CN105487135B - 沉积盆地型地热资源类型划分方法 - Google Patents

沉积盆地型地热资源类型划分方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种沉积盆地型地热资源类型划分方法，该方法包括：步骤1，利用钻井、测井、录井、地震这些数据资料划分沉积盆地构造带；步骤2，针对不同构造带确定地层岩性组合及厚度；步骤3，通过岩心取样测试明确各构造带不同岩性地层热导率；步骤4，获取构造带井筒测温数据，利用井筒测温数据确定地温梯度分布；步骤5，综合利用不同岩性热导率和地温梯度通过地热学公式计算大地热流值，明确大地热流值平面分布规律；以及步骤6，据平面大地热流值分布划分沉积盆地地热资源类型。该沉积盆地型地热资源类型划分方法可操作性强，同时为热储成因研究、地热资源量评价及地热资源开发利用选区研究提供了更准确的方法和材料基础。

Description

沉积盆地型地热资源类型划分方法
技术领域
本发明涉及地热资源评价领域，特别是涉及到一种沉积盆地型地热资源类型划分方法。
背景技术
地热资源类型划分是地热资源评价的依据，地热资源评价包括热储存量、可开采流体量，以及基于回灌的可循环利用地热资源量的评价，其中可循环利用地热资源量的评价对于热储成因、开发利用选区研究具有重要意义。
目前地热资源类型的划分主要依据地热异常区分布、热储形态展布、热储规模和构造的复杂程度，其中地热异常区是指地温梯度3.0℃/100m，热储形态展布、热储规模主要针对热储的分布范围进行分析，构造复杂程度主要是指断裂带发育情况。
但对于沉积盆地，尤其中国东部裂谷型沉积盆地来说，由于断裂活动导致的幔源热流和地壳岩石放射性元素衰变形成的壳源热流沿固体岩层大量向地球外部辐射，整个沉积盆地几乎全区都属于地热异常区，并且断陷末期砂岩热储在全区广泛分布，断裂构造带活动性减弱，整体构造条件相对简单。在这种情况下，类似济阳坳陷这种沉积盆地全区可划分为一种地热资源类型，但是，沉积盆地型地热资源内部不同区带在平面大地热流补给方面存在明显差别，运用目前划分方法难以实现地热资源类型的合理划分，从而为地热资源量尤其是可循环利用地热资源量的评价带来了困难。为此我们发明了一种新的沉积盆地型地热资源类型划分方法，解决了以上技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种通过计算大地热流值的划分沉积盆地型地热资源类型的划分方法。
本发明的目的可通过如下技术措施来实现：沉积盆地型地热资源类型划分方法，该沉积盆地型地热资源类型划分方法包括：步骤1，利用钻井、测井、录井、地震这些数据资料划分沉积盆地构造带；步骤2，针对不同构造带确定地层岩性组合及厚度；步骤3，通过岩心取样测试明确各构造带不同岩性热导率；步骤4，获取构造带井筒测温数据，利用井筒测温数据确定地温梯度分布；步骤5，综合利用不同岩性热导率和地温梯度通过地热学公式计算大地热流值，明确大地热流值平面分布规律；以及步骤6，据大地热流值平面分布划分沉积盆地地热资源类型。
本发明的目的还可通过如下技术措施来实现：
在步骤1中，通过钻井、地震及分析化验资料进行沉积盆地构造带的划分，沉积盆地是指在某一特定的地史时期，长期不断下沉接受沉积物堆积，沉积物的厚度比周围地区的沉积物厚；构造带划分是指一个区域尺度的地域,其中的地壳物质组成、构造组合,以及地球物理和地球化学场明显不同于相邻地域的一个地域。
在步骤2中，通过钻井、录井、测井、取心以及分析化验资料确定的反映岩石特征的一些属性以进行岩性确定，通过钻井、测井、地震资料获得上下两个层面间的垂直距离，即为地层厚度。
在步骤3中，通过取样测试获得沿热流传递的方向单位长度l上温度θ降低一度时单位时间τ内通过单位面积s的热量Q，即为岩性热导率，岩性热导率体现了地层导热能力的大小，岩性热导率的公式为：
kr = (Q/t) *L/(A*T）
其中，kr：岩性热导率，W/(m*K)；Q：热量，J；t：时间，s；L：长度，m；A：面积，m2；T：温度差，℃。
在步骤4中，通过探井完钻后所进行的井段试油测温获得井筒测温数据，地温梯度是指地球不受大气温度影响的地层温度随深度增加的增长率，以每百米垂直深度上增加的度数表示。
在步骤5中，大地热流值为单位时间内通过地球表面单位面积的热流值，以反应某个地区地温场的特点，热流值的公式为：
q = - 100 kr （dT/dz）
其中，q：大地热流，μcal/(cm·s)；
kr—岩性热导率，cal/（cm·s·℃）；
dT/dz—地温梯度，℃/hm，负号表示垂向坐标向地表为正；
