地?zé)釋W(xué)基礎(chǔ)

前言

　　地?zé)崾翘N(yùn)藏于地球內(nèi)部的自然能源，地?zé)崃黧w作為地?zé)豳Y源開發(fā)的最主要載體具有水資源和礦產(chǎn)資源雙重屬性，其功能多、用途廣，是寶貴的潔凈資源。地?zé)豳Y源的分布嚴(yán)格受構(gòu)造控制。由于全球各地區(qū)地?zé)嵩础?dǎo)熱通道、地層的熱導(dǎo)性能和滲透性能會有所不同，因而大地?zé)崃骺蓪⒌厍虮砻娴臒崮芊峙鋭澐譃榈責(zé)嵴：偷責(zé)岙惓煞N差異顯著的區(qū)域，從而造成地?zé)豳Y源分布格局極不均勻。全球?qū)崪y熱流數(shù)據(jù)表明，正常區(qū)占地球表面的99％以上，其熱流密度平均值大致在60mW／m2左右，在地表以下1km深度范圍內(nèi)，垂向地溫梯度小于3℃／hm，開發(fā)前景不佳；而在構(gòu)造活動很強(qiáng)的中、新生代年輕造山帶和大西洋、印度洋及東太平洋中脊等處，均已觀測到高熱流，這些地?zé)岙惓^(qū)的分布與地殼運(yùn)動和地質(zhì)構(gòu)造活動性及構(gòu)造活動的地質(zhì)年代之間具有密切的關(guān)系，使得全球地?zé)豳Y源的分布呈現(xiàn)出明顯的規(guī)律性。　　我國地?zé)豳Y源類型多樣，分布廣泛，開發(fā)利用歷史悠久，開發(fā)程度相對較高。政府歷來重視地?zé)豳Y源的勘查、研究和開發(fā)利用，已投人大量資金，形成了滇藏、華北及東南沿海三個重點(diǎn)勘查、開發(fā)片區(qū)，取得了許多成果，有力地推動了全國地?zé)豳Y源開發(fā)利用的深化和發(fā)展。然而，對于我國豐富的地?zé)豳Y源總量而言，目前經(jīng)國家正規(guī)勘查評價的地?zé)釁^(qū)僅為其中的一小部分，勘查程度明顯偏低，勘查利用率還不到1％，而且地?zé)嵩谀茉唇Y(jié)構(gòu)中的比例尚不足0.5％。制約地?zé)豳Y源勘查、開發(fā)與利用的主要因素包括三個方面：一是我國正處于發(fā)展階段，經(jīng)濟(jì)實(shí)力還欠發(fā)達(dá)，加之改革開放時間不長，資金支持基本上來源于國家；二是對地?zé)岬幕局R掌握不夠，開發(fā)成功率較低，經(jīng)濟(jì)、技術(shù)風(fēng)險太大；三是行政管理部門缺乏相應(yīng)科學(xué)規(guī)劃及技術(shù)成果作支撐。隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的飛速發(fā)展以及市場經(jīng)濟(jì)的不斷完善，在相關(guān)政策法規(guī)的引導(dǎo)、激勵下，除了國家將加大公益性投入力度外，地方政府和個體開發(fā)商也將擁有更大和更多的機(jī)遇，資金問題已不太突出，寶貴的地?zé)豳Y源有望為人類發(fā)揮出更大的作用。一部系統(tǒng)總結(jié)地?zé)峄A(chǔ)知識的書籍有望對提高地?zé)峥辈?、開發(fā)水平起到一定的促進(jìn)作用，尤其是在前期地?zé)岙惓Ｕ撟C和后期科學(xué)管理兩個方面，本書編著的主要目的和意義即在于此。

