文摘

我们利用地热单元的概念,广泛用于热液和EGS系统,提出一种创新的方法来评估geopressured-geothermal资源发生在陆源单位沉积盆地。电力trigeneration Geopressured-geothermal系统是一个非常规资源开发三种形式的能量从碳氢化合物,热液流体和水源超压。本文的目的是成为一个实用的分析框架为系统集成所需的相关数据来评估geopressured-geothermal资源。为了这个目的,也在方法中实现创新的参数。识别潜在的最终结果是,有利地图领域需要进一步调查的评价geopressured-geothermal潜力。我们应用方法论foredeep-foreland域亚平宁山脉冲断带的阿布鲁佐地区(意大利中部)。我们分析了数以百计的深部油气水井为了创建三维地质和thermo-fluid地区尺度上的动态模型以及获取信息的压力机制和化学系统。最后单元映射为阿布鲁佐的案例研究是第一次尝试排名这些非常规的地热资源在一个地区历史探索和利用主要用于碳氢化合物。

1。介绍

地热勘探是一个复杂、费时和昂贵的活动。集成地质、地球化学和地球物理资料可以加快勘探阶段。很少引用研究关于geopressured-geothermal评估在区域范围内的可用资源,近期工业利益增加。

我们提出一个新的方法来评估单元geopressured-geothermal系统发生在沉积盆地中陆源单位。目的是推动有效勘探最有前途的整个系统的数据集成领域。地热的框架内研究了意大利南部的阿特拉斯项目1]。

Geopressured-geothermal系统(以下也称为“高压”)是一个非常规资源trigeneration力量。他们利用三种形式的能量(2]:(i)化学能量的燃烧碳氢化合物,从热液流体(ii)热能,动能(iii)从源头超压异常高压层的政权。这个资源特别感兴趣的是由于的可能性提高工业经济可行性的地热项目或不经济的/耗尽油气水井。

美国专注于高压系统从1970年代到1990年代最重要的工业和生产高压型系统的广泛知识墨西哥湾的(例如,3,4])。这样的工业利益最近更新项目旨在展示他们的商业可行性,在路易斯安那州(5]。在欧洲方面,匈牙利发展高压型项目(6]在热电联产电厂直接使用地热和甲烷溶解在操作。作品描述了高压系统的评估的潜在因素(例如,7),主要是针对墨西哥湾。意大利也参与一些工作,例如Alimonti和Gnoni [8热回收)提出了一个研究从废弃的油井在波河平原知名高压型字段(意大利北部)。

在最近的科学文献,在地热喜好概念被广泛提出为了研究地热系统,专注于热液和增强型地热系统(EGS)。已有多种方法被利用以定量整合不同来源的数据,在GIS环境中(通常在信息组织层9- - - - - -18]。,有利在于识别潜在的半定量的数据集成领域需要进一步调查的评价地热潜力。

我们的方法是基于证据的集成层指数叠加。数据分析指数叠加方法被广泛提出了文学(例如,9,16])评估的其他类型的地热系统。我们提供了一个新的工具来评估高压型资源,认为特定的潜在因素。我们应用方法论foredeep-foreland域亚平宁山脉冲断带的阿布鲁佐地区(意大利中部)。这是第一个试图评估高压型系统在意大利的区域范围内。喜好地图是为了评估高压型计算资源,将适用于电力生产。

阿布鲁佐案例研究也很重要由于开发地热项目的可能性在一个地区属于亚得里亚海石油省(19- - - - - -21)和天然气(甲烷)易发区域,以低地温梯度。

我们分析了数以百计的深部油气水井,进行地质建模和耦合thermo-fluid动态数值模拟。信息系统的压力机制和化学也获得。最后欢迎阿布鲁佐地区的地图是计算提供了一个排名最潜在的领域。

曾经描述的一般方法,本文侧重于应用程序在阿布鲁佐测试网站为了更好地解释各个步骤的方法。最后,获得的地图进行了分析和讨论。

2。Geopressured-Geothermal系统:先进的和潜在的因素

geopressured-geothermal系统是由一个热液储层孔隙压力高于静水参考和包含溶解气体碳氢化合物。第一个利用这个资源是1966年提交的专利申请(22]。能源来源于trigeneration异常地层压力,溶解的发生甲烷和流体的热量转移。由于各种技术问题(例如,开发的可持续性),高压系统仍然被认为是非常规的,即,要求技术的发展。图1显示了典型的流程图为trigeneration休斯提出的(23]。

文学包含了一些研究的探索这个资源在全球范围内(例如,24])和一些作品相关的代表大会,在美国,和技术报告(例如,7,25- - - - - -28])。研究最多的高压系统位于墨西哥湾的陆上,尤其是在德克萨斯州和路易斯安那州。在美国,1970年代石油危机后,美国能源部(能源部)资助的两个重要研究项目(27]。许多废弃的油气水井测试,新井钻在未来的地区。最重要的生产井是“愉快的河口2”坐落在德克萨斯州,一个测试网站的技术可行性电力生产证明(29日]。

