渤海湾盆地内黄隆起东斜坡奥陶系岩溶热储地热资源评价

doi:10.19657/j.geoscience.1000-8527.2023.073

摘要/Abstract

摘要：

渤海湾盆地内黄隆起东斜坡断裂构造发育,地热资源丰富,其奥陶系优质岩溶热储分布与城市供暖匹配良好,开展研究区地热资源精细评价对本区岩溶热储的整体开发具有指导意义。本文基于前人研究成果,综合钻井数据与物探等资料,开展岩溶热储空间展布、地温、物性和水化学方面的研究,建立地热田形成的概念模型,并精细评价地热资源量。结果表明,研究区奥陶系岩溶热储平面上分带,呈北东向展布,热储顶面埋深为800~3000 m,具有核部浅、两侧翼部深的特点;纵向上分层,单井含水层为19~43层,累计含水层厚度26.3~137.2 m,主要分布于奥陶系下马家沟组、上马家沟组和峰峰组,其中峰峰组为主力产水层。热储平均孔隙度为3.52%~15.45%,井口水温48~75 ℃,单井水量55~160 m³/h,水化学类型为SO₄·Cl-Ca·Na型,矿化度1830~3560 mg/L。利用热储体积法平面上将研究区分为4个评价单元,垂向上分为5个层段,评价出南乐—濮阳段地热资源总量321亿GJ,可采资源量48.2亿GJ,折合标煤1.65亿t,年可采资源量可满足供暖面积5794万m²,是目前已开发面积393万m²的近15倍,开发潜力巨大。

关键词: 内黄隆起, 奥陶系, 岩溶热储, 形成演化, 资源评价

Abstract:

The eastern slope of Neihuang Uplift develops fault structures and abundant geothermal resources. The distribution of the high-quality karst geothermal reservoir in the Ordovician system matches the demand of urban heating. The refined evaluation of the geothermal resources in the study area will be beneficial to the efficient development and utilization of geothermal resources. In this study, we investigated the karst reservoir distribution, geothermal temperatures, physical properties and hydrochemistry, and the conceptual model of formation of the geothermal field. The amount of geothermal resources was carefully evaluated as well. The results show that (1) the Ordovician karst reservoirs are zoned in the plane and distributed in the northeast direction, with the characteristics of shallow burial in the middle and deep burial in the east and west, and the buried depth of the reservoir is 800-3,000 m. The reservoirs are layered in the longitudinal direction, and single well aquifers can be divided into 19-43 layers, and the accumulative water-bearing thickness is 26.3-137.2 m, mainly been distributed in Lower Majiagou Formation, Upper Majiagou Formation, and Fengfeng Formation, as the main aquifer; (2) the average porosity of the geothermal reservoir is 3.52%-15.45%, and the wellhead water temperature is 48-75 ℃, and the single well water volume is 55-160 m³/h, and the water chemistry type is SO₄·Cl-Ca·Na, and the salinity is 1,830-3,560 mg/L; (3) the geothermal reservoir volume method is used to evaluate the geothermal resources. The total amount of geothermal resources in the Nanle-Puyang section is 32.1 billion GJ, and the recoverable resources are 4.82 billion GJ, which is equivalent to 165 million tons of standard coal. The recoverable resources can satisfy a heating area of 57.94 million square meters. It is nearly fifteen times of the current development area of 3.93 million square meters, with a huge exploitation potential.

Key words: Neihuang Uplift, Ordovician, karst geothermal reservoir, formation and evolution, resourceevaluation

中图分类号:

