地?zé)豳Y源開(kāi)發(fā)利用
聊城市城區(qū)地?zé)岬刭|(zhì)特征與地?zé)豳Y源開(kāi)發(fā)利用
文章來(lái)源:地大熱能 發(fā)布作者: 發(fā)表時(shí)間:2021-11-10 16:45:22瀏覽次數(shù):2101
聊城市位于山東省西部,歷史悠久,享有“古運(yùn)之都,江北水城”之稱。聊城市城區(qū)具有地?zé)豳Y源形成的天然條件,地?zé)豳Y源豐富。近年來(lái)聊城市城區(qū)地?zé)豳Y源開(kāi)發(fā)利用規(guī)模不斷增大,在供暖、醫(yī)療洗浴、旅游開(kāi)發(fā)等方面得到廣泛利用??茖W(xué)、合理地開(kāi)發(fā)利用地?zé)?/a>資源,對(duì)發(fā)展經(jīng)濟(jì)、保護(hù)環(huán)境、提高人民生活水平具有重要的意義。
1 區(qū)域地質(zhì)背景聊城市城區(qū)大地構(gòu)造位于魯中隆起與臨清拗陷結(jié)合部,臨清拗陷的東南邊緣,聊考斷裂的西側(cè)。
1.1 地層。
受區(qū)域構(gòu)造影響,聊考斷裂以西沉積了巨厚的新生界地層,厚度在3000m以上。東側(cè)發(fā)育有古生界奧陶系、石炭—二疊系及新生界地層,新生界地層厚度不足千米。
奧陶系:巖性以層狀灰?guī)r、泥灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r為主。
石炭—二疊系:巖性以砂巖、泥巖夾煤層為主。
聊城市城區(qū)地?zé)岬刭|(zhì)特征與地?zé)豳Y源開(kāi)發(fā)利用斷裂西側(cè)沉積了巨厚的新近系、古近系地層;斷裂東側(cè)缺失古近系地層,新近系地層發(fā)育也不完全,下伏石炭—二疊系地層。在古潛山石炭—二疊系地層缺失。據(jù)聊考斷裂東側(cè)聊古1井資料,新近系館陶組發(fā)育厚度僅41m,且直接覆蓋于奧陶系地層之上。
聊城市城區(qū)位于聊考斷裂西側(cè),地?zé)崴?/a>主要為新近系館陶組和古近系東營(yíng)組碎屑巖類(lèi)裂隙-孔隙水。受聊考斷裂及其影響,熱儲(chǔ)層埋藏深度由南東向北西方向逐漸增大,熱儲(chǔ)層厚度亦有自東向西、由南向北逐漸變厚的規(guī)律。
2.1 熱儲(chǔ)層。
(1)新近系館陶組熱儲(chǔ)層。
館陶組熱儲(chǔ)層為城區(qū)主采熱儲(chǔ)層之一,熱儲(chǔ)層呈層狀展布,含水層巖性以中粗砂巖、含礫粗砂巖為主。熱儲(chǔ)層頂界埋深為900~1100m,底界埋深1200~1400m,厚度300~400m,鉆孔揭露砂巖累計(jì)厚度100m左右,孔隙度30%左右。熱儲(chǔ)層地?zé)崴疁囟?/a>為45℃~53.5℃;單井涌水量502.82m3/d(聊大地?zé)峋?/a>)。
(2)古近系東營(yíng)組熱儲(chǔ)層?xùn)|營(yíng)組熱儲(chǔ)層為城區(qū)主采熱儲(chǔ)層之一,巖性為砂巖、泥巖的交互沉積,底界埋深1600~1700m(昌潤(rùn)金地?zé)峋?/a>1606.67m未揭穿),揭露最大厚度238.26m(鑫城地?zé)?/a>井),砂巖累計(jì)厚度115m左右,孔隙度26%左右;單井涌水量979.20~1623.272m3/d。
2.2 蓋層。
館陶組熱儲(chǔ)蓋層為其上的第四系和新近系明化鎮(zhèn)組地層,總厚度940~1100m。東營(yíng)組熱儲(chǔ)蓋層為其上的館陶組、明化鎮(zhèn)組、第四系等。蓋層巖性由多層粘性土、砂性土、砂層、泥巖及砂巖組成,隔熱性能好,為良好的熱儲(chǔ)保溫層。
