云南省安宁温泉镇地热田模型研究

论文摘要

安宁温泉镇地热田属断裂深循环对流型地热系统。天然出露7个温泉泉点,均出露于螳螂川谷底一级基座阶地前缘含水层组中,在温泉大桥下螳螂川两岸均有溢出,以“天下第一汤”为中心向四周运动,总流量118 L/s,泉口温度28～47℃。“天下第一汤”出露高程1824m,在泉群中水量最大,温度最高,串珠状的大小气泡旷日持久。气体组分测定结果显示,主要成分为N2,次为H20（气）、CO2, Rn、He、Ar等,组分与大气类似,反映出热水源于大气降水的特征。泉水无色无味,清澈透明。以往长期观测水温为45-47℃,近年来水温有所降低,保持在43～45℃。根据温泉出露及现有开采热水井测量结果,得出温泉镇浅部地温场呈条带状分布,结合热储展布严格受螳螂川断裂的控制的特点,将温泉镇浅部地温场纵向确定为以“天下第一汤”为中心,呈南北长约200m,东西宽约l00m的纺锤状闭合曲线；垂向上地温梯度一般大于5℃/1OOm,南部200～500m范围内,地温梯度为2.5～4.0℃/100m,西部地温梯度均小于2.5℃/100m,北部100-150m以外地温梯度小于2.5-4.0℃/100m；井温曲线有增温型、恒温型、增降骤变型、增温骤变为降温型等四种。并结合螳螂川断裂、水文地质条件对温泉区地热水的运移特征进行总结归纳,分析在天然条件下和开采条件下的变化规律。通过对安宁温泉镇地热田地热地质背景的研究,运用构造地质、物理探测、钻孔勘探、水文地质等理论和方法对地热田进行分析和研究,总结地热田热储展布特点,探讨地热田热储结构、特征及边界条件。将安宁温泉镇地热田垂向结构上概化为二元结构,可分为四层,包括浅部、深部两个热储层以及上、下两个隔热隔水保温盖层,本文重点研究浅部热储层,即二叠系栖霞茅口组热储层,结合研究区现有的水文地质参数、地热地质参数等资料,对其进行数值模拟,采用有限单元剖分,研究纵深为100m的一个潜水热含水层系统。运用feflow软件进行数值模拟,对渗流场,温度场进行识别和验证。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 选题依据及研究意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 研究内容及方法
• 第二章 安宁温泉镇地热田地质环境
• 2.1 自然地理概况
• 2.1.1 地形地貌
• 2.1.2 气象水文
• 2.2 地层
• 2.2.1 地层概况
• 2.2.2 地层富水性
• 2.2.3 地层岩石热导率
• 2.5 构造
• 2.6 新构造运动
• 2.7 岩浆活动情况
• 2.8 岩溶发育规律
• 2.9 小结
• 第三章 安宁温泉镇地热田特征
• 3.1 地热田地球物理特征
• 3.2 温泉镇地热田热储结构特征
• 3.3 各热储特征及边界圈定
• 3.3.1 浅部热储地热地质特征及边界圈定
• 3.3.2 深部热储地热地质特征及边界圈定
• 3.4 浅部热储地温场特征及分区
• 3.4.1 浅部热储地温场特征
• 3.4.2 浅部热储地温场分区特征
• 3.5 温泉镇地热田热流体运移特征
• 3.6 热水化学特征
• 3.7 化学温标推算深部热储温度
• 3.8 小节
• 第四章 安宁温泉镇地热田成因模式探讨
• 4.1 热源
• 4.2 热储层
• 4.3 热通道
• 4.4 地热流体的补给、径流和排泄
• 4.5 成因模式
• 第五章 安宁温泉镇地热场数值模型
• 5.1 数学模型
• 5.1.1 渗流场数学模型
• 5.1.2 温度场数学模型
• 5.2 模型计算
• 5.3 渗流场数值模拟
• 5.3.1 渗流场概念模型
• 5.3.2 区域剖分
• 5.3.3 时间离散
• 5.3.4 参数分区
• 5.3.5 初值确定
• 5.3.6 源汇项处理
• 5.3.7 数学模型的识别、验证
• 5.4 温度场数值模拟
• 5.4.1 温度场概念模型
• 5.4.2 区域剖分
• 5.4.3 时间离散
• 5.4.4 参数分区
• 5.4.5 初值确定
• 5.4.6 源汇项处理
• 5.4.7 数学模型的识别、验证
• 5.5 小结
• 第六章 结语
• 6.1 结论
• 6.2 不足
• 致谢
• 参考文献
• 附录A 攻读硕士期间发表论文目录
• 附录B 硕士攻读期间从事项目目录
• 附录C 研究区内部裂隙统计表
• 附录D 研究区钻孔统计表