2025年地热地质考试试题及答案

2025年地热地质考试试题及答案一、单项选择题（每题1分，共20分。每题只有一个正确答案，请将正确选项字母填入括号内）1.在干热岩开发中，储层温度下限通常被界定为（）。A.120℃B.150℃C.180℃D.200℃答案：C2.下列哪一项不是增强型地热系统（EGS）的核心技术环节（）。A.水力压裂B.化学刺激C.井下换热器D.微震监测答案：C3.地温梯度突然增大的地段，最可能指示地下存在（）。A.逆断层B.隐伏岩体C.背斜构造D.向斜盆地答案：B4.氦同位素比值（3He/4He）大于1.1Ra时，通常认为地热流体受到（）显著贡献。A.大气降水B.壳源变质C.地幔脱气D.海水入侵答案：C5.在回灌试验中，示踪剂回收曲线出现“长尾”现象，最可能反映（）。A.双重孔隙效应B.井筒漏失C.热突破D.化学沉淀答案：A6.对于碳酸盐岩热储，注入CO2提高采收率的同时，还可实现（）。A.压裂增容B.化学封堵C.热交换增强D.地质封存答案：D7.下列测井曲线对识别高温蚀变带最敏感的是（）。A.自然伽马B.电阻率C.声波时差D.中子孔隙度答案：B8.地热井产能测试时，井口汽化率突然升高，首先应检查（）。A.井口阀门内漏B.回灌泵频率C.热交换器结垢D.储层压力衰减答案：A9.采用混合模型计算热储温度时，若石英温标结果高于玉髓温标，说明流体（）。A.快速上升B.与冷水的混合比高C.经历沸腾D.处于平衡状态答案：C10.在板块俯冲带，地热流体最常见的特征性气体组分为（）。A.N2‐ArB.CO2‐CH4C.H2‐H2SD.SO2‐HCl答案：B11.井下光纤DTS测温空间分辨率优于0.25m时，其核心技术是（）。A.拉曼散射B.瑞利散射C.布里渊散射D.荧光反射答案：A12.热储数值模拟中，采用局部网格加密（LGR）的主要目的是（）。A.减少计算量B.捕捉裂缝导流C.提高时间步长D.降低内存占用答案：B13.地热田生命周期评价（LCA）中，占比最大的碳排放环节通常是（）。A.钻井B.水泥固井C.井口设备制造D.回灌泵耗电答案：A14.下列哪项技术可直接获取储层绝对渗透率（）。A.微震矩张量反演B.脉冲试井C.瞬态电磁D.岩心核磁答案：B15.高温地热井套管设计时，首要校核的失效模式是（）。A.挤毁B.爆裂C.拉伸屈服D.热应力屈曲答案：D16.采用CO2作为工质的开式循环系统，其发电效率主要受限于（）。A.汽化潜热损失B.冷凝温度C.膨胀比D.回热器温差答案：B17.地热资源量分级中，可采系数0.15对应的是（）级别。A.推测B.控制C.探明D.开采答案：C18.在回灌井化学堵塞预测模型中，SI>0表示（）。A.溶解平衡B.过饱和C.欠饱和D.离子强度不足答案：B19.干热岩开发诱发微震b值降低，通常意味着（）。A.应力释放充分B.裂缝网络复杂化C.大震风险增加D.注水压力不足答案：C20.地热井口分离器效率低于90%时，对下游设备的首要危害是（）。A.汽蚀B.结垢C.冲蚀D.热疲劳答案：C二、多项选择题（每题2分，共20分。每题有两个或两个以上正确答案，多选、少选、错选均不得分）21.下列属于非火山型地热系统的是（）。A.盆地传导型B.断层对流型C.岩浆房接触带D.沉积盆地型答案：ABD22.高温地热井固井水泥必须满足（）。A.低渗透B.高早强C.耐高温缓凝D.低弹性模量答案：ACD23.地热流体中SiO2沉淀受控因素包括（）。A.温度B.pHC.压力D.混合比答案：ABCD24.采用微震监测压裂裂缝扩展时，需校正（）。A.速度模型B.事件定位误差C.矩张量反演D.地面噪声答案：ABCD25.地热田经济评价中，折现现金流法需输入（）。A.初始投资B.年度运维费C.弃置费D.通胀率答案：ABCD26.增强型地热系统（EGS）水力压裂液可选（）。A.清水B.超临界CO2C.线性胶D.泡沫氮气答案：ABCD27.地热井腐蚀的主要类型有（）。A.氧腐蚀B.硫化物应力开裂C.流动加速腐蚀D.