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多尺度离散裂缝三维精细地质建模及地热资源评价研究——以渤海湾盆地献县地热田为例
任小庆, 高小荣, 王红亮, 刘健, 孙彩霞, 卢星辰, 孙致学
油气藏评价与开发    2025, 15 (6): 1104-1111.   DOI:10.13809/j.cnki.cn32-1825/te.2025.06.017
摘要   (89 HTML1 PDF(pc) (4255KB)(29)  

渤海湾盆地献县地热田开发程度较高,为精细构建地热田模型及评价地热资源提供了数据支撑。献县地热田在构造上属于渤海湾盆地沧县隆起献县凸起,凸起东侧为阜城凹陷,西侧为饶阳凹陷。研究区内主要发育孔隙型砂岩热储与岩溶性灰岩热储2类热储,以蓟县系雾迷山组灰岩热储为研究对象,采用多尺度离散裂缝三维精细地质建模方法,开展献县地热田地热资源评价。献县地热田地质构造模型采用确定性与随机建模相结合的方法构建,模型网格步长设定为25 m× 25 m,纵向上模拟300个层段(单层厚度1 m),总网格数为2 333.06×104个。在测井二次解释结果约束下,建立雾迷山组岩相、物性及温度场地质模型。模型分析表明,献县地热田热储资源分布走向与献县凸起构造形态呈一定正相关关系:埋藏深度越浅,地热资源条件越好,并与已有井成井参数对比验证,模型适配性较好。采用基于精细热储地质模型的体积法评价区域内地热资源量,结果显示:献县地热田蓟县系雾迷山组热储存总量为2.881×1016 kJ,折合标准煤9.841×108 t,总可回收热量为0.432×1016 kJ;热水体积为35.75×108 m3,热水含热量0.105 ×1016 kJ,折合标准煤0.359×108 t。上述结果证实献县地热田地热资源潜力巨大,该模型为后续开发工作提供了技术支撑与依据。


裂缝尺度主要分布特征平面延伸长度缝高开度应力条件主要储渗作用
Ⅰ级大尺度裂缝断距不明显的小断层或高角度断层型裂缝,无断层核,切割泥岩夹层,可贯穿数套复合砂体数百米级数十米级毫米级局部应力场

导水换热

主要通道

Ⅱ级中尺度裂缝在热储体内发育,切割层理层界面,岩性差异及沉积微相控制数十米级—百米级米级—十米级百微米级派生应力场

导水换热

主要通道

Ⅲ级小尺度裂缝在单层热储内发育,受层理面、岩溶作用控制,表现为与层面垂直的溶蚀型裂缝米级—十米级分米级—米级数十微米级—百微米级派生应力场增渗换热
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表2 渤海湾盆地献县地热田雾迷山组多尺度裂缝分级方案
正文中引用本图/表的段落
渤海湾盆地献县地热田开发程度较高,为精细构建地热田模型及评价地热资源提供了数据支撑。献县地热田在构造上属于渤海湾盆地沧县隆起献县凸起,凸起东侧为阜城凹陷,西侧为饶阳凹陷。研究区内主要发育孔隙型砂岩热储与岩溶性灰岩热储2类热储,以蓟县系雾迷山组灰岩热储为研究对象,采用多尺度离散裂缝三维精细地质建模方法,开展献县地热田地热资源评价。献县地热田地质构造模型采用确定性与随机建模相结合的方法构建,模型网格步长设定为25 m× 25 m,纵向上模拟300个层段(单层厚度1 m),总网格数为2 333.06×104个。在测井二次解释结果约束下,建立雾迷山组岩相、物性及温度场地质模型。模型分析表明,献县地热田热储资源分布走向与献县凸起构造形态呈一定正相关关系:埋藏深度越浅,地热资源条件越好,并与已有井成井参数对比验证,模型适配性较好。采用基于精细热储地质模型的体积法评价区域内地热资源量,结果显示:献县地热田蓟县系雾迷山组热储存总量为2.881×1016 kJ,折合标准煤9.841×108 t,总可回收热量为0.432×1016 kJ;热水体积为35.75×108 m3,热水含热量0.105 ×1016 kJ,折合标准煤0.359×108 t。上述结果证实献县地热田地热资源潜力巨大,该模型为后续开发工作提供了技术支撑与依据。
以测井二次解释成果为基础,结合抽水试验等测试数据作为评价指标,综合考量构造位置、热储岩相、成因机制、应力条件及空间尺度等因素,建立献县地热田雾迷山组多尺度裂缝分级方案(表2)。其中,Ⅰ、Ⅱ级裂缝控制层间渗流,Ⅲ级裂缝控制层内渗流,Ⅳ级裂缝连通基质孔喉。
3) 采用基于精细热储地质模型的体积法开展热储资源量评价,结果表明:献县地热田蓟县系雾迷山组热储资源量丰富,其总储存热量为2.881×1016 kJ,折合标准煤9.841×108 t;按15%热回收率折算,总可回收热量为0.432×1016 kJ;热储中流体体积为35.75×108 m3,流体所含热量为0.105×1016 kJ,折合标准煤0.359×108 t。
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