伴随发生的水热资源和碳氢化合物,在异常压力政权,使高压系统特定的起源到特定的地质环境。玩的概念(30.- - - - - -32单元)是最重要的评估。

最适合扮演主要是相关的,但不是有限的,碎屑沉积环境。虽然沉积盆地中通常不适合高温水热资源,其地质特征有利于地层超压的发生和碳氢化合物的积累。

表1总结了高压系统的表征的主要潜在因素等。

在沉积盆地环境中,压实不均衡是主要的过程,会导致毛孔(或形成)超压,这是与沉降、埋葬,沉积物的压实。超压梯度成正比的沉积率和渗透率(成反比33]。这些盆地的行业经验的快速沉积夹层之间的粘土和砂青睐。其他进程影响压力的形成是盐水的热膨胀,碳氢化合物的出现,和构造33,34]。

劳克斯et al。3]墨西哥湾高压系统分为三个主要压力制度:(i)静水,(2)“软”高压型,(iii)“硬”高压型。后者,与梯度高于0.7 psi /英尺(15.83条/ 100)和电阻率的变化,也表现为增加的热梯度。作者有关这个观察热导率的减少由于高孔隙度、理论提出后,刘易斯和玫瑰(35),给定一个恒定热流。

沉积过程的底层这样的高压型沉积盆地也促进气态的碳氢化合物,主要是甲烷,它发生在溶解气体的形成卤水或也是“免费”exsolved气体饱和条件。连续埋葬大量的有机物是碳氢化合物的形成的关键。在高压系统中,甲烷的利用主要是在热液流体解决方案,和气/水比和甲烷溶解度是根本。P / T和流体的盐度条件强烈影响甲烷的溶解度;即。,the amount of exploitable gas for a certain flow rate of the fluid. The methane solubility is directly proportional to the pressure and temperature and inversely proportional to the salinity of the fluid [36]。

地热勘探,特别是对电力生产,搜索最热门的水热资源和地热梯度最高。在高压系统中,地质条件通常high-geothermal梯度促进他们的发展是不利的,比如在火山或侵入地热。例如,快速沉积环境与热梯度下降有关。热体制是,然而,一个基本因素推导高压型资源的经济价值,因为在trigeneration热能中起着重要的作用。

渗透率是另一个关键因素。在高压系统中,岩性和主渗透率扮演重要角色,描述(i)的粘土海豹,低渗透,有利于超压机制的发展,和(2)生产的间隔,通常在桑迪的形成。结构设置是这样的系统进化的一个关键因素,例如,描述渗透的可能性和nonpermeable断层以及增长的缺点。

3所示。方法

GIS空间分析地热潜在的或有利的区域映射之后已广泛应用不同的方法来加快勘探阶段(9- - - - - -18,37,38]。

在丰富的数据可用性的情况下,空间层在GIS环境中可以治疗的基础上统计估计。否则,处理层可以依靠专家的知识。第一个病例是被称为数据驱动方法,而第二个被称为知识的方法(39]。

在很多情况下,信息就无法进行概率分析。因此,我们应用知识的方法使用索引覆盖(IO)技术结合地质、地球物理和地球化学信息。IO是一个简单的线性集成不同的空间信息和灵活的方法确保共同的价值尺度。生成的地图获得(1),是为每个像素单元,的重量是地图,的分数是类的地图(39]:

工作流设置单元计算的地图被组织成三个阶段,如图2。它始于一个初步地质的剧本分析。事实上,方法侧重于沉积盆地戏剧和陆源应该选择相应的研究领域。

第二阶段的计算需要收集和处理地质、测井、地球化学和地球物理数据集。以下主题输入正确设置:(i ii)的顶部和底深度geopressured-geothermal水库,(3)顶部和盆地沉积,深度(iv)等深线的目标温度,(第5)在地球表面温度和顶部的地下室的水库,(七)数字高程模型。(八)地层压力,液体和气体地球化学(第九)。

主题的输入组合通过GIS空间分析工具来获得证据的层。

层的证据的主要潜在的空间表示参数描述的部分2。方法包括以下层:(i)有效的高压型水库,(ii)热体制,(3)政权的压力,(iv)沉积厚度,以及地球化学(v)。

五层的证据结合起来形成高压型系统的最后单元映射结果的最后阶段的工作流程。层又得分和加权指数叠加方法((后1))。每一层的证据的分类识别五个范围由得分值(类)。类从1到5分,“非常低”(不那么有利区)“非常高”(最有前途的领域),分别。为了结合层的证据,都是加权值的总和等于1(表2)。权重、类和分数设置基于陆源沉积盆地的一般特征。