微生物腐蚀答案：ABCD28.热储温度估算的化学温标包括（）。A.Na‐KB.K‐MgC.玉髓D.硫酸盐氧同位素答案：ABC29.地热尾水回灌的优势体现在（）。A.维持储层压力B.减少地表污染C.抑制热衰减D.提高采收率答案：ABCD30.地热资源勘查阶段，可控源音频大地电磁（CSAMT）可探测（）。A.深部低阻体B.隐伏断裂C.热蚀变带D.岩浆房边界答案：ABCD三、判断题（每题1分，共10分。正确打“√”，错误打“×”）31.地热田开发后期，储层压力下降必然导致井口温度降低。（）答案：×（可能出现汽化率升高，温度短暂维持）32.石英溶解度随温度升高而单调递增，因此可用于高温温标。（）答案：√33.在地热系统中，CO2含量越高，结垢风险越低。（）答案：×（高CO2易引发碳酸盐结垢）34.微震震级ML>2.0的事件必须向地震主管部门报送。（）答案：√35.采用井下电潜泵可完全避免汽化，提高产量。（）答案：×（受泵耐温限制，无法完全避免）36.地热井套管预应力设计可抵消部分热应力。（）答案：√37.氦同位素比值越低，反映地幔组分贡献越大。（）答案：×（比值高才反映地幔）38.增强型地热系统（EGS）选址必须避开活动断层。（）答案：√39.地热尾水回灌温度越低，对储层热突破影响越小。（）答案：×（低温回灌加速热突破）40.热储模拟中，双重介质模型假设裂缝与基质连续分布。（）答案：√四、填空题（每空1分，共20分）41.我国《地热资源地质勘查规范》将地热田勘查划分为________、详查、勘探和开发四个阶段。答案：普查42.地热流体中Cl‐SO4‐HCO3三线图解可用于判断________类型。答案：水化学43.高温地热井水泥石在350℃下养护28d，抗压强度不应低于________MPa。答案：2544.采用Na‐K‐Mg三角图判断流体平衡时，若样品落在“未成熟区”，说明________作用显著。答案：混合或冷水45.地热井产能指数（PI）定义为________与井底压降的比值。答案：质量流量46.微震b值计算公式为lgN=a‐bM，其中M为________震级。答案：地方47.热储温度估算时，玉髓温标适用于________℃以下环境。答案：18048.地热尾水回灌井与生产井最小井底距离一般不小于________m。答案：50049.采用CO2‐EGS时，储层最小主应力方向决定________走向。答案：人工裂缝50.地热井口汽水分离器效率每降低5%，发电量约下降________%。答案：251.高温岩体（HDR）渗透率通常低于________mD。答案：0.152.地热田经济评价中，内部收益率（IRR）大于________%时项目可行。答案：853.可控源音频大地电磁（CSAMT）最佳探测深度为________m以浅。答案：200054.地热流体中H2S浓度超过________mg/L时必须采用耐腐蚀合金。答案：5055.热储数值模拟中，Peclét数大于10表示________主导。答案：对流56.地热井套管热应力与________系数成正比。答案：热膨胀57.采用井下光纤DTS测温，空间分辨率与________长度成反比。答案：脉冲58.地热田生命周期碳排放强度低于________gCO2/kWh时视为清洁能源。答案：5059.增强型地热系统（EGS）水力压裂排量一般大于________m³/min。答案：660.地热资源量计算时，体积法公式Q=ρ·c·V·(T‐T0)中c代表________。答案：比热容五、简答题（每题10分，共30分）61.简述利用微震监测数据优化EGS水力压裂方案的步骤。答案：（1）建立三维速度模型，采用射孔信号校正层速度；（2）实时拾取微震事件，采用绝对与相对联合定位，误差小于15m；（3）计算震源机制解，区分张拉与剪切破裂，判断裂缝方位；（4）基于矩张量反演，获取裂缝半径、张开度，更新离散裂缝网络（DFN）；（5）将DFN导入热‐流‐固耦合模拟器，预测产能与热突破；（6）对比不同排量、液量、粘度方案，选择微震云体积最大且b值稳定方案；（7）现场实施闭环反馈，动态调整泵注程序，降低诱发震级风险。