2025年地熱地質(zhì)考試試題及答案一、單項選擇題（每題1分，共20分。每題只有一個正確答案，請將正確選項字母填入括號內(nèi)）1.在干熱巖開發(fā)中，儲層溫度下限通常被界定為（）。A.120℃B.150℃C.180℃D.200℃答案：C2.下列哪一項不是增強型地熱系統(tǒng)（EGS）的核心技術(shù)環(huán)節(jié)（）。A.水力壓裂B.化學刺激C.井下?lián)Q熱器D.微震監(jiān)測答案：C3.地溫梯度突然增大的地段，最可能指示地下存在（）。A.逆斷層B.隱伏巖體C.背斜構(gòu)造D.向斜盆地答案：B4.氦同位素比值（3He/4He）大于1.1Ra時，通常認為地熱流體受到（）顯著貢獻。A.大氣降水B.殼源變質(zhì)C.地幔脫氣D.海水入侵答案：C5.在回灌試驗中，示蹤劑回收曲線出現(xiàn)“長尾”現(xiàn)象，最可能反映（）。A.雙重孔隙效應(yīng)B.井筒漏失C.熱突破D.化學沉淀答案：A6.對于碳酸鹽巖熱儲，注入CO2提高采收率的同時，還可實現(xiàn)（）。A.壓裂增容B.化學封堵C.熱交換增強D.地質(zhì)封存答案：D7.下列測井曲線對識別高溫蝕變帶最敏感的是（）。A.自然伽馬B.電阻率C.聲波時差D.中子孔隙度答案：B8.地熱井產(chǎn)能測試時，井口汽化率突然升高，首先應(yīng)檢查（）。A.井口閥門內(nèi)漏B.回灌泵頻率C.熱交換器結(jié)垢D.儲層壓力衰減答案：A9.采用混合模型計算熱儲溫度時，若石英溫標結(jié)果高于玉髓溫標，說明流體（）。A.快速上升B.與冷水的混合比高C.經(jīng)歷沸騰D.處于平衡狀態(tài)答案：C10.在板塊俯沖帶，地熱流體最常見的特征性氣體組分為（）。A.N2‐ArB.CO2‐CH4C.H2‐H2SD.SO2‐HCl答案：B11.井下光纖DTS測溫空間分辨率優(yōu)于0.25m時，其核心技術(shù)是（）。A.拉曼散射B.瑞利散射C.布里淵散射D.熒光反射答案：A12.熱儲數(shù)值模擬中，采用局部網(wǎng)格加密（LGR）的主要目的是（）。A.減少計算量B.捕捉裂縫導流C.提高時間步長D.降低內(nèi)存占用答案：B13.地熱田生命周期評價（LCA）中，占比最大的碳排放環(huán)節(jié)通常是（）。A.鉆井B.水泥固井C.井口設(shè)備制造D.回灌泵耗電答案：A14.下列哪項技術(shù)可直接獲取儲層絕對滲透率（）。A.微震矩張量反演B.脈沖試井C.瞬態(tài)電磁D.巖心核磁答案：B15.高溫地熱井套管設(shè)計時，首要校核的失效模式是（）。A.擠毀B.爆裂C.拉伸屈服D.熱應(yīng)力屈曲答案：D16.采用CO2作為工質(zhì)的開式循環(huán)系統(tǒng)，其發(fā)電效率主要受限于（）。A.汽化潛熱損失B.冷凝溫度C.膨脹比D.回熱器溫差答案：B17.地熱資源量分級中，可采系數(shù)0.15對應(yīng)的是（）級別。A.推測B.控制C.探明D.開采答案：C18.在回灌井化學堵塞預測模型中，SI>0表示（）。A.溶解平衡B.過飽和C.欠飽和D.離子強度不足答案：B19.干熱巖開發(fā)誘發(fā)微震b值降低，通常意味著（）。A.應(yīng)力釋放充分B.裂縫網(wǎng)絡(luò)復雜化C.大震風險增加D.注水壓力不足答案：C20.地熱井口分離器效率低于90%時，對下游設(shè)備的首要危害是（）。A.汽蝕B.結(jié)垢C.沖蝕D.熱疲勞答案：C二、多項選擇題（每題2分，共20分。每題有兩個或兩個以上正確答案，多選、少選、錯選均不得分）21.下列屬于非火山型地熱系統(tǒng)的是（）。A.盆地傳導型B.斷層對流型C.巖漿房接觸帶D.沉積盆地型答案：ABD22.高溫地熱井固井水泥必須滿足（）。A.低滲透B.高早強C.耐高溫緩凝D.低彈性模量答案：ACD23.地熱流體中SiO2沉淀受控因素包括（）。A.溫度B.pHC.壓力D.混合比答案：ABCD24.采用微震監(jiān)測壓裂裂縫擴展時，需校正（）。A.速度模型B.事件定位誤差C.矩張量反演D.地面噪聲答案：ABCD25.地熱田經(jīng)濟評價中，折現(xiàn)現(xiàn)金流法需輸入（）。A.初始投資B.年度運維費C.棄置費D.通脹率答案：ABCD26.增強型地熱系統(tǒng)（EGS）水力壓裂液可選（）。A.清水B.超臨界CO2C.線性膠D.泡沫氮氣答案：ABCD27.地熱井腐蝕的主要類型有（）。A.氧腐蝕B.硫化物應(yīng)力開裂C.流動加速腐蝕D.