地热流体地温计估算储层温度

地热流体地温计可以通过地热钻孔取样来研究估算储层温度， 每个地热温标都有一定的适用条件。 因此， 用地热温度计评价地下热储温度时， 必须考虑热田地质、 水文地质和地球化学条件， 同时还要考虑样品采集和分析化验过程， 一般认为地热温标主要用于高温热田的评价。 但是， 在有些情况下， 如果小于150 ℃的中低温热田能够符合地热温标所要求的条件， 特别是深部热水向上运移过程中基本符合热力学的“绝热过程”， 用地热温标评价中低温热储也是可以的。

在研究和开发利用地热田的过程中， 必须合理估算深部热储层的温度， 当前对热储层温度进行合理估算的方法主要有三种， 分别为直接测量法、 地球化学温标计算法和地温梯度推算法。 其中， 地热温标细分为两类: 矿物溶解度体现温度函数、 决定热水内溶解组分比例的反应取决于温度， 其主要通过相关组分比值来达到展现地热温标的效果， 典型的有Na-K-Ca、 Na-K 等。 大多数化学反应和同位素化学反应都可以用来当作地球化学温度计或简称地热温标来计算地下热储的温度。

在实践中， 只要把地热流体水样的化学组分浓度值代入相应的温标公式， 即能估算出相应地热流体的热储温度， 较之钻孔测温， 具有经济和快速等优点。 在地热资源的调查评价、 勘探开发和营运管理的全过程中， 地热温标起着非常重要的作用， 因此， 自1960 年Bodvarsson 提出半定量的二氧化硅地热温标以来， 10多年间迅速出现了许多种地热温标， 每一种地热温标都有好几种不同的表达式。目前广泛采用的地热温标有: 二氧化硅温标(Fournier， Mahon， 1966)， Na -K温标(White， 1965； Fournier， 1979)， Na - K - Ca 温标(Fournier， Truesdell，1973) 及硫酸盐—水系统中氧同位素温标， 即δ18 O (SO4 2- - H2O) (Lloyd，1968； Mckenzie， Truesdell， 1977)。 此外， 还有利用混合热水的化学组分浓度推求热储温度的公式和图解法: 如SiO2—焓计算公式和图解， 氯—焓图解等。 各类温标及其表达式的建立过程、 适用条件和误差改正等可参见有关文献。

水在离开热储之后， 在流向地表的过程中， 是否出现再平衡取决于相似的因素: 流速、 上升通道所经围岩的类型和反应性、 热储的初始温度、 可能产生的各种反应的热动力学特点等。 以不同的速率上升的水中， 可以产生不同的反应。 因此， 对不同的化学地热温标而言， 表现出的最后平衡温度基本上是不同的。(www.xing528.com)

利用地热流体温标可以用来估算热储温度， 但由于热储温度低、 上层冷水的混入等， 使得热水体系中的化学组分并未达到真正的水—岩平衡状态。 因此， 地热温标在实际使用中常常存在误差。 为了缩小估算误差， 本书将通过Na -K -Mg 三角图解析区域内地下水水—岩平衡状态， 在此基础上利用地球化学温标来估算研究区地下深部热储层温度。

利用地热水及气体中某些化学组分含量与温度的关系， 来估算热储温度。 其基本原理是， 深部热储中矿物与流体或不同流体之间已达到了平衡， 地热流体升流过程中， 到达地表后尽管温度明显下降， 而化学成为含量并未发生明显的变化。 因此， 可基于化学反应的平衡温度来估算热储的温度。

下面将通过阳离子比值温度计、 SiO2 地温计、 氯焓图解法和硅焓图解法等方法来具体研究并估算深部热储层的温度。