河南省漯河市地热资源计算

31/35长春工程学院学报(自然科学版) 2013年第14卷第1期ISSN 1009-8984110-113J. Changchun Inst. Tech. (Nat. Sci. Edi. ) ,2013, Vol.14,No. 1CN 22-1323/Ndoi: 10.3969/j. issn. 1009-8984. 2013. 01. 031河南省漯河市地热资源计算古今(河北工程大学资源学院,河北邯郸,056038)摘要:漯河市地热资源属沉积盆地型地热资源。 遵照GB11615- -89《地 热资源地质勘查规范》和DZ40-85《地热资源评价方法》,采用热储法对漯河市地热资源量进行了计算评价,为漯河市地热资源开采提供了储量依据。关键词:地热资源;地热储量;模型中图分类号:TK521文献标志码:A文章编号:1009-8984(2013)01-0110-04地热资源是一种十分宝贵的可再生能源[1 ,其度一般200 ~400 m。自下向上分为孔店组、沙河功能多,用途广,有着广泛的开发利用前景。作为一街组、东营组。种绿色能源,地热在中国已被广泛接受印。随着地孔店组:主要为棕红色泥岩、砂岩和灰白色砂岩热资源的普遍开发,对地热资源储量的计算和评价夹灰绿色泥岩、炭质页岩、油页岩及煤层,其中上部显得越来越迫切和重要。本文采用热储法对漯河市含有石膏,与下伏二迭系呈角度不整合接触。地热资源量进行了计算评价,为漯河市地热资源开沙河街组:主要岩性为棕红色、褐灰色、灰绿色采提供了储量依据。泥岩、灰白色砂岩,局部夹薄层油页岩。东营组:属浅湖相沉积建造,岩性由灰绿色、灰1地热田地质背 景条件色、棕红色泥岩与细砂岩、粉砂岩、含砾砂岩互层1.1地层组成。地热田位于中朝准地台华北坳陷南部的周口凹(5)新近系:新近系为区域性坳陷型河湖相沉陷内,根据钻孔所揭露的地层由老到新分述如下:积,在区域上自西而东,地层由薄变厚,沉积了一套(1)寒武系(∈):为泥质灰岩、泥质粉砂岩、石英以砂质岩为主的正韵律层剖面组合,底板埋深为砂岩、白云质灰岩、鲕状灰岩、厚300~500 m。在地1 300~1 600 m。区内厚度1 200~1 400 m。由下热田西部寒武系(∈)西部埋藏较浅,一般在1 400~而上分为馆陶组和明化镇组。1 500 m,由西向东埋深逐渐增大到3 400~3 500 m。馆陶组:岩性为-套下粗上细砂岩层。本组厚(2)石炭系(C):厚度仅在60~80 m之间,岩性度在150~250 m之间。为铁铝页岩.石灰岩、砂页岩和煤层,是华北地区主明化镇组:岩性为砂、泥岩互层。本组厚度在.要成煤时期。在地热田西部缺失,东部埋深3300~1 100~1 200 m之间。3400m,与下部寒武系呈不整合接触。(6)第四系:第四系厚100~210 m左右,是一(3)二叠系(P):为砂岩、粉砂质泥岩和泥质岩套粉质黏土、粉土及砂层所组成的松散堆积物。夹煤层及长石石英砂岩,厚1 155~1 330 m。在地1.2 构造热田西部缺失,东部分布比较普遍,埋深2 000~地热田在区域构造上处于中朝准地台华北坳陷2 200 m.的周口凹陷,周口凹陷断裂比较发育,对本区有影响(4)古近系:顶板埋深1300~1 600 m,区内厚的断裂均为隐伏断裂,可划分为东西向和南北向两个断裂带。中国煤化工收稿日期:2012-10-12漯河地HCNMHG硕山一郾城凸作者简介:古今(1986-),女(汉) ,河南武陟,硕士起之东端(图1)。主要研究矿山地质环境。古今:河南省漯河市地热资源计算1112地热田热储特征及其埋藏条件业上二山地热田具有供热意义的热储层为新近系热储层Fe平顶山邸女城凸起廊城和古近系热储层。2.1新近系热储漯河新近系由下而上分为馆陶组和明化镇组。横剖面图见图2,纵剖面图见图3.馆陶组热储:热储层厚度为30~70 m,岩性为细砂、粉砂、中砂。