微生物腐蝕答案：ABCD28.熱儲溫度估算的化學溫標包括（）。A.Na‐KB.K‐MgC.玉髓D.硫酸鹽氧同位素答案：ABC29.地熱尾水回灌的優(yōu)勢體現(xiàn)在（）。A.維持儲層壓力B.減少地表污染C.抑制熱衰減D.提高采收率答案：ABCD30.地熱資源勘查階段，可控源音頻大地電磁（CSAMT）可探測（）。A.深部低阻體B.隱伏斷裂C.熱蝕變帶D.巖漿房邊界答案：ABCD三、判斷題（每題1分，共10分。正確打“√”，錯誤打“×”）31.地熱田開發(fā)后期，儲層壓力下降必然導致井口溫度降低。（）答案：×（可能出現(xiàn)汽化率升高，溫度短暫維持）32.石英溶解度隨溫度升高而單調(diào)遞增，因此可用于高溫溫標。（）答案：√33.在地熱系統(tǒng)中，CO2含量越高，結(jié)垢風險越低。（）答案：×（高CO2易引發(fā)碳酸鹽結(jié)垢）34.微震震級ML>2.0的事件必須向地震主管部門報送。（）答案：√35.采用井下電潛泵可完全避免汽化，提高產(chǎn)量。（）答案：×（受泵耐溫限制，無法完全避免）36.地熱井套管預應(yīng)力設(shè)計可抵消部分熱應(yīng)力。（）答案：√37.氦同位素比值越低，反映地幔組分貢獻越大。（）答案：×（比值高才反映地幔）38.增強型地熱系統(tǒng)（EGS）選址必須避開活動斷層。（）答案：√39.地熱尾水回灌溫度越低，對儲層熱突破影響越小。（）答案：×（低溫回灌加速熱突破）40.熱儲模擬中，雙重介質(zhì)模型假設(shè)裂縫與基質(zhì)連續(xù)分布。（）答案：√四、填空題（每空1分，共20分）41.我國《地熱資源地質(zhì)勘查規(guī)范》將地熱田勘查劃分為________、詳查、勘探和開發(fā)四個階段。答案：普查42.地熱流體中Cl‐SO4‐HCO3三線圖解可用于判斷________類型。答案：水化學43.高溫地熱井水泥石在350℃下養(yǎng)護28d，抗壓強度不應(yīng)低于________MPa。答案：2544.采用Na‐K‐Mg三角圖判斷流體平衡時，若樣品落在“未成熟區(qū)”，說明________作用顯著。答案：混合或冷水45.地熱井產(chǎn)能指數(shù)（PI）定義為________與井底壓降的比值。答案：質(zhì)量流量46.微震b值計算公式為lgN=a‐bM，其中M為________震級。答案：地方47.熱儲溫度估算時，玉髓溫標適用于________℃以下環(huán)境。答案：18048.地熱尾水回灌井與生產(chǎn)井最小井底距離一般不小于________m。答案：50049.采用CO2‐EGS時，儲層最小主應(yīng)力方向決定________走向。答案：人工裂縫50.地熱井口汽水分離器效率每降低5%，發(fā)電量約下降________%。答案：251.高溫巖體（HDR）滲透率通常低于________mD。答案：0.152.地熱田經(jīng)濟評價中，內(nèi)部收益率（IRR）大于________%時項目可行。答案：853.可控源音頻大地電磁（CSAMT）最佳探測深度為________m以淺。答案：200054.地熱流體中H2S濃度超過________mg/L時必須采用耐腐蝕合金。答案：5055.熱儲數(shù)值模擬中，Peclét數(shù)大于10表示________主導。答案：對流56.地熱井套管熱應(yīng)力與________系數(shù)成正比。答案：熱膨脹57.采用井下光纖DTS測溫，空間分辨率與________長度成反比。答案：脈沖58.地熱田生命周期碳排放強度低于________gCO2/kWh時視為清潔能源。答案：5059.增強型地熱系統(tǒng)（EGS）水力壓裂排量一般大于________m3/min。答案：660.地熱資源量計算時，體積法公式Q=ρ·c·V·(T‐T0)中c代表________。答案：比熱容五、簡答題（每題10分，共30分）61.簡述利用微震監(jiān)測數(shù)據(jù)優(yōu)化EGS水力壓裂方案的步驟。答案：（1）建立三維速度模型，采用射孔信號校正層速度；（2）實時拾取微震事件，采用絕對與相對聯(lián)合定位，誤差小于15m；（3）計算震源機制解，區(qū)分張拉與剪切破裂，判斷裂縫方位；（4）基于矩張量反演，獲取裂縫半徑、張開度，更新離散裂縫網(wǎng)絡(luò)（DFN）；（5）將DFN導入熱‐流‐固耦合模擬器，預測產(chǎn)能與熱突破；（6）對比不同排量、液量、粘度方案，選擇微震云體積最大且b值穩(wěn)定方案；（7）現(xiàn)場實施閉環(huán)反饋，動態(tài)調(diào)整泵注程序，降低誘發(fā)震級風險。