천진의 얕은 지열 에너지 연구

진 baozhen 양 리우 단 리앙

(천진 지열 탐사 및 개발 디자인 연구소)

본 글은 천진 지열전의 지질 배경과 분포 특징을 분석한 결과, 천진의 얕은 지열 에너지의 특징에 대해 초보적인 검토를 하고, 향후 얕은 층 지열에너지의 조사 연구에 대해 건의하여 더욱 과학적이고 합리적으로 개발할 수 있도록 하였다.

오늘날, 성숙한 열펌프 기술은 얕은 층의 지열 에너지 이용을 현실로 만들었다. 얕은 층의 지열에너지는 매장량이 크고 이용이 편리하며 환경에 미치는 피해가 적다는 등의 장점으로 점차 에너지 이용 단계로 접어들고 있다. 오늘날, 점점 더 많은 시선이 잠재력이 큰 에너지의 보고로 옮겨가고 있다. 이런 시장 전망이 매우 높은 새로운 에너지는 우리나라의 양질의 에너지 병목 현상을 완화하고 환경 품질을 개선하는 데 적극적인 역할을 한다. 그러나 현재 열펌프 시스템의 보급은 매우 맹목적이다. 많은 프로젝트가 현지 에너지 비축량을 충분히 조사하고 평가하지 않고 서둘러 말을 타고, 지원 열펌프 시스템이 제대로 작동하지 않아 지원 열펌프 시스템의 진일보한 보급과 응용에 영향을 미치고 있다. 따라서 얕은 층 지열의 기초 연구는 매우 예견적인 과제이다.

천진은 산에 의지하여 바다에 접근하는데, 지하에는 풍부한 얕은 층의 지열 에너지가 매장되어 있다. 30 여 년 동안 지열 종사자들은 지열 연구 분야에서 대량의 탐구와 관련 연구 작업을 전개하여 풍성한 과학 연구 성과를 거두었다. 그러나 과학기술 수준의 제한으로 과거 지열 개발은 40 C 이상의 지온수에 집중돼 얕은 층의 지열에 대한 연구는 거의 공백이었다. 오늘날, 열펌프 등 첨단 기술이 발달하면서 지열 에너지의 이용 범위가 크게 확대되어 잠재력이 큰 얕은 층 지열이 더 이상 잠들지 않는다. 관련 이용은 이미 여러 시범 프로젝트에서 속속 진행되고 있으며, 그 기초조사 연구도 사용자와 관리부의 관심의 초점이 되고 있다.

얕은 층의 지열 에너지의 형성은 이 지역의 지질 배경과 밀접한 관련이 있다. 지역마다 지층 발육과 구조적 특징이 다르고, 지열류도 다르기 때문에 함축된 에너지도 다르다. 지질 구조와 지온장 특징에서 천진의 얕은 지열 에너지의 지질 배경과 특징을 분석하였다.

1 의 지질 학적 배경

1..1의 구조적 특징

중국 대지 구조체계에서 천진은 화북 준지대 북부, 1 급 구조단위에 속하며 연산지 구김대와 화북단구구 두 개의 2 차 구조단위를 가로지르고 있으며, 둘 사이에는 닝하-보디 단단을 경계로 하고, 단북 이북은 기암 노출 또는 얕은 매장지로 연산지 구김대 중간부에 속하는 2 차 구조단위인 지보론 구김에 속한다. (윌리엄 셰익스피어, 템플린, Northern Exposure (미국 TV 드라마), 계절명언) 본 지역의 발육 단층은 동서향 위주로 한다.