T—温度，℃；
z—深度，m。
本发明中的沉积盆地型地热资源类型划分方法，利用大地热流补给程度划分沉积盆地地热资源类型，克服了全区都属于地热异常区、砂岩热储分布广泛、整体构造条件较为简单的沉积盆地的地热资源类型难以划分的困难，整个方法可操作性强，综合利用沉积盆地油气勘探开发过程中获得的试油测温数据、岩石热导率数据或钻井岩心的取样测试数据，利用不同岩性热导率和地温梯度通过地热学公式计算大地热流值，明确大地热流值平面分布规律。根据大地热流值平面分布划分沉积盆地地热资源类型，提高了沉积盆地型地热资源评价的精度。同时为热储成因研究、地热资源量评价及地热资源开发利用选区研究提供了更准确的材料基础和技术支撑。该方法克服了国标上对沉积盆地的地热资源类型划分精度不高的问题，整个方法可操作性强，同时为热储成因研究、地热资源量评价及地热资源开发利用选区研究提供了更准确的方法和材料基础。
附图说明
图1为本发明的沉积盆地型地热资源类型划分方法的一具体实施例的流程图；
图2为本发明的一具体实施例中地热资源概念模型图；
图3为本发明的一具体实施例中用于确定热储岩性以及地层厚度示意图；
图4为本发明的一具体实施例中沉积盆地地热资源类型划分结果图。
具体实施方式
为使本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举出较佳实施例，并配合附图所示，作详细说明如下。
如图1所示，图1为本发明的沉积盆地型地热资源类型划分方法的流程图。
在步骤101，利用钻井、测井、录井、地震等数据资料划分沉积盆地构造带。所述沉积盆地是指在某一特定的地史时期，长期不断下沉接受沉积物堆积，沉积物的厚度比周围地区的沉积物厚。所述构造带划分是指一个区域尺度的地域,其中的地壳物质组成、构造组合,以及地球物理和地球化学场明显不同于相邻地域的一个地域，主要通过钻井、地震及分析化验资料进行划分。根据图2所示，济阳坳陷沉积盆地中形成了沉积盆地型碎屑岩和碳酸盐岩热储，热源以断陷盆地演化过程中地幔上涌形成的幔源热流贡献为主，壳源放射性元素衰变生热为辅；热传导通道以岩石固体传导为主。流程进入到步骤102。
在步骤102，针对不同构造带确定地层岩性组合及厚度。所述岩性确定是指通过钻井、录井、测井、取心以及分析化验资料确定的反映岩石特征的一些属性，所述厚度是指其上下两个层面间的垂直距离，通过钻井、测井、地震等获得。在图3中单井综合录井图主要包括钻井、录井、测井资料，用于确定各构造区热储岩性组合，并统计地层厚度。流程进入到步骤103。
在步骤103，通过岩心取样测试明确各构造带不同岩性热导率。所述岩性热导率是指地层导热能力的大小，即沿热流传递的方向单位长度(l)上温度(θ)降低一度时单位时间(τ)内通过单位面积(s)的热量(Q)，主要通过取样测试获得。岩性热导率的公式为：
kr = (Q/t) *L/(A*T）
其中，kr：岩性热导率，W/(m*K)；Q：热量，J；t：时间，s；L：长度，m；A：面积，m2；T：温度差，℃。
流程进入到步骤104。
在步骤104，获取构造带井筒测温数据，利用井筒测温数据确定地温梯度分布。所述井筒测温数据是探井完钻后所进行的井段试油测温，所述地温梯度是指地球不受大气温度影响的地层温度随深度增加的增长率，以每百米垂直深度上增加的度（℃)数表示。流程进入到步骤105。
在步骤105，综合利用不同岩性热导率和地温梯度通过地热学公式计算大地热流值，明确大地热流值平面分布规律。所述大地热流值是指单位时间内通过地球表面单位面积的热流值，能确切地反应某个地区地温场的特点。热流值的公式为：
q = - 100 kr （dT/dz）
其中，q：大地热流，μcal/(cm·s)；
kr—岩性热导率，cal/（cm·s·℃）；
dT/dz—地温梯度，℃/hm，负号表示垂向坐标向地表为正；
T—温度，℃；
z—深度，m。
流程进入到步骤106。
在步骤106，根据大地热流值平面分布划分沉积盆地地热资源类型，提高了沉积盆地型地热资源评价的精度。在图4中根据热储下伏地层展布，划分为三种地热类型：慢速热补型：热储与前第三系基岩之间的地层厚度一般大于500m,深部热源传导速度较慢，大地热流值较低；中速热补型：热储与前第三系基岩之间的地层厚度20-500m，深部热源传导速度中等，大地热流值中等；快速热补型：下伏地层为前第三系基岩，深部热源直接通过基岩传导，速度较快。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，非用以限定本发明的专利范围，其他运用本发明的专利精神的等效变化，均应俱属本发明的专利范围。