62.說明高溫地熱井套管熱屈曲的力學機制及防控措施。答案：機制：高溫流體使套管自由段升溫ΔT，產(chǎn)生熱應(yīng)力σ=EαΔT，當σ超過臨界屈曲應(yīng)力時，套管發(fā)生螺旋屈曲；屈曲后接觸井壁，產(chǎn)生附加摩阻，導致套管磨損甚至斷裂。防控：（1）預應(yīng)力固井，在水泥凝固前施加張力，使熱應(yīng)力先抵消預壓應(yīng)力；（2）采用低彈性模量、高屈服強度鎳基合金，提高臨界屈曲載荷；（3）優(yōu)化井身結(jié)構(gòu)，減小狗腿度，降低初始偏心；（4）在套管外壁加裝中央izer，保證環(huán)空水泥均勻；（5）生產(chǎn)初期緩慢升溫，控制溫升速率小于2℃/min，避免瞬態(tài)熱沖擊；（6）井下安裝光纖應(yīng)變監(jiān)測，實時預警屈曲風險。63.闡述利用CO2作為工質(zhì)開發(fā)干熱巖的優(yōu)勢與潛在風險。答案：優(yōu)勢：（1）超臨界CO2粘度低、擴散系數(shù)高，可降低起裂壓力，提高裂縫復雜度；（2）CO2與巖石反應(yīng)生成碳酸鹽，長期自封堵微裂縫，減少短流；（3）實現(xiàn)CO2地質(zhì)封存，附加碳收益；（4）無水消耗，適用于干旱區(qū)；（5）密度差驅(qū)動自然循環(huán)，減少泵耗。風險：（1）CO2‐水‐巖反應(yīng)導致井筒腐蝕，需采用Cr含量>22%不銹鋼；（2）泄漏風險高，需建立多層封隔與地下水監(jiān)測；（3）儲層非均質(zhì)易導致氣竄，降低換熱效率；（4）高壓CO2與瀝青質(zhì)相互作用可能堵塞裂縫；（5）誘發(fā)微震機制復雜，需優(yōu)化注入速率，控制震級ML<2.0。六、計算題（共30分）64.（15分）某地熱井深度3000m，測得靜溫梯度為45℃/km，井口溫度20℃。儲層段（2600‐3000m）巖性為花崗巖，孔隙度5%，滲透率0.05mD，比熱容900J/(kg·K)，密度2650kg/m3。采用體積法計算儲層段熱能資源量（取基準溫度T0=15℃，儲層體積按圓柱體，半徑取1km，結(jié)果以TJ表示，保留三位有效數(shù)字）。答案：儲層厚度h=400m，半徑r=1000m，體積V=πr2h=3.1416×10002×400=1.2566×10?m3；巖石體積Vr=V(1‐φ)=1.2566×10?×0.95=1.1938×10?m3；平均溫度T=20+45×2.8=146℃，ΔT=146‐15=131K；熱能Q=ρ·c·Vr·ΔT=2650×900×1.1938×10?×131=3.72×101?J=3.72×10?TJ。65.（15分）某EGS儲層溫度200℃，擬采用CO2閉式循環(huán)發(fā)電，注入壓力25MPa，井口回壓7MPa，CO2質(zhì)量流量50kg/s，膨脹機等熵效率85%，冷凝溫度35℃。忽略壓降損失，求理論發(fā)電功率（kW，取兩位小數(shù)）。已知：CO2在200℃、25MPa下焓值h1=820kJ/kg，熵s1=2.6kJ/(kg·K)；35℃飽和壓力對應(yīng)焓值h2s=320kJ/kg。答案：等熵膨脹終點焓h2s=320kJ/kg，實際膨脹終點焓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、綜合論述題（共20分）66.結(jié)合我國“雙碳”目標，論述中深層地熱資源在區(qū)域能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型中的定位、技術(shù)瓶頸與突破路徑，要求給出數(shù)據(jù)支撐與政策建議，字數(shù)不少于600字。答案：我國中深層（2000‐6000m）地熱資源量折合標準煤8560億噸，年可采量相當于2025年能源消費總量的18%，具備替代化石能源基礎(chǔ)。然而，區(qū)域分布不均：京津冀、關(guān)中、松遼等沉積盆地占可采量62%，而東南沿海火山區(qū)僅占8%，需因地制宜布局。技術(shù)瓶頸：（1）勘查精度低，深部熱儲預測誤差>30%，需發(fā)展三維地震‐電磁聯(lián)合反演，建立0.5km網(wǎng)格數(shù)據(jù)庫；（2）鉆井成本高，4000m井單井造價1800萬元，占項目總投資55%，需突破PDC鉆頭壽命<120h限制，研發(fā)耐240℃隨鉆測量系統(tǒng)，降低井筒軌跡誤差至1°以內(nèi)；