P314.9

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图/表 8

参考文献 38

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地区	井号	井深(m)	热储层位	取水层段(m)	井口水温(℃)	单井水量(m³/h)	盖层地温梯度(℃/hm)
南乐县城	TC2	2281	O₂f+O₂sm	1766~2281	68.0	126	3.24
	TC3	2480	O₂f+O₂sm	1967~2480	69.0	126	3.24
	FQJD4	2310	O₂f+O₂sm	1768~2310	65.0	126	3.18
	FQJD5	2496	O₂f+O₂sm	1840~2496	65.0	126	3.23
	WCY1	2498	O₂f+O₂sm	1833~2498	63.0	110	3.21
	WCY2	2265	O₂f+O₂sm	2072~2265	70.0	120	3.04
清丰县城	QFTC2	1815	O₂f+O₂sm	1257~1815	55.0	140	3.06
	QY1	1719	O₂f+O₂sm	1165~1719	52.0	160	2.32
	JYHY1	1830	O₂f+O₂sm	1233~1830	55.5	112	3.88
	XBXZ1	1730	O₂f+O₂sm	1266~1730	55.5	120	3.78
	XYD3	1804	O₂f+O₂sm	1450~1804	55.0	122	3.34
	JYC1	1950	O₂f+O₂sm	1472~1950	55.0	120	2.98

地区	井号	井深(m)	热储层位	取水层段(m)	井口水温(℃)	单井水量(m³/h)	盖层地温梯度(℃/hm)
南乐县城	TC2	2281	O₂f+O₂sm	1766~2281	68.0	126	3.24
	TC3	2480	O₂f+O₂sm	1967~2480	69.0	126	3.24
	FQJD4	2310	O₂f+O₂sm	1768~2310	65.0	126	3.18
	FQJD5	2496	O₂f+O₂sm	1840~2496	65.0	126	3.23
	WCY1	2498	O₂f+O₂sm	1833~2498	63.0	110	3.21
	WCY2	2265	O₂f+O₂sm	2072~2265	70.0	120	3.04
清丰县城	QFTC2	1815	O₂f+O₂sm	1257~1815	55.0	140	3.06
	QY1	1719	O₂f+O₂sm	1165~1719	52.0	160	2.32
	JYHY1	1830	O₂f+O₂sm	1233~1830	55.5	112	3.88
	XBXZ1	1730	O₂f+O₂sm	1266~1730	55.5	120	3.78
	XYD3	1804	O₂f+O₂sm	1450~1804	55.0	122	3.34
	JYC1	1950	O₂f+O₂sm	1472~1950	55.0	120	2.98

分区块	面积 (km²)	层段	有效厚度 (m)	孔隙度 (%)	平均温度 (℃)	岩石体积 (10⁶ m³)	水体积 (10⁶ m³)	地热资源总量		可采地热资源总量
分区块	面积 (km²)	层段	有效厚度 (m)	孔隙度 (%)	平均温度 (℃)	岩石体积 (10⁶ m³)	水体积 (10⁶ m³)	地热资源总量 (10¹⁸ J)	折合标准煤 (10⁴ t)	合计 (10¹⁸ J)	折合标准煤 (10⁴ t)
Ⅰ	343.18	O₂f²	0~5	1.2~4.3	62	4758	245	0.5900	2015.72	0.09	302.36
		O₂f¹	0~10	2.0~5.1	63	1797	99	0.2290	782.37	0.03	117.36
		O₂sm²	2~33	1.8~10.7	64	12165	650	1.5800	5398.02	0.24	809.70
		O₂sm¹	1~10	1.5~4.2	64	1811	55	0.2700	922.45	0.04	138.37
		O₂xm²	2~20	1.4~9.6	66	5163	222	0.6800	2323.20	0.10	348.48
Ⅱ	363.11	O₂f²	0~16	2~8.3	59	6838	408	0.8026	2742.06	0.12	411.31
		O₂f¹	0~55	2.8~5.6	59	2685	119	0.3078	1051.59	0.05	157.74
		O₂sm²	10~65	2.1~25.2	61	18126	848	2.1832	7458.83	0.33	1118.82
		O₂sm¹	5~25	1.7~5.7	61	2372	49	0.2742	936.80	0.04	140.52
		O₂xm²	10~32	1.4~10.9	63	8062	307	1.0006	3418.52	0.15	512.78
Ⅲ	830.89	O₂f²	0~9	1.8~6.8	65	16791	958	2.2369	7642.30	0.34	1146.34
		O₂f¹	0~12	2.6~5.2	66	7169	336	0.9595	3278.10	0.14	491.72
		O₂sm²	8~25	2.1~20.1	68	37731	1965	5.2941	18087.12	0.79	2713.07
		O₂sm¹	4~34	1.6~5.2	68	7061	239	0.9632	3290.74	0.14	493.61
		O₂xm²	8~23	1.3~8.1	70	16998	518	2.3952	8183.12	0.36	1227.47
Ⅳ	419.67	O₂f²	0~4	1.0~4.2	110	9354	489	2.3733	8108.30	0.36	1216.25
		O₂f¹	0~12	2.2~4.8	111	4468	333	1.1845	4046.81	0.18	607.02
		O₂sm²	5~32	1.2~10.9	113	21905	1279	5.7885	19776.22	0.87	2966.43
		O₂sm¹	2~15	1.5~4.2	113	4034	178	1.0430	3563.38	0.16	534.51
		O₂xm²	6~18	1.4~6.5	115	7540	277	1.9700	6720.53	0.30	1008.08
总计	1956.85	/	/	/	/	/	9574	32.12	109746.16	4.82	16461.92