在这个工作中,所有的计算进行开源Quantum GIS环境利用传奇和草GIS工具(40]。结合地图的分辨率是相同的,每一层的网格节点重叠。

3.1。有效Geopressured-Geothermal水库

有效储层的概念最初提出Trumpy et al。9为热液碳酸盐传统系统。这里,我们改编的想法“有效”水库为了发展一个新的概念在沉积盆地中高压系统:geopressured-geothermal有效储层。这一层的证据仅旨在评估这部分高压型水库的温度适合地热开发。摘要90°C的阈值设置为目标,考虑到传统的电力生产工厂的技术。阈值温度选择相应的勘探的目的(例如,电力生产,直接使用的热量)。基本上,我们的想法是无视这些领域比阈值温度冷的水库。层计算通过一层90°C的深度交叉等温线和储层的基础。等温线的更深的水库,即。,no effective reservoir occurs, the corresponding areas are neglected from the computation and considered as not favourable. Conversely, if the 90°C isotherm rests above the base, an effective reservoir is identified and the depth of the top is recorded in this layer of evidence. The result is a grid layer of a ranked depth of the top of the effective geopressured-geothermal reservoir.

排名类(得分,S)与钻孔的深度以达到有效储层的顶部:浅,越有利。极限的值(表的选择2关于地热钻探)是出于经济考虑,基于全球研究[41,42]。例如,最低的类是钻井深度超过4500米。有效的高压型储层是层最高的体重指数叠加微积分最后映射值为0.4 1。

这个概念是正确见分段6.1,利用研究区三维地质模型。

3.2。热体制

证据图层命名为热体制包括信息相关的地下热状态的变化。在我们的研究中,热体制是参数化的热梯度(见表2)。因此,较高的热梯度意味着浅高温。

计算热梯度的方法取决于可用的数据集。热梯度名列表中给出的范围2,而这一层的权重分配的证据是0.1×1。

3.3。压力的政权

我们建议生产压力梯度的地图通过地质统计分析的压力数据(例如,钻蒸汽测试)以及井。建设这一层的证据需要细致的数据分析由于垂直和水平地压力条件的变化。由于这个原因,我们针对高压型区间的梯度计算:超压越大,越有利。

类的限制(见表2)部分是基于静压(1类),软(3日),劳克斯提出的困难(4)高压型政权et al。3]。我们也使用了“光”类(2)和最优惠的类(5)值大于18.82条/ 100,即“near-lithostatic”类。政权的压力,起着非常重要的作用在单元计算,重量0.3 1。

3.4。镀层厚度

沉积厚度考虑压实不均衡的作用对超压的成因机制。的重要性更大的(有效的)水库厚度会影响资源的质量而言,不仅压力,但同样的温度。事实上,假设热梯度不是由纯对流,更高的温度可以达到在更大的深度。

这一层的证据是通过简单的分类研究了盆地的沉积的厚度。类(表2)是基于知识的考虑与全球盆地沉积物的厚度有关。重量是0.1×1。

3.5。地球化学

决定专注于陆源沉积盆地中是由可能的假设,即他们在甲烷形成水饱和。这一层的证据是针对研究区排名根据CH的发生的证据₄在水库。由于CH的垂直和水平的变化₄内容,这一层的空间映射是极其困难的。

分数只是分类根据CH的事件或不明确的迹象₄饱和及过饱和的水,分别为5和1类(见表2)。层的重量的证据是0.1。

4所示。地质构造设置东部的阿布鲁佐(意大利)

研究区位于说意大利亚平宁山脉(插图图的部门3(一个)),它经历了几个变形事件应对新第三纪晚期构造融合欧洲和非洲板块。露头构造单元(图3(一个))源自两浅水变形石灰岩(碳酸盐岩台地域)和深水碳酸盐岩沉积(斜率和远洋盆地域)滇池流域南部Neotethyan被动陆缘([43)和引用)。很晚Messinian以来,这些结果表明受eastward-directed褶皱和推导致,最初,增长的主要亚平宁脊(格兰萨索和Majella),后来(Pliocene-Early更新世晚期)的亚平宁山脉和peri-Adriatic山麓43- - - - - -52]。

收缩变形(53- - - - - -55]堆亚平宁山脉的推力单位到亚得里亚海前陆(Triassic-Early中新世)一直与整体依次区域传播模型(44,56,57)(图3 (b))。从Pliocene-Early更新世末期,西方连锁阿布鲁佐地区是受张性构造政权负责正常的铰接系统故障的形成(58,59)和第四纪陆相盆地(图有关3(一个))。

研究区(图3)还包括Neogene-Quaternary阿布鲁佐前渊和邻亚得里亚海前陆60- - - - - -62年]。从结构的角度来看,前渊可以细分为两个部门。西方企业的特征是露头的syn-orogenic turbiditic继承上层Laga (Messinian后期)的替补,塞利诺(Zanclean)的形成。东部产业为主,在表面,由粘土造山运动晚期书架,向上发展沿海砂上新世更新世末的年龄(Mutignano调频(63年,64年])。

东部前渊部门主动变形特征,早更新世时期以来经历向东逆掩断层作用高于亚得里亚海前陆(65年,66年]。仪器地震和井眼皮疹(图3(一个))显示附近水平WSW-ENE挤压变形、平均表现为较低的地震预算(~ 0.3毫米/年)67年]。

