海南岛福山凹陷现今地热特征及其对干热岩系统的指示意义

研究人员针对南海北部陆缘福山凹陷地热资源开发潜力不明的问题，通过稳态温度测井、产能测试温度数据与热导率测量整合，获取54个新热流数据（55.3-99.4 mW/m2），揭示东高西低的热流格局受控于地幔热源，首次提出东部存在由长流组储层（含基底岩）与流二/三段盖层构成的干热岩系统（HDR），为南海陆缘地热开发提供理论依据。

　　

在全球能源转型背景下，地热能作为稳定高效的可再生能源备受关注。南海北部陆缘的福山凹陷因其高热流背景（平均71 mW/m²）和邻近海口市的区位优势，成为地热开发的理想靶区。然而，该区域长期缺乏系统性研究，热源机制不明、资源分布不清等问题严重制约开发进程。

中国石油大学（北京）等机构的研究人员通过整合稳态温度测井（Steady-state temperature logging）、产能测试温度数据和热导率测量，首次构建了福山凹陷54个点位的高精度热流数据库，相关成果发表于《Geoenergy Science and Engineering》。研究采用三种放射性生热测定方法（直接测量、地震波速估算、伽马测井GR），结合热流空间分析技术，揭示了地幔热源主导的东高西低热流格局（55.3-99.4 mW/m²），并创新性提出东部干热岩系统（Hot Dry Rock, HDR）的三元结构模型。

关键技术方法

1. 稳态温度测井验证产能测试数据可靠性

2. 伽马测井GR结合Rybach等模型计算放射性生热（0.85-1.87 μW/m³）

3. 热导率测量与温度数据耦合计算热流值

4. 构造-热演化模型分析地幔热源贡献

主要研究结果

1. 热流分布特征：热流值显著高于中国大陆均值（60.4 mW/m²），东部 Huangtong 次凹达99.4 mW/m²，与盆地伸展强度呈正相关。

2. 热源机制：排除放射性生热（<2 μW/m³）和岩浆活动影响，证实深部地幔热源主导。

3. HDR系统模型：东部存在由长流组砂岩储层（含基底裂隙岩）、流二段/三段泥岩盖层和地幔热源构成的三元结构，热储温度梯度达4.2°C/100m。

结论与意义

该研究首次量化了福山凹陷热流空间异质性，突破性地提出HDR系统发育模式：① 长流组高孔隙度砂岩与基底裂缝网络构成复合储层；② 流二段致密泥岩发挥热封盖作用；③ 地幔上涌提供持续热输入。这一发现不仅为南海陆缘地热开发提供首选靶区（东部 Huangtong 次凹），其"储层-盖层-热源"三元模型更可为全球类似伸展盆地的地热勘探提供范式。研究团队特别指出，未来需加强人工储层改造（EGS）技术攻关以突破深层低渗透储层开发瓶颈。