明化镇组热储:热储层厚度为100~200 m,岩图1郾城凸起边界示意圉性为细砂、粉砂、中砂,温度40~57 C._90°人民路与验大东海金运京珠J庄体育中心电视台。 军转站。山峰交叉口 饭店。肉食.. 高速找子路村拐张村(测点号)10 11 12141511617181920212223巨500篆1 0o0N1 500_B2 000圄2地热田 新近系横剖面围.90°。3地热资 源计算与评价3.1概念模型豢! 00漯河市地热资源类型属沉积盆地型。根据比例R0.51 kmDZ40- -85《地热资源评价方法》评价热储的规定,本圄3地热田新近系纵剖面图次地热资源计算的目的层为大于40C的低温地热资源储层,相应的埋藏深度为600 m以上。从上到2.2古近系热储下可划分为新近系热储层、黏土层、古近系热储存古近系自下向上分为孔店组、沙河街组、东层。地热田的盖层由新近系上部多旋回厚层黏性岩土组成。新近系热储由新近系砂岩层组成,古近系营组。热储层厚度为40~60 m,岩性为细砂、粉热储由古近系砂岩组成。热流体通道主要为砂岩孔砂。横剖面图见图4,纵剖面图见图5,温度70°隙和裂隙,地热田的热源来源于深部的热传导,属传导性地热资源。为方便地热资源计算,将新近系砂以上。岩层沉积结构，简化为在平面上无限伸展、在垂向上视为一个统一热流体通道,其上部为盖层、下部为相90对隔水的黏土岩层所组成的三层结构系统的概念模氯盟4E目型;将古近系砂岩层沉积结构，简化为在平面上以比例RO JkmF、F2、Fs断裂为透水界、在垂向上视为一个统一热.流体通道,其上下为相对隔水的黏土岩层所组成的圄4地热田 古近系横剖面图三层结构系统的概念模型。由于断裂分割的影响,90°在断层以外古近系的厚度增大,本次计算仅作透水e1 000边界处理。热源为地球内部的高温热能以传导、对g1 500流的方式向地表传递。瑟2 0EP+C3.2热储 中的地热储量计算比例尺9」km采用热储中国煤化工n古近系热储图5地热田古近系纵剖面图中的地热储量HCNMH G热储法的地热储量按式(1)计算112长春工程学院学报(自然科学版)2013,14(1)Qk = CAd(t,一,)(1)孔险度/%式中:QR.地热储量,kcal;年一 r20_热储面积,m2;d-- 热储厚度,m;1 500热储热度,C;t;一-基准温度(即当地地下恒温层温度或年平均气温),C;2 000C--热储岩石和水的平均热容量,kcal/(m'旦●'C),由式(2)求出。怒2500C=pc●.c.(1-φ) + pwcu$ .(2)式中:pc、Pw".分别为岩石和水的密度,kg/m3;3 000C.、Cw":分别为岩石及水的比热容,kcal/.济阳拗陷(kg●"C);一冀中拗陷3 500φ一岩石的孔隙度,%.将式(2)代人式(1)即得式(3):(b)华北盆地新生界泥岩孔隙度-深度曲线Qk= Ad[p.c(1-φ) +pw cw$)](t,一t,)图6新生界矽岩、泥岩孔隙度一深度统计曲线(3)参数确定:面积以漯河规划区74 km2计算;新新近系底板埋深1 300~1 600 m,φ值取30%; .近系热储厚度140.0 m;古近系热储厚度50 m;新古近系底板埋深1500~2 000 m,φ值取20%.近系热储温度为50 C,古近系热储温度为80 C ;基热储中地热储量计算结果:新近系地热储量为准温度取17 C;据DZ40--85《地热资源评价方法》7.979 96X1011 MJ,古近系地热储量为4. 055 89X表4查得:C.为0.21,cw为1(kcal/kg. "C);p.取1. 75,pw取1(g/cm'),岩石的孔隙度(面)参考《中国1011 MJ.地热资源形成特点及潜力评估》建立的新生界砂岩、3.3热储 中的地热流体储存量计算泥岩孔隙度--深度统计曲线。本次计算采用的孔隙储存的地热流体量计算公式如下:度值从统计曲线量取(图6)。Q# = Fdφ式中:Q#-地热流体 储存量,m';孔隙度/%00 r10_ 2030 40， 50F--热储面积,m2;含水层厚度,m;. 