低上新世继任的替补(塞利诺调频和当量)尤为重要,对于我们的研究,因为它是可能超压的目标。其地层范围跨度从Sphaeroidinellopsis sp.g . puncticulata生物带(64年,68年]。其继任厚达2公里,由几个交替的胶结砂体和厚厚的泥质单元。总的来说,这种继承是夹在之间post-evaporitic泥质岩的最顶层Laga调频和厚的粘土包低Mutignano调频。

推力和折叠,影响Laga的替补,塞利诺存款,都记录在阿布鲁佐periadriatic的地下区域。两个主要埋结构趋势定义在文献中,称为“Bellante-Cellino结构”(BCS)和“沿海背斜”(CoS),从西向东(图3(一个);(46,60- - - - - -62年,69年])。BCS,因为上层上新世之间沉积楔达到最大厚度2000米和折叠。更新世继承E-dipping只有轻微变形,角度单斜层。东的前缘亚平宁山脉的外推力,亚得里亚海前陆的特点是一个west-dipping角度区域单斜层,受到轻微影响正常的断层,由于弯曲撤退,Plio-Pleistocene的硅质碎屑的继承是顺从地高于Mezo-Cenozoic碳酸盐(70年]。

阿布鲁佐地区的foredeep-foreland系统属于亚得里亚海石油省(19- - - - - -21],许多探索戏剧和生产石油和天然气领域一直在操作。不同的戏剧发生在硅质碎屑的盆地和碳酸盐岩台地系统。气田存在于Plio-Pleistocene turbiditic序列信道或深海扇存款(19,69年]。

关于地热资源,研究区域的地质条件不支持高温系统的开发。Mezo-Cenozoic碳酸盐代表对地区级的核水库水热资源。意大利的热流图德拉Vedova et al。71年]显示值的范围主要在40 - 50 mW / m²在研究区,东南近海部分积极的异常(80 mW / m²)。预计这一模式在经历一个非常高的沉降速度。地温梯度值的范围30 - 40°C /公里的陆上地区,如意大利地热排名所示由Cataldi et al。72年]。

5。阿布鲁佐的案例研究的数据来源

阿布鲁佐的喜好geopressured-geothermal系统的计算是基于一个大型数据集的关键评论。大约200的主要重点是分析深层油气水井,从意大利国家地热数据库中提取(BDNG) [73年]。对于每个我们聚集,从BDNG,相关详细信息表标题(例如,好名字,坐标),流体地球化学、温度、地层测试、岩性、地层和年龄,钻井(例如,偏差),发生地层流体(水、碳氢化合物)。

我们也检查了原始主日志,意大利经济发展部提供的(74年),以支持额外的分析所选井,如化的地层信息,从地层压力测量的有效性的评估测试(如第二部分所述)。

在日志和科学文献的数据,我们进行了地质模型和耦合thermo-fluid动态数值模拟提供可靠的温度分布在深度。事实上,我们用作建筑层的证据都输入测量数据和模拟数据。

5.1。地质数据和建模

我们重建的基础上新世前渊存款(以下简称英国石油)研究区域利用和集成数据集从文学(图4)和上述BDNG。这涉及到确定的最低位置的基础上新世前渊存款,无视当地席间构造片可能堆积和增厚前渊。这些特定的设置尤其调查在北部阿布鲁佐(离岸)和南部的阿布鲁佐(陆上)部门。在前,压缩变形也影响了前渊存款(见横截面图3 (b))的早上新世到早更新世(从西向东)。在后者,小片的莫利塞移置单位一直夹在中下上新世存款(75年]。在这两种情况下,最低的联系人(包括地层、构造)被认为是。

我们首先提取信息从地层学BP的深度报道在水井钻探石油勘探74年)和组织在BDNG(图4(一))。超过180井显然被发现拦截这个级别。报告的大多数(约170)较低的地层接触上新世滇池流域(符合或不整合)以上条款属于不同盆地北部(部门)或slope-to-basin和平台(南部地区)沉积区。

在重建中,我们还考虑等深线的英国石油公司已经在文献中报道。不同的研究被认为是在西北和东南近海地区。在西北部地区,因为没有明显地超过了英国石油公司在前渊depocentral地区,我们只采用了等深线报道中国北车(76年),如图4 (b)。在东南近海,我们综合报告的等深线与Argnani et al。77年)(图4 (c))可用的等时线转换成等深线使用公布的平均速度为上新世和更新世单位(例如,(44])。最近的解释M13-14作物地震线(78年穿过亚得里亚海离岸],也被认为是(部分跟踪图4(一))。

我们实现我们的最终目标将所有数据转换成特征数据集(点线)为了处理它们到一个共同的地理坐标框架在GIS环境中。最后,我们综合所有收集到的数据,转换成点特性,通过逆距离加权插值(IDW)方法,使用本地所代表的障碍主要大地构造研究报道领域和/或从井下地层的横向不连续观察的假设。