分区块	面积 (km²)	层段	有效厚度 (m)	孔隙度 (%)	平均温度 (℃)	岩石体积 (10⁶ m³)	水体积 (10⁶ m³)	地热资源总量		可采地热资源总量
分区块	面积 (km²)	层段	有效厚度 (m)	孔隙度 (%)	平均温度 (℃)	岩石体积 (10⁶ m³)	水体积 (10⁶ m³)	地热资源总量 (10¹⁸ J)	折合标准煤 (10⁴ t)	合计 (10¹⁸ J)	折合标准煤 (10⁴ t)
Ⅰ	343.18	O₂f²	0~5	1.2~4.3	62	4758	245	0.5900	2015.72	0.09	302.36
		O₂f¹	0~10	2.0~5.1	63	1797	99	0.2290	782.37	0.03	117.36
		O₂sm²	2~33	1.8~10.7	64	12165	650	1.5800	5398.02	0.24	809.70
		O₂sm¹	1~10	1.5~4.2	64	1811	55	0.2700	922.45	0.04	138.37
		O₂xm²	2~20	1.4~9.6	66	5163	222	0.6800	2323.20	0.10	348.48
Ⅱ	363.11	O₂f²	0~16	2~8.3	59	6838	408	0.8026	2742.06	0.12	411.31
		O₂f¹	0~55	2.8~5.6	59	2685	119	0.3078	1051.59	0.05	157.74
		O₂sm²	10~65	2.1~25.2	61	18126	848	2.1832	7458.83	0.33	1118.82
		O₂sm¹	5~25	1.7~5.7	61	2372	49	0.2742	936.80	0.04	140.52
		O₂xm²	10~32	1.4~10.9	63	8062	307	1.0006	3418.52	0.15	512.78
Ⅲ	830.89	O₂f²	0~9	1.8~6.8	65	16791	958	2.2369	7642.30	0.34	1146.34
		O₂f¹	0~12	2.6~5.2	66	7169	336	0.9595	3278.10	0.14	491.72
		O₂sm²	8~25	2.1~20.1	68	37731	1965	5.2941	18087.12	0.79	2713.07
		O₂sm¹	4~34	1.6~5.2	68	7061	239	0.9632	3290.74	0.14	493.61
		O₂xm²	8~23	1.3~8.1	70	16998	518	2.3952	8183.12	0.36	1227.47
Ⅳ	419.67	O₂f²	0~4	1.0~4.2	110	9354	489	2.3733	8108.30	0.36	1216.25
		O₂f¹	0~12	2.2~4.8	111	4468	333	1.1845	4046.81	0.18	607.02
		O₂sm²	5~32	1.2~10.9	113	21905	1279	5.7885	19776.22	0.87	2966.43
		O₂sm¹	2~15	1.5~4.2	113	4034	178	1.0430	3563.38	0.16	534.51
		O₂xm²	6~18	1.4~6.5	115	7540	277	1.9700	6720.53	0.30	1008.08
总计	1956.85	/	/	/	/	/	9574	32.12	109746.16	4.82	16461.92