Claims (4)

1.沉积盆地型地热资源类型划分方法，其特征在于，包括：
步骤1，利用钻井、测井、录井、地震这些数据资料划分沉积盆地型构造带；
步骤2，针对不同构造带确定地层岩性组合及厚度；
步骤3，通过岩心取样测试明确各构造带不同岩性热导率；
步骤4，获取构造带井筒测温数据，利用井筒测温数据确定地温梯度分布；
步骤5，综合利用不同岩性热导率和地温梯度通过地热学公式计算大地热流值，明确大地热流值平面分布规律；以及
步骤6，据大地热流值平面分布划分沉积盆地型地热资源类型；
在步骤1中，通过钻井、地震及分析化验资料进行沉积盆地型构造带的划分，沉积盆地是指在某一特定的地史时期，长期不断下沉接受沉积物堆积，沉积物的厚度比周围地区的沉积物厚；构造带划分是指一个区域尺度的地域,其中的地壳物质组成、构造组合,以及地球物理和地球化学场明显不同于相邻地域的一个地域；
在步骤5中，大地热流值为单位时间内通过地球表面单位面积的热流值，以反应某个地区地温场的特点，热流值的公式为：
q = - 100 kr （dT/dz）
其中，q：大地热流值，μcal/(cm·s)；kr—岩性热导率，cal/（cm·s·℃）；
dT/dz—地温梯度，℃/hm，负号表示垂向坐标向地表为正；T—温度，℃；z—深度，m。
2.根据权利要求1所述的沉积盆地型地热资源类型划分方法，其特征在于，在步骤2中，通过钻井、录井、测井、取心以及分析化验资料确定的反映岩石特征的一些属性以进行岩性确定，通过钻井、测井、地震资料获得上下两个层面间的垂直距离，即为地层厚度。
3.根据权利要求1所述的沉积盆地型地热资源类型划分方法，其特征在于，在步骤3中，通过岩心取样测试获得沿热流传递的方向单位长度l上温度θ降低一度时单位时间τ内通过单位面积s的热量Q，即为岩性热导率，岩性热导率体现了地层导热能力的大小，岩性热导率的公式为：
kr = (Q/t) *L/(A*T）
其中，kr：岩性热导率，W/(m*K)；Q：热量，J；t：时间，s；L：长度，m；A：面积，m2；T：温度差，℃。
4.根据权利要求1所述的沉积盆地型地热资源类型划分方法，其特征在于，在步骤4中，通过探井完钻后所进行的井段试油测温获得井筒测温数据，地温梯度是指地球不受大气温度影响的地层温度随深度增加的增长率，以每百米垂直深度上增加的度数表示。
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