62.说明高温地热井套管热屈曲的力学机制及防控措施。答案：机制：高温流体使套管自由段升温ΔT，产生热应力σ=EαΔT，当σ超过临界屈曲应力时，套管发生螺旋屈曲；屈曲后接触井壁，产生附加摩阻，导致套管磨损甚至断裂。防控：（1）预应力固井，在水泥凝固前施加张力，使热应力先抵消预压应力；（2）采用低弹性模量、高屈服强度镍基合金，提高临界屈曲载荷；（3）优化井身结构，减小狗腿度，降低初始偏心；（4）在套管外壁加装中央izer，保证环空水泥均匀；（5）生产初期缓慢升温，控制温升速率小于2℃/min，避免瞬态热冲击；（6）井下安装光纤应变监测，实时预警屈曲风险。63.阐述利用CO2作为工质开发干热岩的优势与潜在风险。答案：优势：（1）超临界CO2粘度低、扩散系数高，可降低起裂压力，提高裂缝复杂度；（2）CO2与岩石反应生成碳酸盐，长期自封堵微裂缝，减少短流；（3）实现CO2地质封存，附加碳收益；（4）无水消耗，适用于干旱区；（5）密度差驱动自然循环，减少泵耗。风险：（1）CO2‐水‐岩反应导致井筒腐蚀，需采用Cr含量>22%不锈钢；（2）泄漏风险高，需建立多层封隔与地下水监测；（3）储层非均质易导致气窜，降低换热效率；（4）高压CO2与沥青质相互作用可能堵塞裂缝；（5）诱发微震机制复杂，需优化注入速率，控制震级ML<2.0。六、计算题（共30分）64.（15分）某地热井深度3000m，测得静温梯度为45℃/km，井口温度20℃。储层段（2600‐3000m）岩性为花岗岩，孔隙度5%，渗透率0.05mD，比热容900J/(kg·K)，密度2650kg/m³。采用体积法计算储层段热能资源量（取基准温度T0=15℃，储层体积按圆柱体，半径取1km，结果以TJ表示，保留三位有效数字）。答案：储层厚度h=400m，半径r=1000m，体积V=πr²h=3.1416×1000²×400=1.2566×10⁹m³；岩石体积Vr=V(1‐φ)=1.2566×10⁹×0.95=1.1938×10⁹m³；平均温度T=20+45×2.8=146℃，ΔT=146‐15=131K；热能Q=ρ·c·Vr·ΔT=2650×900×1.1938×10⁹×131=3.72×10¹⁷J=3.72×10⁵TJ。65.（15分）某EGS储层温度200℃，拟采用CO2闭式循环发电，注入压力25MPa，井口回压7MPa，CO2质量流量50kg/s，膨胀机等熵效率85%，冷凝温度35℃。忽略压降损失，求理论发电功率（kW，取两位小数）。已知：CO2在200℃、25MPa下焓值h1=820kJ/kg，熵s1=2.6kJ/(kg·K)；35℃饱和压力对应焓值h2s=320kJ/kg。答案：等熵膨胀终点焓h2s=320kJ/kg，实际膨胀终点焓h2=h1‐η(h1‐h2s)=820‐0.85×(820‐320)=820‐425=395kJ/kg；比功w=h1‐h2=820‐395=425kJ/kg；功率P=m·w=50×425=21250kW=21.25MW。七、综合论述题（共20分）66.结合我国“双碳”目标，论述中深层地热资源在区域能源结构转型中的定位、技术瓶颈与突破路径，要求给出数据支撑与政策建议，字数不少于600字。答案：我国中深层（2000‐6000m）地热资源量折合标准煤8560亿吨，年可采量相当于2025年能源消费总量的18%，具备替代化石能源基础。然而，区域分布不均：京津冀、关中、松辽等沉积盆地占可采量62%，而东南沿海火山区仅占8%，需因地制宜布局。技术瓶颈：（1）勘查精度低，深部热储预测误差>30%，需发展三维地震‐电磁联合反演，建立0.5km网格数据库；（2）钻井成本高，4000m井单井造价1800万元，占项目总投资55%，需突破PDC钻头寿命<120h限制，研发耐240℃随钻测量系统，降低井筒轨迹误差至1°以内；