3 d表面获得了拥有1000像素的分辨率和基地的新地图所示上新世的阿布鲁佐外部门(图4 (d))。

5.2。压力数据

压力条件periadriatic FTB-foredeep-foreland系统是众所周知的,尤其是在北方。卡林和达伊内利79年)综述了压力好数据来定义亚得里亚海的各种压力系统前渊。异常压力政权主要发生在上新世盆地存款,而底层碳酸盐主要是在静水条件下。作者定义三个地区Plio-Pleistocene继任的压力,从最里面的:(i)内在推力,(2)变形前,(3)未变形的前渊。压实不均衡的主要原因是超压,再加上一个小构造的贡献。高压层的顶部区域对应于更新世的基础,导致我们目标上新世盆地沉积温度还强调了的分析。我们的研究区域是只有部分被卡林和达伊内利79年在他们的分析。因此,仔细分析的压力数据执行这里为了估计压力梯度沿井和获得一阶信息可用压力条件。

数据集是由数以百计的钻杆测试(数据)和一些重复地层测试(rft)。每个测试与测量等附加信息描述(MD)和真正的垂直(TVD)深度、岩性、地层、流体类型,测量压力,最重要的是所有的阶段测试的持续时间。事实上,我们认为是稳定压力测量后关井时间大于流动时期。测试分组根据地质单元测试属于Mezo-Cenozoic碳酸盐或Plio-Pleistocene盆地沉积。

在图5总结了完整的数据集,深度和压力。压力数据绘制和分类的基础上的地质单元。主要分析了静水压力条件的碳酸盐地下室以及更新世沉积物,而异常压力政权发生在上新世存款,在某些情况下接近地面条件(时代指GSA规模v4.0从[80年])。

一个压力梯度估计为每个在上新世的目标区间。我们首先选择那些井与多个压力值在上新世继承为了计算线性回归的压力梯度。在某些行业,只有一个压力值可用在上新世继承哦,我们推断压强上新世的顶部表面假设静压政权的上覆更新世存款。我们还考虑六个压力资料卡林和达伊内利(79年)的总量24深层油气水井适合压力制度的研究在上新世。

表3总结了主要的信息压力数据显示井的位置(参见ID)和压力机制图6。

5.3。热数据和建模

为了评估研究区域的区域热结构,我们解决了地热传热传质数学模型。

井底温度(二叔丁基对甲酚),以深层油气勘探井,被用作控制点为了比较计算结果与钻孔数据(图7 (b))。由于热影响钻井之前为了正确评估数据(二叔丁基对甲酚81年,82年]。尽管纠正二叔丁基对甲酚的平均误差±10%的订单,他们适合突出主要区域热结构。

集的偏微分方程描述的原则质量守恒,动量和能量通过有限元法近似COMSOL稳定的物理环境(83年,84年]。数字域内的稳态解评估130×100×20公里³占整个区域的热结构Abruzzo-Molise外部门。四面体网格计数> 3.6·10⁶节点和四面体边缘的长度不同的最低100最高1000,允许数值网格边界表面的空间变化。区域流体循环发生在透水Mezo-Cenozoic碳酸盐单位,和地质框架,在东部阿布鲁佐的Plio-Pleistocene前渊存款作为盖层的根深蒂固的低温热液系统,几乎在整个调查区域。亚平宁山脉的链中的碳酸盐单位露头代表地区储层的主要补给区。

几何模型考虑三个主要lithothermal单位,从上到下:(i)不透水沉积盖层单元作为盖层,(ii)地质构造上增厚碳酸盐单位托管的主要地区水库,和(3)地下室单位。每个lithothermal单元是由不同的岩石和类似的热力和水力特性。岩石被视为向下均匀和各向异性多孔材料。混合法进行估计的有效热力和水力特性rock-fluid系统占原位条件(85年]。在封面和地下室域,一个纯粹的导电热传输,在碳酸盐岩储层,区域水力梯度和热对流影响质量和能量传输的温度分布。水库的埋上和基底边界设置的流体流动,只允许导电传热。

占补给区,我们应用一个应力边界条件,储层单位作物(图7(一))。水库是假定为完全饱和,这些边界的压力设置为等于淡水头计算参考水密度为1000公斤/米³和海平面作为基准。对于上、下热边界,我们定义了年平均土壤温度和特定的等温线20公里深度,分别。的垂直边界数值领域不允许水平流动的流体和热。

测量和模拟之间的适合温度达到350°C的基底温度和平均地区碳酸盐岩储层的渗透率1.6·10^-16年米²。

观察到的地热梯度跨越从20到50°C /公里,平均值是28°C /公里。最高和最低值出现在热平流的山区地带,由区域地下水流动控制,修改导电热结构。对研究区域的热结构,我们计算的深度(a.s.l) 90°C等温线(也称为 )。等深线显示两个最小值( )在西南角落的上升流区分开( )。在大陆,远离碳酸露头,稳定在2.5 - -2.7公里,加深对离岸部门3 - 3.4公里。