孔隙度,%。1000参数确定:热储面积:74 km2 ;含水层厚度:新E近系140 m,古近系50 m;孔隙度:新近系30%,古这1500近系20%.热储中地热流体储量计算结果:新近系地热储量为3. 108X109 m' ,古近系地热储量为7.40X10* m'。3.4热储中的地热流体可开采的计算2 500L采用水热均衡方法求出的可开采量结果如(a)华北盆地新生界砂岩孔踪度-谍度曲线表1。表1地热流体可开采计算结果含水层厚度最大降深渗透系数可开采量热储层.m面积/m2/km2水力坡度/%补给带 宽度/m/m.d-1μ/10-m/106 m'●a1新近系40500. 1048 6000.61.7.841. 50古近系74中国煤化工0. 26合计MHCNMH G_1.76古今:河南省漯河市地热资源计算1133.5 热储中可利用的热量和热能量t的计算Q并--地热流体可开采量,m2 /d;热储中可利用的热量和热能量以可开采的地热to--热储温度,C;流体量释放的热量和热能量来计算。热储基准温度,C;即:Q,= 4.186.(t-4o) : AQ妊Q一-地热流体可释放的热量,MJ;86 400t-一计算年限,取 100 a.Q= 4.186X (tp -to) Xt勘查区热储可利用的热量和热能计算结果见式中:QA-一地热流体可利用的热能量,MW;表2。表2热储中可利用的热和热能计算成果表热储类型热储温度Ta/C基准温度to/C Q允开/106 m3●a1Qs/MW年限/aQ/10* MJ新近系5171.50.6.57100207 20古近系0.261.83 .合计1.768.40264 883. 68X107 kg/a煤燃烧释放的热量。4结语本次勘查初步查明漯河市规划区地热流体可开参考文献采量(D+E)8.40 MW。其中D级[(新近系热储)[1]廖忠礼,张予杰，陈文彬,等.地热资源的特点及可持续开发利用[J].中国矿业,2006,15(10):8-9.资源量6. 57 MW,E级(古近系热储)资源量[2]郑克梭.促进地热可再生能源的勘查开发[J].水文地质1. 83 MW,为- -小型地热田。按开采100 a计算,温工程地质,2006 ,33(4):1.热水可开采量为1. 76X10* m'/a,释放的热量为[3] DZ40- -85,地热资源评价方法[S].2.64X108 MJ/a,相应的热能为8.40MW,相当于[4]GB11615--89,地热资源地质勘查规范[S]..Geothermal resource algorithm of Luohe city Henan provinceGU Jin(College of Resource ,Hebei University of Engineering ,Hebei Handan 056038 ,China)Abstract: The geothermal resource in Luohe city is belong to sedimentary basin type. Accoding toGB11615- -89 Geologic Exploration Standard of Geothermal Resources and DZ40- -85 Geothermal re-sources evaluation method,in this paper , the writer adopts geothermal reservoir method to calculate Luohegeothermal resource , providing the basis for the Geothermal resource exploitation of in Luohe city.Key words: geothermal resource; geothermal reservoir ; model中国煤化工MHCNMH G