닝하-바오 디 (Ninghe-Baodi) 단단은 남쪽을 평원 지역으로, 화북 단층 지역 북동부, 2 차 구조 단위에 속한다. 태행산 융기대 동쪽, 연산구김대 남쪽, 동쪽으로 발해까지 뻗어 있다. 중, 신생대에 형성된 단절과 분지, 서쪽에서 동쪽으로 진일보하여 창현 융기, 황기우울증의 세 가지 3 급 구조 단위로 나뉘어 각각 고근계 누락선과 창동단단을 경계로 하고 있다. 단층은 NE-NE 방향, NW 방향 및 가까운 EW 방향의 세 그룹으로 나눌 수 있습니다. 북북북동단단에는 창동단단, 천진단단, 백당구 서단단, 백당구 단단, 백당구 동단단, 북서향단단단단으로는 해단단, 한구 단단, 닝하 단단, 동서향단단은 왕조장 단단과 소발굽강 단단을 포함한다. 이 단층들 중 활동성이 가장 강한 것은 NE 단층이다. 물론, 이러한 단층들은 전체적인 상대적 특징에 대해 다기 활동과 상호 전단의 특징을 가지고 있다. 단층은 대부분 상속적인 단층이며, 일반적인 특징은 규모가 크고, 산상이 가파르고, 절단이 깊고, 성향이 다양하다는 것이다. 동서 단층은 일반적으로 남쪽으로 기울어진다. 대부분의 NE-NNE 는 단층을 향해 동남쪽으로, 일부는 서북으로 기울었다. NW 단층은 일반적으로 남서쪽으로 기울어진다. 이 단층은 대부분 정단층이거나 주로 정단층이다. 그들 중 일부는 크리스탈 베이스와 지각을 통과하고, 다른 일부는 모호면을 가로질러 맨 위에 도달한다. 이러한 단절은 분지와 그 2 차 및 3 차 구조 단위의 발전과 진화를 통제한다. 융기와 움푹 패인 교대 배열과 다기 단절의 교차 분포는 천진의 지질 구조 구조를 구성한다.

1.2 지층 개발 개요

천진 북부는 주로 산간 지역과 얕은 기암지역으로 신생계 지층이 비교적 얇아 보통 200m 정도이다. 신생대 이래 강한 단절 활동으로 인해 남부 평원에는 거대한 신생대 지층이 퇴적되어 해당 지층이 잘 발달하여 사암암 상호층의 부스러기가 퇴적되었다. 위에서 아래로 각각 4 계, 신근계 명화진조와 관도조, 고근계 동영조, 사하거리 그룹 및 공점 그룹이다. 창중우울증과 황달이 신생대 지층 두께 3000 여 미터, 창현 융기구 신생대 지층 두께 65430 미터를 함락시켰다. 신생대에서 중생대에서 중원고대 기암지층까지 발달하다.

2 지열 특성

다년간의 지열 탐사 결과에 따르면 닝하-보디 (Ninghe-Baodi) 단단 이남 신생계 지층이 비교적 발달하여 두께가 800m 이상인 이상적인 저장열 커버로 얕은 층의 지열 에너지를 저장할 수 있는 조건을 갖추고 있다. 탐사 깊이 4km 범위 내에서 지각의 얕은 지온 분포는 기암의 울퉁불퉁한 지질 구조 구조에 의해 제어되며, 평면에서는 고저가 번갈아 나타나는 일정한 띠 분포를 나타낸다. 상대적으로 높은 온도 영역은 융기의 암반 영역과 일치하며 상대적으로 낮은 온도 영역은 오목한 암반 영역에 해당합니다. 지온 그라데이션 3.5 C/100m 등고선을 경계로 이 구역을 1 0 지온 이상 구역으로 나눕니다 (그림1). 지열이상구는 주로 북북북동향, 북서향, 대부분 창현의 융기와 움푹 패인 볼록한 부위에 분포한다. 해하, 창동, 백당구 서단 등 깊은 단절은 각각 산자 지열 이상 지역, 만가부두 지열 이상 지역, 왕란장 지열 이상 지역 분포에 중요한 통제 역할을 한다. 따라서 지온장의 평면에서의 분포는 주로 지질 구조의 영향을 받는다.

3 천진 지역의 얕은 지열 특성 요약

닝하-바오 디 (Ninghe-Baodi) 단단층의 북부는 대부분 산지이며, 소수의 지역만이 얕은 기암 지역이다. 느슨한 신생계의 두께는 대부분 2 C/100M ~ 300M 으로 열량 유지에 불리하다. 또한, 강한 지하수 유출수의 간섭으로 인해 지열 온도가 현저히 낮아져 평원 지역의 정상적인 지열 온난화 법칙과는 확연히 달리 지열 그라데이션이 일반적으로 낮아져 약 2 C/65438 이다.

