●前言
第1章緒論1
第2章地熱工程基礎及常用基本概念4
2.1簡介4
2.2岩石與流體的基本概念4
2.2.1孔隙度4
2.2.2潤濕性5
2.2.3毛管壓力7
2.2.4相對滲透率8
2.2.5雙重介質9
2.3熱儲的基本概念10
2.3.1水熱型地熱資源10
2.3.2干熱型地熱資源11
2.3.3增強型地熱繫統13
2.3.4傳導型地熱繫統13
2.3.5對流型地熱繫統14
2.3.6地熱溫標14
2.3.7地表地熱顯示16
2.3.8地熱異常（區）16
2.4小結19
參考文獻19
第3章主要油田區熱儲溫度的變化規律和地熱資源量21
3.1簡介21
3.2原始地層（熱儲）溫度的影響因素21
3.2.1地殼厚度22
3.2.2斷層與裂縫22
3.2.3基底起伏22
3.2.4蓋層23
3.2.5岩漿活動23
3.2.6岩性24
3.2.7岩石放射性24
3.3原始地層溫度的預測方法24
3.3.1地熱溫標法24
3.3.2鑽孔測溫法25
3.3.3Lachenbruch和Brewer方法26
3.3.4Horner方法及其改進方法27
3.4中國主要油田區儲層溫度的變化規律與熱儲特征29
3.4.1華北油田29
3.4.2大慶油田33
3.4.3遼河油田35
3.4.4勝利油田37
3.4.5中國主要盆地的地溫梯度40
3.4.6中國主要油田的地熱資源42
3.5小結43
參考文獻43
第4章地熱資源評價方法45
4.1前言45
4.2地熱資源的計算與評價方法45
4.2.1地熱資源量計算47
4.2.2地熱水資源計算53
4.2.3地熱資源評價方法的優缺點分析55
4.3油田伴生地熱資源的計算方法改進56
4.3.1計算方法1（常規地熱田標準方法）57
4.3.2計算方法2（油田伴生地熱：考慮油氣水飽和度）57
4.3.3計算方法3（油田伴生地熱：考慮油氣水飽和度及其變化）57
4.3.4地熱資源量計算結果及評價58
4.4地熱資源評價軟件61
4.5小結64
參考文獻65
第5章地熱開發的數值模擬66
5.1簡介66
5.2數值模擬基本理論與常用軟件66
5.2.1連續介質假設66
5.2.2流動方程69
5.2.3熱量運移方程及溫度場控制方程72
5.2.4常用數值模擬軟件75
5.3數值模擬過程與方法76
5.3.1數值模擬過程與步驟76
5.3.2地質概念模型和網格設計77
5.3.3參數賦值79
5.3.4邊界配置81
5.3.5數值模擬的一些注意事項81
5.4不需要輸入相對滲透率實驗數據的數值模擬方法83
5.4.1數值模擬的不確定性和存在的問題83
5.4.2利用毛管壓力計算相對滲透率的方法83
5.4.3不需要輸入相對滲透率實驗數據的數值模擬方法及驗證85
5.4.4飽和度函數輸入方法分析與討論88
5.5熱儲數值模擬實例90
5.5.1留北區塊油田伴生地熱數值模擬的目的和任務90
5.5.2數值模擬方案的設置92
5.5.3生產數據及井溫等數據的歷史擬合93
5.5.4數值模擬結果95
5.6小結97
參考文獻97
第6章亞燃燒理論與技術99
6.1簡介99
6.2火燒油層提高采收率的基本原理101
6.2.1火燒油層方法的基本概念101
6.2.2催化裂解的三個反應階段102
6.2.3催化劑的作用102
6.3亞燃燒的基本原理103
6.3.1亞燃燒方法的基本概念103
6.3.2亞燃燒的機理103
6.4高壓注空氣的燃燒實驗105
6.4.1高壓注空氣燃燒實驗裝置105
6.4.2催化劑對不同原油的催化裂解作用107
6.4.3催化劑和高嶺土協同作用下的催化裂解效果109
6.4.4催化劑加入方式的對比實驗112
6.5微波輔助加熱的亞燃燒實驗114
6.5.1微波輔助加熱的原理與優勢115
6.5.2微波輔助加熱提高原油采收率的研究概況116
6.5.3微波輔助稠油裂解降黏的實驗裝置與實驗步驟118
6.5.4催化劑種類對微波輔助稠油裂解降黏效果的影響119
6.5.5微波輔助稠油裂解降黏的規律與機理123
6.6小結125
參考文獻126
第7章儲層改造技術的理論基礎128
7.1簡介128
7.2熱儲岩石力學與水力壓裂裂縫擴展129
7.2.1地應力對水力壓裂的影響130
7.2.2儲層岩石變形對水力壓裂裂縫的影響132