內(nèi)容概要

　　《地?zé)釋W(xué)基礎(chǔ)》共6章，系統(tǒng)闡述了地溫場與大地?zé)崃鳌⒌責(zé)嵩?、地?zé)岙惓！?地?zé)嵯到y(tǒng)類型等基本概念；論述了大地?zé)崃鞯臏y試原理、巖石熱導(dǎo)率和地溫梯度的測試與確定方法，巖石熱導(dǎo)率與孔隙度的關(guān)系，地?zé)嵩吹念愋?，地?zé)岙惓５谋憩F(xiàn)形式；詳細(xì)推導(dǎo)出地?zé)醾鲗?dǎo)與對流的控制方程，給出所涉及參數(shù)的意義和經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)；總結(jié)了地球化學(xué)溫標(biāo)計算熱儲溫度、利用鉆孔測溫確定地溫的方法；探索出用鉆井液溫度計算地溫梯度的函數(shù)式；闡述了地?zé)崮Ｐ脱芯亢偷責(zé)豳Y源評價的具體方法；介紹了地?zé)豳Y源分布特征以及地?zé)岬刭|(zhì)調(diào)查、遙感地?zé)峒夹g(shù)、地球物理勘探和地?zé)徙@探等地?zé)峥碧椒椒??！兜責(zé)釋W(xué)基礎(chǔ)》旨在幫助讀者能夠運(yùn)用這些知識科學(xué)地布孔打井、管理地?zé)崽?，從而解決好生產(chǎn)實(shí)踐中常見的難題?！　　兜?zé)釋W(xué)基礎(chǔ)》可供從事地?zé)峥辈?、開發(fā)的工程技術(shù)人員，理論研究學(xué)者，大專院校相關(guān)專業(yè)學(xué)生、研究生和地?zé)豳Y源管理者等參考和使用。

書籍目錄

前言主要符號表第1章　緒論1.1　地?zé)崂矛F(xiàn)狀1.1.1　地?zé)犭姛岬闹苯永?.1.2　地?zé)岚l(fā)電1.2　編寫地?zé)釋W(xué)基礎(chǔ)的意義第2章　地?zé)峄A(chǔ)知識2.1　電溫場與大地?zé)崃?.2　地?zé)嵩?.3　電熱異常2.3.1　地電表異常2.3.2　物理異常2.3.3　其他異常2.4　電熱系統(tǒng)2.4.1　根據(jù)地質(zhì)環(huán)境和熱量傳遞方式分類2.4.2　根據(jù)地下熱能的賦存形式分類2.5　電熱傳導(dǎo)與對流2.5.1　地?zé)醾鲗?dǎo)2.5.2　地?zé)釋α鞯?章　地?zé)崤袦胤椒?.1　電熱溫標(biāo)3.1.1　二氧化硅地?zé)釡貥?biāo)3.1.2　鈉鉀地?zé)釡貥?biāo)3.1.3　鉀鎂地?zé)釡貥?biāo)3.1.4　鈉鉀鈣地?zé)釡貥?biāo)3.1.5 硫酸鹽-氧同位素地?zé)釡貥?biāo)3.1.6　氣體地?zé)釡貥?biāo)3.1.7　同位素地?zé)釡貥?biāo)3.1.8　混合溫標(biāo)3.2　鉆孔實(shí)測溫度確定地溫3.2.1　Lachenbrlach和Hrewer法（1959）3.2.2　Albright法（1976）3.2.3　Barelli和Palama法（1981）3.3　以鉆井液溫度預(yù)測地溫3.4　簡易估算地溫梯度的實(shí)用方法第4章　地?zé)崮Ｐ?.1　概念模型4.2　簡單解析模型4.2.1　無限承壓水平熱儲的單井開采模型4.2.2　無限承壓水平熱儲的多井開采模型4.2.3　無限帶狀承壓熱儲單井開采模型4.2.4　有越流的承壓熱儲開采模型4.3　集中參數(shù)模型4.4　分布參數(shù)模型4.5　模型實(shí)例——昆明低溫地?zé)崽?.5.1　地質(zhì)背景4.5.2　地?zé)崽镄纬蓷l件4.5.3　概念模型4.5.4　集中參數(shù)模型4.5.5　分布參數(shù)模型第5章　地?zé)豳Y源分布與評價5.1　地?zé)豳Y源分布特征5.1.1　全球地?zé)岱植家?guī)律5.1.2　中國地?zé)豳Y源分布規(guī)律5.2　地?zé)豳Y源評價概論5.3　熱儲中各地?zé)彷d體的比重5.3.1　熱儲流體保持為水液5.3.2　熱儲流體從水液變?yōu)檎羝?.3.3　熱儲流體保持為蒸汽5.4　地?zé)豳Y源評價方法5.4.1　地表熱流量法5.4.2　體積法5.4.3　不確定參數(shù)的處理——隨機(jī)模擬法5.5　地?zé)醿α糠旨壟c計算原則5.5.1　地?zé)醿α糠旨?.5.2　地?zé)醿α坑嬎阍瓌t第6章　地?zé)峥辈?.1　地面調(diào)查6.1.1　調(diào)查內(nèi)容6.1.2　地?zé)岬刭|(zhì)測繪6.1.3　地球化學(xué)調(diào)查6.2　遙感地?zé)峒夹g(shù)6.2.1　地?zé)徇b感勘探發(fā)展歷史6.2.2　地?zé)徇b感應(yīng)用基礎(chǔ)原理6.2.3　地?zé)徇b感應(yīng)用實(shí)例6.3　地球物理勘探6.3.1　方法概述6.3.2　物探方法在地?zé)豳Y源勘查中的應(yīng)用6.3.3　物探新方法在地?zé)豳Y源勘查中的應(yīng)用實(shí)例6.3.4　地球物理測井6.4　地?zé)徙@探6.4.1　鉆井裝備配置6.4.2　鉆井結(jié)構(gòu)和鉆柱結(jié)構(gòu)6.4.3　鉆井技術(shù)工藝6.4.4　鉆井液6.4.5　成井技術(shù)6.4.6　欠平衡鉆井技術(shù)簡介6.4.7　地?zé)峋丶夹g(shù)簡介參考文獻(xiàn)彩圖