닝하-보디 단단 이남의 광대평원 지역에서는 신생계 지층이 지표에서 지하까지 수직으로 세 개의 지방열대로 나눌 수 있다. 표면 0-30m 는 온대이며, 그 온도는 주로 태양복사 열열, 지표 암석, 식물, 건물 등의 요인에 영향을 받아 일일 변화, 연간 변화, 다년간 변화주기가 있다. 온도 폭은 깊이가 증가함에 따라 감소하며, 30m 안팎의 깊이는 지열 항온대이며, 기본적으로 기후의 영향을 받지 않고 기본적으로 안정적이다. 항온대 아래에는 지열 증온대가 있는데, 그 온도는 주로 지구의 심부열 흐름, 암석 열전도도, 지질구조, 수문지질 등의 요인에 의해 영향을 받는다. 일반적으로 지열 온도도 깊이가 증가함에 따라 증가하며, 증가 폭은 언제 어디서나 열 가열 속도에 따라 달라진다는 것이다. (알버트 아인슈타인, 온도, 온도, 온도, 온도, 온도, 온도, 온도, 온도)

그림 1 천진 지열 이상 분포

지온장의 분포 특성에서 볼 수 있듯이, 닝하-바오-바오-디 (Ninghe-Bao-Bao-Di) 단단 남쪽의 넓은 평원 지역에는 대량의 얕은 지열 에너지가 매장되어 있다. 지역마다 지열 열 흐름 분포가 다르기 때문에, 같은 깊이 범위 내에서 지열 매장량과 재생 에너지도 다르다. 같은 에너지 수요 하에서 지열 이상 지역은 수집 깊이가 얕고, 그 반대의 경우도 마찬가지이다. 통계에 따르면, 지구 온도 구배 2 ~ 6.31℃100M, 25 C 깊이 168 ~ 605 m, 40 C 깊이 표준 석탄 1.23× 109t 표준 석탄에 해당하며 전력1.0 ×10/kloc-에 해당합니다

얕은 층의 지열은 풍부하고 재생할 수 있지만, 그 개발 활용은 수집 규모, 채굴 방식 등 지역마다 다른 수문 지질 조건을 겨냥해야 한다. 이런 추출이 일정량을 초과하면 지온은 스프링처럼 돌이킬 수 없는' 변형' 으로 경제와 안전뿐만 아니라 지하 수문 지질 조건의 파괴도 초래할 수 있다.

결론적으로, 이 지역에는 풍부한 얕은 지열 에너지가 매장되어 있다. 지열에너지는 깨끗하고 저급한 재생에너지로 안정적이고, 자연적이며, 일년 내내 재사용할 수 있을 뿐만 아니라, 잠재력이 크며, 친환경 성능이 크며, 새로운 에너지원으로서 무시할 수 없다. 집합에너지 설계가 합리적이고 기술적 수단이 적절하면 열펌프 시스템의 에너지 균형이 상대적으로 안정적이며 얕은 층의 지열 에너지 개발 활용 전망이 넓다.

4. 얕은 지열 에너지 조사 및 평가에 관한 제안

4. 1 얕은 지열 에너지의 특성을 조사하고 얕은 지열 에너지 매장량을 평가하는 데 필요한 매개변수를 조사합니다.

천진 지역에는 얕은 지열 에너지가 포함된 층이 이전의 지열 작업의 초점이 아니기 때문에, 정확한 암토 밀도, 암토 비열, 유체 밀도, 평균 비열, 암토 다공성 등 열물성 매개변수 자료를 포함한 제 4 기, 명화진 그룹 상단의 자료가 부족하다. 한편, 지열 우물의 지구 물리학 시험에서 500 미터의 얕은 층에는 기본적으로 지구 물리학 적 로깅이 없으며, 그 암석성에는 조사 할 체계적인 자료가 없다. 따라서 수사 작업의 배치는 발견에 초점을 맞춰야 한다. 필요한 주요 데이터 및 매개변수는 지층암성 및 분포 범위, 매장 깊이, 수직 지온 그라데이션 변화, 암토 밀도와 비열용량, 암토 구멍 틈새 등입니다.