2.3 熱源及通道。
熱源主要來(lái)自正常的地殼深部熱流,以正常地溫傳導(dǎo)為主。另外,深部熱流通過(guò)聊考斷裂上涌也是重要的增溫熱源;同時(shí),聊考斷裂活動(dòng)產(chǎn)生的熱能也是補(bǔ)給熱源之一。聊百大與聊大地?zé)峋?/a>取水層位相當(dāng),出水口溫度低5℃,昌潤(rùn)金地?zé)峋?/a>與美景地?zé)?/a>井取水層位相當(dāng),出水口溫度低2℃~3℃,為聊考斷裂溝通深部熱源的佐證。
新近系館陶組熱儲(chǔ)層和古近系東營(yíng)組熱儲(chǔ)層地?zé)崴?/a>以緩慢徑流補(bǔ)給為主,據(jù)同位素分析地?zé)崴?/a>來(lái)自大氣降水,從西、西南部經(jīng)緩慢徑流補(bǔ)給本區(qū)。
聊大、聊百大地?zé)峋?a href="http://www.tja100.com.cn/t/開(kāi)采.html" >開(kāi)采層位為新近系館陶組,其地?zé)崴?a href="http://www.tja100.com.cn/t/化學(xué)特征.html" >化學(xué)特征:地?zé)崴V化度為8283.42mg/L、3969.6 mg/L,屬咸水;pH值為7.3、7.9,屬中性水;總硬度(以CaCO3計(jì))為1349.40 mg/L,398.66 mg/L,屬極硬水、硬水;水化學(xué)類(lèi)型均屬Cl?SO4-Na、SO4?Cl-Na型水。
美景、鑫城、昌潤(rùn)金地?zé)峋?a href="http://www.tja100.com.cn/t/開(kāi)采.html" >開(kāi)采層位為新近系館陶組和古近系東營(yíng)組混合地?zé)崴Y源,其地?zé)崴?a href="http://www.tja100.com.cn/t/化學(xué)特征.html" >化學(xué)特征為:地?zé)崴V化度為5035.87~10120.76mg/L,屬咸水-鹽水;總硬度為718.06~1496.61mg/L,屬極硬水;水化學(xué)類(lèi)型屬Cl?SO4-Na型、Cl-Na型水。
(2)有益的組份或離子地?zé)崴泻卸喾N對(duì)人體有益的組分或離子,其中館陶組地?zé)崴墟J含量已達(dá)到命名礦水濃度(聊大地?zé)峋?,偏硅酸、碘含量達(dá)到礦水濃度,偏硼酸、氟含量達(dá)到了有醫(yī)療價(jià)值濃度,聊百大地?zé)峋幸娼M份或離子濃度遠(yuǎn)低于聊大地?zé)峋?/div>
館陶組與東營(yíng)組熱儲(chǔ)混合開(kāi)采的美景地?zé)峋J?碘含量達(dá)到命名礦水濃度。溴?偏硅酸達(dá)到礦水濃度,偏硼酸達(dá)到有醫(yī)療價(jià)值濃度。昌潤(rùn)金與鑫城地?zé)峋幸娼M分或離子含量相近,碘、偏硼酸、偏硅酸達(dá)到礦水濃度,還含有其它有益組分或離子。
(3)離子的分布特征。
館陶組與東營(yíng)組熱儲(chǔ)混合開(kāi)采時(shí),靠近聊考斷裂地?zé)峋瘜W(xué)類(lèi)型簡(jiǎn)單,為Cl-Na型(美景地?zé)峋h(yuǎn)離聊考斷裂為Cl?SO4-Na型(昌潤(rùn)金、鑫城地?zé)峋?。地?zé)崴杏幸娼M份或離子濃度亦顯示靠近聊考斷裂濃度值高。如館陶組熱儲(chǔ)鍶(聊大地?zé)峋^陶組與東營(yíng)組混合熱儲(chǔ)鍶?
