中深层U形地热井供暖工艺模式逐渐成为地热界供暖新的方向。以鄂尔多斯盆地南缘黄陵地区为研究对象,系统分析了研究区中深层地质条件与热储层特征,分析得出研究区地温梯度为3.05℃/100m,属于地温异常地区;其中埋深3 155m的马家沟组具有低渗透率、低孔隙度、无流体或含极少量流体等地质特征,其热储资源总量为3.72×10~(20)J,为良好的热传导型热储层和理想的干热岩类型地热资源层;通过注水换热循环试验、理论分析与同类型已建供暖项目对比研究,得出影响中深层U形地热井出口水温的因素有:入口温度、注水流量(流速)、水平段长度、井深、井眼直径(换热接触面积)、出水井的保温措施等;为有效提高换热效率,以中深层U形地热井裸眼换热工艺为依据,采用注水换热循环方法预测得出运行时水量采取100m~3/h,换热量可达3 128.47kW,单位每延米换热量为427.21W/m。研究成果对鄂尔多斯盆地南缘黄陵地区中深层地热能开发具有重要的借鉴意义。