4.2 이 지역의 기본 지질 데이터의 포괄적 인 수집

지온조사 및 관련 연구에서 자료 수집은 무시할 수 없는 기초작업이며 이 분야의 연구 수준과 업무 배치를 이해하는 데 중요한 역할을 한다. 주로 전 지역의 기초 지질, 구조지질, 시추 (유정, 지열정, 일부 제 4 기 우물 포함), 지구 물리학 (디지털 지진, 지자기 사운, 고정밀 중력, 항자기 포함), 지구 화학 탐사, 수문, 지열 등의 자료를 종합분석 정리하여 작업 범위와 문제점을 이해하다. 과거 연구는 심층 지열정에 초점을 맞춰 제 4 계 우물과 명화진조의 윗부분 꼭대기에 있는 자료에 대한 관심이 적었다. 따라서 이 자료의 수집은 이 지역의 지질 구조 특성과 지층 (특히13.5 ~ 40 C 간 지층의 암석, 분포, 산상, 깊이 및 두께) 을 분석하는 데 중요한 포인트입니다.

4.3 현장 얕은 지열 지질 조사 실시.

야외 조사는 지질조사의 주요 수단이며 지열전 조사의 기초이기 때문에 본 프로젝트는 조사의 필수 구성 요소이다. 이 지역의 기존 우물 분포, 취수 단면 및 대수층의 온도, 얕은 지열 에너지의 이용 현황 및 지열 에너지 채굴량에 대한 조사를 통해 해당 지역 내 이용 가능한 작업의 현황을 더 잘 이해하고 각 작업의 배치에 대한 근거를 제공할 수 있습니다.

4.4 지구 물리학 탐사

(1) 기존 지구 물리학 성과의 2 차 해석. 인공지진, 중력, 시추공 지구 물리학 측량 자료에 따르면 이 지역의 지층 발육, 구조위치, 단층발육 특징을 분석해 단층의 활동성과 시대를 밝혀내고 얕은 층 지열에 미치는 영향을 파악했다. 얕은 층 지열에너지의 조사 연구에서, 지구 물리학 작업은 이전의 일과 다르다. 우선 최근 몇 년 동안의 자료와 기타 작업을 결합하여 기존 지구 물리학 자료, 특히 중력 데이터에 대한 2 차 개발을 수행한 다음 필요한 지역에 적절한 지구 물리학 작업을 준비해야 한다. (데이비드 아셀, Northern Exposure (미국 TV 드라마), 과학명언)

(2) 지구 열 흐름 및 지열 필드 조사. 얕은 층 지열 조사 연구에서 가장 중요한 매개변수 중 하나는 지열 흐름 값입니다. 주로 시추공 온도 측정을 통해 이 지역의 지온의 공간 변화 법칙을 규명하고, 서로 다른 지층의 지온 그라데이션을 측정한다. 해당 층의 암석 샘플을 동시에 수집하여 암석의 열전도도를 측정하다.

5 시추 작업

얕은 층 지열 조사 연구에서 합리적인 매개 변수를 얻는 방법은 문제 해결의 관건이며, 매개 변수를 얻는 방법은 기존 드릴을 활용할 수 있지만, 기존의 일부 조건은 충족되지 않으며, 일부 영역은 수직 지온 그라데이션, 지층 열물성 매개 변수 등과 같은 공백까지 있습니다. 따라서 일반적으로 필요한 드릴링 작업을 준비해야 합니다. 드릴은 가능한 한 현지 활용 계획과 요구 사항을 결합하여 드릴을 대표적인 위치에 배치해야 합니다. (데이비드 아셀, Northern Exposure (미국 TV 드라마), 성공명언) 퇴적물의 퇴적 환경에 따라 북쪽에서 남쪽으로, 서쪽에서 동쪽으로 배열되어 암석, 구조, 구조, 지온 변화, 열저장 침투율, 지열 유체 압력, 물성 및 화학 성분을 규명하여 대표적인 계산 매개변수를 얻기 위한 것이다.

얕은 지열 에너지 종합 이용 시범 기지 설립

얕은층 지열조사 중후기에는 성과 사회화를 촉진하기 위해 얕은 지열 종합 활용 시범기지를 조사하고, 난방 냉각구역 설계, 부지 선정, 설비 구입, 설치 디버깅, 평가 운행 추적 등을 병행해야 한다. 마지막으로, 이 분야에서 열 펌프 기술의 적용 가능성에 대한 예를 제공하는 포괄적인 조사 및 평가 보고서를 제출해야 합니다.

오늘날, 에너지는 이미 경제 발전의' 나침반' 이 되었으며, 천진의 얕은 층의 지열 에너지가 풍부하다. 이에 대한 연구와 개발이 절실하다. 이는 천진의 지속가능한 발전과 환경보호에 긍정적인 기여를 할 것이다.