热和地质模型的基础上,的行业上新世存款的基础之上表示目标区域(图7(一))。

5.4。地球化学

在我们的案例中,对流体地球化学分析取样井被用来分析已知methane-prospective地区(对应于构造元素),而地质统计分析是不可能的。

Minissale et al。86年,87年明确定义的多个源的气体放电表现在意大利中部。沿横断面穿越亚平宁山脉的北部,内链主要特点是公司的一部分₂丰富的排放,而CH₄丰富的排放是主要的外沿亚得里亚海海岸亚平宁山脉的一部分,研究区位置。CH的来源₄在亚得里亚海部门有关的沉积过程Periadriatic前渊。事实上,意大利是一个天然气(甲烷)易发区域,严格的形成和积累相关的构造沉积演化和特定的区域。

Mattavelli和Novelli88年)发现了一个狭窄的区域,对应于前渊亚平宁山脉的带的,77%的意大利天然气体被发现(图8)。在这里,同沉积构造、高效的浊积岩体系加上沉降,青睐天然气体的一代(捕获)。这个地区百分之八十二的天然气是生物,几乎纯和isotopically光CH₄与C₂(乙烷)和其他组件(< 0.5%)。作者发现强有力的证据原位生成的气体,通过细菌或成岩过程。气态碳氢化合物主要是存储在Plio-Pleistocene沉积物。

我们专注于气体化学取样流体的井。几个可用的主要离子化学分析水样与补充笔记的发生气体(通用)或碳氢化合物的气味。几个被加上化学分析的气体。

分析的气体采样Plio-Pleistocene存款显示CH₄总是高于97%,有限公司₂低于1%。此外,数万井记录exsolved气体Plio-Pleistocene间隔的痕迹。相同的底层碳酸盐分析显示低,高度可变数量的CH₄。这些气体采样应该与碳酸盐烃的目标。图8显示了与测量井CH₄以及那些exsolved气体的痕迹。

一个例子是由“蒙特贝洛di Bertona 1”中气体分析在陆源沉积物和碳酸盐继任的问题。气体采样在层间的页岩和沙子,上新世的年龄,由99%的CH₄,而在底层的碳酸盐,CH₄突然下降和有限公司₂增加到50%以上。

分析让我们假设地层水饱和及过饱和的甲烷,具有明显的扩散CH的存在₄Plio-Pleistocene存款,这是当地积累。表4总结了天然气分析。我们也计算了甲烷在水中溶解度通过实证方法,价格等。36],例如条件深度沿“小丘D ' oro 1”从一个测试在水中溶解气体。考虑660条3733米的地层压力,温度为90°C,和水的盐度为28.6 g / l,甲烷是每桶28.75自洽场的溶解度。我们计算的溶解度是接近的值报告墨西哥湾的高压系统27,36]。

6。层的证据

关于阿布鲁佐案例研究,在第一阶段,进行了初步分析,以确定评估的领域,那些严格相关沉积盆地戏剧的概念。研究区域对应于亚平宁山脉的foredeep-foreland域在阿布鲁佐冲断带。的目标是高压型资源承载Plio-Pleistocene硅质碎屑的继承。基本上,部门在90°C的深度等温线的基础之上上新世存款代表目标区域。

然后我们创建层的证据通过结合不同主题输入整个空间分析。这些层的证据是有利的因素和引用(参见相关细节部分3):(i)的有效geopressured-geothermal水库,(ii)热体制,(3)政权的压力,(iv)沉积厚度,(v)地球化学。

五层的证据被指数叠加组合单元生成最终的映射结果的最后阶段的工作流程。层的证据已经计算具有相同空间分辨率,1×1公里,每一层的网格节点重叠。

6.1。有效Geopressured-Geothermal水库

有效的概念geopressured-geothermal水库如图9,使用一个例子从3 d模型研究的区域。摘要90°C的阈值设置考虑到地热发电的目的。层是由应用一层90°C的深度交叉等温线和上新世的底面存款。排名的结果是一个网格层深度的有效geopressured-geothermal水库(图10)。

等温线的更深的底部上新世存款,即。,no effective reservoir occurs, the corresponding areas are neglected from the computation.

表中列出的排名类和重量2。

6.2。热体制

在我们的研究中,由热梯度热体制是参数化的。

热梯度计算从平均空气温度,不同地形高度的基础上,并使用层碳酸盐岩地层的顶部的温度。由光栅计算,我们得到一个平均气温为每个细胞从数字高程模型(DEM)层应用直减率为0.0065 (°C / m)和0.0045 (°C / m)为阳性(即。、海拔)和负(即。,below sea level) elevations, respectively [89年,90年]。进一步光栅计算然后使我们能够定义热梯度地图(图11)。热政权排名和权重如表所示2。

6.3。压力的政权

我们获得信息的压力通过区域地质统计分析油井的压力梯度计算到达上新世。统计分析显示,只有部分沿着趋势和坐标。经过各种努力,我们选择结果与通用克里格插值获得算法,保证最小均方根误差。生成的网格层如图12。