7.2.3水力壓裂裂縫擴展方式對地熱開發的影響135
7.2.4溫度對岩石力學性質的影響139
7.3熱儲壓裂液141
7.4壓裂裂縫單層支撐劑嵌入理論142
7.4.1閉合壓力對單側縫寬減小量的影響143
7.4.2支撐劑直徑對單側縫寬減小量的影響144
7.4.3支撐劑彈性模量對單側縫寬減小量的影響144
7.4.4儲層彈性模量對單側縫寬減小量的影響145
7.4.5彈性模量差對單側縫寬減小量的影響146
7.5支撐劑擠壓變形理論149
7.6壓裂裂縫多層支撐劑嵌入理論151
7.6.1支撐劑嵌入深度理論計算151
7.6.2支撐劑嵌入量實驗擬合152
7.7考慮支撐劑變形和嵌入的裂縫導流能力理論156
7.7.1裂縫導流能力理論計算156
7.7.2裂縫導流能力實驗擬合161
7.8小結164
參考文獻164
第8章油熱電聯產理論與方法167
8.1簡介167
8.2油熱電聯產理論168
8.2.1油熱電聯產的基本概念168
8.2.2油田區開發利用地熱的優勢169
8.2.3油熱電聯產的基本理論170
8.2.4原油生產與地熱開發的異同171
8.3提高產能的方法與措施171
8.3.1壓裂提液方法172
8.3.2壓裂提液對產液量的影響174
8.3.3壓裂提液對產液溫度的影響175
8.4油熱電聯產技術的產能分析176
8.4.1曙光油田的地質背景177
8.4.2油熱電聯產的產能計算177
8.4.3油熱電聯產的產能分析177
8.5油熱電聯產方法與綜合利用179
8.5.1油熱電聯產流程179
8.5.2油井改造成油熱電聯產井技術182
8.5.3熱能的梯級與綜合利用183
8.6油熱電聯產過程的數值模擬184
8.6.1高壓注空氣數值模擬的數值模型184
8.6.2井筒換熱模型的描述185
8.6.3油熱電聯產中生產井的模型188
8.6.4油熱電聯產過程中的溫度變化規律190
8.7油熱電聯產過程中熱伏發電的設計與應用197
8.7.1油管結構的改進與熱伏發電裝置的安裝方式198
8.7.2油管外壁熱伏發電裝置的溫度與電壓分布200
8.7.3井下換熱熱伏發電一體化繫統的發電功率206
8.8小結207
參考文獻207
第9章地熱發電方法與技術210
9.1簡介210
9.1.1概述210
9.1.2地熱發電現狀211
9.1.3中低溫地熱發電的可行性215
9.2常規地熱發電方法與技術216
9.2.1干蒸汽發電216
9.2.2閃蒸發電217
9.2.3雙工質發電220
9.2.4全流發電222
9.2.5復合發電223
9.3熱伏發電原理224
9.3.1熱伏發電的基本概念224
9.3.2塞貝克效應225
9.3.3佩爾捷效應229
9.3.4湯姆孫效應232
9.3.5熱電效應的相互關繫：開爾文定律233
9.3.6三種熱電效應的應用情況234
9.4熱伏發電芯片的結構與數值模擬235
9.4.1熱伏發電芯片的結構235
9.4.2芯片的數值模擬236
9.4.3熱伏發電芯片的實驗測試238
9.4.4數值模擬結果的驗證與邊界條件的確定239
9.4.5芯片電壓、功率的敏感性分析240
9.4.6新型熱伏發電芯片244
9.5熱伏發電繫統246
9.5.1熱伏發電繫統的結構與測試裝置246
9.5.2熱伏發電繫統的實驗測試247
9.5.3熱伏發電繫統的現場應用248
9.6熱伏發電技術與其他發電技術的比較251
9.6.1與傳統汽輪機發電技術相比，熱伏發電技術的優點251
9.6.2與光伏和風力發電技術相比，熱伏發電技術的優點252
9.6.3熱伏發電技術的缺點252
9.7小結252
參考文獻253

本書主要介紹與油田區地熱發電工程有關的基礎知識及相關的實用技術，包括與熱儲有關的基本概念，常規地熱資源及油田區地熱資源的評價方法，油田區地熱開發的數值模擬，油田區熱儲溫度的變化規律，提高油田區地熱流體溫度的原油裂解與亞燃燒技術、地熱發電方法與技術，油田區地熱發電的優勢及地熱發電成本與效率分析等。本書內容豐富，既有油田區地熱發電工程的基礎知識，又有相應的工程知識與優選的中低溫地熱發電實用技術，包括熱伏（半導體溫差）發電技術的基本原理與現場先導性應用實例；既有國內外的*新進展，又有作者及其團隊多年的研究成果。