章節(jié)摘錄

　　第1章　緒論　　地球是一個龐大的熱庫，其內(nèi)部所蘊(yùn)含的熱能即地?zé)峒s為世界上油氣資源能量的5萬倍。據(jù)估算，僅地殼淺部5km內(nèi)儲存的天然熱量就達(dá)14．2×1023 kJ，相當(dāng)于標(biāo)準(zhǔn)煤5000億t。這些熱能在溫度差的驅(qū)動下，從地球深部源源不斷地涌向遼闊的地球表面，以大地?zé)崃鞯男问较⒃诖髿馊退χ?。其熱流總量巨大，約為1．4×1021J／a，相當(dāng)于20世紀(jì)70年代末全球煤、石油、天然氣總耗量的3～4倍，若以每天傳出的熱量計，數(shù)值上近似于目前人類平均每天所使用能量的2．5倍[1]?！　?jù)歷史文獻(xiàn)記載，人類利用地?zé)豳Y源距今已有近三千年的歷史，最初是從溫泉洗浴療疾開始，隨后逐漸發(fā)展到應(yīng)用地?zé)崴膳?、發(fā)電，蒸汽加工食物，提取地?zé)崴辛?、堿、硼砂等礦產(chǎn)資源，提取熱鹵水中溴、碘、鉀鹽、銨鹽等工業(yè)原料。地?zé)豳Y源的大規(guī)模開發(fā)始于1812年意大利人在拉德瑞羅提取硼酸。1904年，意大利人科恩迪第一次將地下噴出的蒸汽作動力，牽引734W的汽輪發(fā)電機(jī)，點(diǎn)亮第一盞地?zé)犭姛簦A(yù)示著利用地?zé)岚l(fā)電的開始，開創(chuàng)了人類利用地?zé)岚l(fā)電的新紀(jì)元。1943年冰島人開始用地?zé)徇M(jìn)行系統(tǒng)性采暖。目前，隨著人類社會的發(fā)展，科學(xué)的進(jìn)步，對地?zé)豳Y源的利用越來越廣泛。

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