秩相关的超压发生在上新世沉积。

6.4。镀层厚度

这一层的证据是通过简单地分类盆地沉积物的厚度(即。从地面,上新世底部深度)使用光栅重新编码函数(图13)。表中列出的类和权重2。

6.5。地球化学

这一层的证据,阿布鲁佐的案例研究,本质上是基于排名的methane-prospective区域,对应于前渊域,提出Mattavelli和Novelli88年)(图14)。我们分配最高的类(5日),假设CH的发生₄在储层饱和及过饱和的水域。可用的地球化学数据集在液体取样井支持这个假设(见部分5。4)。数据不够完整计算地质统计分析。其余的部分区域,不包括在这个CH₄潜在领域,排名不利类(1)。

7所示。阿布鲁佐的喜好地图:结果与讨论

定量集成的数据使用指数叠加方法(见部分6)导致了受欢迎的地图geopressured-geothermal系统foredeep-foreland盆地的阿布鲁佐,如图15。

潜在因素在区域范围内的作用(表1)已经解决了五层的证据。高压层有效储层沉积环境考虑,温度,储层的深度,本质上岩性。压力和温度被认为是压力和热体制层的证据,分别。沉积厚度考虑沉积环境,沉积速率,水库的大小,和岩性。地球化学层提供的信息发生溶解气体碳氢化合物。

这一点值得澄清是否使用错误的渗透率指标。单元的主要限制其使用的计算的水力行为断层岩石的体积。错误可以作为渗透屏障或可以提高渗透率。在区域范围内,是不准确和可靠的分配一个有利的价值在一个故障跟踪。在当地(即。,exploration licence) or well scale, the detailed geophysical and geological studies allow the understanding of the hydraulic feature of a fault. We decided to disregard this contribution in our computation at regional scale, but we consider the structural setting a key information to be addressed during a local exploration project.

研究区主要是排名不低/中有利,但有一个例外对应于一个广泛的连续潜在领域的中心。最优惠的部门,排名第四类,扩展了不到1000公里²与海岸线平行运行-方向,离岸和在岸。第五类(非常有利)没有检索到。网格的细胞已经排名(从1日到5日类)是那些有效储层检测;否则,细胞不被认为是有利的。

我们最高的体重指数叠加计算分配给证据的有效储集层(0.4;见表2),因为它考虑(i)的最低温度要求的剥削,(2)金融因素与钻探目标的深度有关,和(3)的发生潜在的储层。自地下温度通常是接近或低于平均参考在研究区,大陆的深度的有效储层大多属于中等和较低的有利与分数3和2类,分别。这意味着,在最好的情况下,井应达到2.5 3公里深度利用90°C。

第二个最加权证据层(0.3;见表2)是政权的压力。我们的研究区域主要特点是高到非常高的优惠类(4和5的分数)和硬高压型梯度在上新世,本地接近地面参考。我们认为这一层的证据作为一个有用的一阶近似的压力区域。然而,由于数量少的压力数据,空间分析不能用于评估一个精确值深度的地层压力。正如预期的那样,最不正常的压力政权发生变形前近似平行的海岸。内部部门(向西)显示静水软高压型政权,而未变形的前渊(向东)显示软到硬高压型政权。我们分析的结果有很好的一致性的压力区域被卡林和达伊内利79年亚得里亚海北部行业的)。

尽管温度是嵌入在有效储层的概念,认为90°C等温线,我们包含了一层专门热体制相关的证据,重量为0.1 1。我们因此包括信息的发生积极的热异常。正如预期的那样,大多数的研究区域显示低的地温梯度值除了南部,属于第三类,更高的价值被发现。这里,深水升向地下水基础水平会影响导电热梯度在不透水的封面。

层沉积厚度相关的证据显示高值,第四类,只有在一个小部门位于变形沿北部沿海地区。分配的权重是一样的热状况,即。0.1 1。我们选择一个重量值低于有效储层和压力政权,因为这一层主要是相关的地质条件,可以间接支持的存在高压型资源和提供更少的直接信息,如可能的程度上水库的深度。我们强调,沉积厚度与沉积速率,但它也在研究地区受构造控制。

本研究的目的是评估高压型资源发生在陆源沉积盆地中,支持超压的产生,最重要的是普遍的溶解气体碳氢化合物。甲烷的重要性已经嵌入在这个重点。此外,我们假设有methane-saturated水域CH₄未来的区域(88年前渊域对应,适时分析后,分配类(5)最高。在我们的案例中,地球化学数据集太穷,相应等级的区域和指定的重量是0.1 1。

定量的过程可以提高排名的层关于地球化学证据(如甲烷在自由气体的比例,甲烷溶解度)利用地质统计学工具。

从实用的角度来看,地图可以被认为是限制直接数据以及深井是可用的。出于这个原因,我们提供最终的喜好地图加上井的位置。此外,进一步评估和利用高压型资源在研究区,它应该考虑优惠部分位于近海受限于技术(即使亚得里亚海的海底很浅)和非技术(例如,法律法规)障碍。

