热对套管和出气<水)管的影响 280
(二)特殊应用 288
(三)出气(水)管 289
(四)密封 290
六、防喷器 292
七、水泥固井 294
第七章 地热并的水泥固井 297
三、套管完全注水泥的重要性 298
四、固井水泥的组分 300
五、水泥搅拌法 303
六、材料管理 305
七、水泥灌注到位技术 307
八、总结 311
一、地热井测井的目的 312
第八章 地层评价 312
二、地球物理测井 317
三、地下压力的原理 332
(一)通过测井确定地层压力 336
(二)碎屑状超压坏境中烃的分布 338
四、地层温度 340
(一)蒸汽质量 350
五、地层水矿化度 352
(一)矿化度原理 362
(二)地层水矿化度和甲烷含量 365
六、地热测井分析 369
(一)碎屑状和碳酸岩储热岩石的解释原理 369
(二)在火成岩和变质岩小的解释原理 381
七、岩石的弹性 406
第九章 热储工程基本原理 411
一、概述 411
二、地热系统的类型 412
(一)地热井的压力瞬变分析 417
(二)蒸汽井的瞬变压力分析 421
(三)热水井的瞬变压力分析 426
(四)地热储的干扰试验 433
(五)两相流的压力瞬变分析 436
(六)现代试井分析 438
三、地热储的模拟 441
(一)Whiting和R？mey模型(1969) 442
(二)Brigham和Motrow模型(1977) 445
(三)其他零维模型 447
(四)地热储的数字模拟 447
(五)结论 450
第十章 能的转换和地热能的经济问题 454
一、概述与本章范围 454
二、能的的转换及利用 458
(一)地面系统的应用和结构 458
(二)热力学准则 472
(三)工程设计标准 479
三、热电站循环的性能 494
(一)供应(成本)因素 507
四、经济分析方法 507
(二)需求(收入)因素 509
(三)政府的限制和介入 510
(四)费用模式 512
五、勘探、钻井和热储开发费用 519
(一)勘探与土地获取费用 521
(二)钻井与完井费用 521
(三)流体聚集和分配系统的费用 527
六、地面转换设备费用 528
(一)换热设备 528
(二)泵 531
(三)汽轮机和发电机 533
(一)与资源有关的影响作用 536
七、电力生产的经济学 536
(二)与热储工况有关的影响作用 538
(三)与发电厂运转特性有关的影响作用 544
(四)与财政有关的影响作用 547
(五)实例研究 548
八、非发电性热生产的经济性 550
(一)实例研究 551
九、商业可行性问题及展望 552
(一)重要的问题 553
(二)与传统的能源供应比较 554
(三)世界开发：现状与未来 556
十、附录F：费用上涨估算技术 559