7.1。敏感性分析

为了验证结果的稳定性有利地图,我们的知识选择的可靠性,我们计算了灵敏度分析的输入变化的影响评估的结果。

确定的灵敏度分析是计算如下:(我)阿布鲁佐的喜好地图(图15)设置为参考的结果( )以及权重( )每一层的证据(2)第一层的重量的证据( )摄动范围在0.1 - -0.9,而同质分配剩下的重量其他层(权重之和等于1)。每一层的重复过程的证据。对于每一个场景,一个喜好地图( )计算了IO(见(1))。我们强调,每一层的类证据都等于参考场景(3)比例的变化输出( )计算每个场景的每个像素对参考地图(iv)重量的百分比变化( )每个场景的计算的参考权重( )(v)的敏感性每个场景计算像素的像素之间的比率百分比输出和权重的变化,如下:

结果在图进行了总结16。我们展示每一层的敏感性地图评估证据权重变化从0.1到0.9的步骤0.2。

之间的比较各种地图强调更大的敏感性对高压层有效储层的敏感性和压力机制层的证据。的主要变化敏感性指数模拟空间分布的压力制度,强调这一层的一个非常重要的角色。预计这种行为,因为最加权层,最大压力制度显示了空间变异性;相反,有效储层几乎是同质的。

相反,我们的参考地图有点敏感扰动热体制,地球化学、沉积厚度层,除了少数限制区域。特别是,该行业在西南角落的地图显示更大的敏感性。此响应对应一个区域接触的露头碳酸盐很高的热梯度模型。这个计算似乎是一个当地的人工制品,由于不透水覆盖的厚度很短,产生的热梯度是非常高的。

8。结论

本文的目的是成为一个实用的分析框架的系统集成相关数据评估geopressured-geothermal所需资源。描述的方法可以被认为是有效和适用的在全球范围内为整个过程是基于通用的陆源沉积盆地的特点,在阿布鲁佐进一步测试案例研究。

本研究的主要结果可以概括如下:(我)我们提出一种新颖的集成方法,旨在评估和高压型资源的映射,有利沉积盆地中。我们使用统一的权重和评分系统在GIS环境中,该指数叠加,分析各种潜在的参数。(2)我们确定了五层的证据描述所需的潜在因素评估这样的非常规资源:(i)的有效geopressured-geothermal水库,(ii)热体制,(3)政权的压力,(iv)沉积厚度,以及地球化学(v)。有效geopressured-geothermal水库是一个概念,可以帮助工业勘探。其最高的深度是一个关键参数,容易地图。(3)关于阿布鲁佐的案例研究中,地下的更新数据集数据组织和重要成果现在可用如三维地质模型、上新世存款,包括最新的基础和研究压力和热政权。(iv)最后单元映射为阿布鲁佐的案例研究是第一次尝试排名这些非常规的地热资源,该地区历史上被探索,利用碳氢化合物。为了提供一个定量估算工业项目所需的资源,详细的勘探活动在当地的规模(研究的凭许可证经营)。

数据可用性

(1)官方研究区域的地质地图可以在以下链接:(i)这里,2017。意大利,规模的地质地图1:100.000(表133、134、140、141、146,147148,152,153,154),史Superiore / la Protezione e la Ricerca Ambientale。http://193.206.192.231/carta_geologica_italia/default.htm;(2)这里,2017 b。意大利,规模的地质地图1:50.000,表339。史Superiore / la Protezione e la Ricerca Ambientale。http://www.isprambiente.gov.it/Media/carg/339_TERAMO/Foglio.html。(2)深层油气水井的主日志分析这项工作在ViDEPI项目网站。Visibilita一些意大利afferenti所有'attivita di esplorazione卡尔加利达蒂(能见度数据相关的油气勘探在意大利)。http://unmig.sviluppoeconomico.gov.it/videpi/pozzi/pozzi.asp。(3)深层烃数据被组织在以下数据库:Trumpy E。Manzella,。,2017年。Geothopica和交互式分析和可视化的意大利国家地热数据库更新,国际期刊《应用地球观测和地质信息,54岁,28-37。10.1016 / j.jag.2016.09.004。可以在:http://geothopica.igg.cnr.it/。(4)信息压力政权在亚得里亚海北部前渊是来自卡林,S。达伊内利,J。,1998年。亚得里亚海的压力机制和压力系统前渊(意大利)。:法律,B.E.,Ulmishek, G.F., Slavin, V.I. eds. Abnormal pressures in hydrocarbons environments. AAPG Memoir, 70, 145–160. (5) This work was carried out within the framework of the Geothermal Atlas of Southern Italy Project. Thematic maps produced in the frame of the Project are available athttp://atlante.igg.cnr.it/index.php/prodotti/mappe。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突有关的出版。

确认

这项工作的框架内进行了意大利南部的地热Atlas项目,由意大利国家研究委员会资助。项目旨在验证、定位和生成一个更新的阿特拉斯的地热资源用于生产意大利南部地区的地热能源。