碘(美景地?zé)峋┖窟_(dá)到命名礦水濃度。為聊考斷裂傳導(dǎo)深部熱、液及有益組分或離子的有力佐證。
4 可采資源量。
(1)地?zé)豳Y源可開(kāi)采量估算。
根據(jù)美景、昌潤(rùn)金、鑫城地?zé)峋畬?duì)館陶組和東營(yíng)組熱儲(chǔ)混合開(kāi)采估算的單位面積可利用的地?zé)豳Y源量為2.7448×109~5.080×109J/m2,平均4.0437×109J/m2,聊城市城區(qū)面積以54.31km2進(jìn)行估算,聊城市城區(qū)可開(kāi)采地?zé)?/a>資源量為2.196×1014kJ,折合標(biāo)準(zhǔn)煤750.40×104t。
(2)地?zé)崴砷_(kāi)采量估算。
根據(jù)美景、鑫城、昌潤(rùn)等地?zé)峋?a href="http://www.tja100.com.cn/t/抽水試驗(yàn).html" >抽水試驗(yàn)資料,降深20m時(shí)的地?zé)崴试S開(kāi)采量為987.84~1623.27m3/d,平均單井允許開(kāi)采量為1287.66m3/d[2]
;地?zé)峋侠砭酁?785.2~2489.92m,平均為2217.6m。估算可布設(shè)地?zé)峋?4眼,城區(qū)地?zé)崴砷_(kāi)采量為1.803×104m3/d,合658.1×104m3/a。
5 地?zé)豳Y源開(kāi)發(fā)利用的幾點(diǎn)建議。
(1)地?zé)豳Y源勘查。
聊城市城區(qū)地?zé)?a href="http://www.tja100.com.cn/t/資源.html" >資源主要賦存于新近系館陶組和古近系東營(yíng)組砂巖中,并與泥巖互層,斷裂構(gòu)造會(huì)破壞其連續(xù)性,降低含水性能,因此在地?zé)峋荚O(shè)時(shí)應(yīng)盡可能地避開(kāi)斷裂構(gòu)造。
地?zé)豳Y源開(kāi)采時(shí)應(yīng)根據(jù)對(duì)水溫的要求不同,分層、分段開(kāi)采地?zé)?/a>水。合理布設(shè)地?zé)峋瑖?yán)控單井允許開(kāi)采量。
(3)地?zé)崴?a href="http://www.tja100.com.cn/t/綜合利用.html" >綜合利用。
根據(jù)地?zé)崴疁鼐C合梯級(jí)利用地?zé)豳Y源,充分發(fā)揮地?zé)崴膬r(jià)值。以美景地?zé)峋疄槔槿〉牡責(zé)崴?6℃~58℃)經(jīng)處理后進(jìn)行供暖,供暖回水(42℃左右)進(jìn)行洗浴,洗浴廢水(<35℃)用來(lái)沖洗馬桶等。
地?zé)崴糜?a href="http://www.tja100.com.cn/t/供暖.html" >供暖、洗浴外,經(jīng)適當(dāng)處理后還可用于熱帶魚(yú)養(yǎng)殖、溫室花卉種植、灌溉等。
(4)地?zé)豳Y源保護(hù)。
地?zé)崴Y源并不是取之不盡用之不竭的,不合理開(kāi)采,很容易破壞熱儲(chǔ)層,且難以恢復(fù),并誘發(fā)次生災(zāi)害。
在利用地?zé)豳Y源造福人類(lèi)的同時(shí)還要注重對(duì)其進(jìn)行保護(hù),控制開(kāi)采量、進(jìn)行回灌是保護(hù)地?zé)豳Y源比較有效的方法。
6 結(jié)論。
(1)聊城市城區(qū)開(kāi)發(fā)利用的地?zé)豳Y源為聊考斷裂以西的新近系館陶組和古近系東營(yíng)組熱儲(chǔ)層。館陶組熱儲(chǔ)溫度45℃~50℃,礦化度2.97~8.23g/L,單井涌水量502.82m3/d,水化學(xué)類(lèi)型為Cl?SO4-Na。館陶組與東營(yíng)組混合熱儲(chǔ)溫度51℃~58℃,礦化度5.05~10.12g/L,單井涌水量979.20~1623.272m3/d,水化學(xué)類(lèi)型Cl?SO4-Na型、Cl-Na型水。
(2)聊考斷裂溝通了深部熱源,開(kāi)采層位相同時(shí),從聊考斷裂向西水溫逐漸降低,地?zé)崴蠸r、I等有益元素含量降低,水化學(xué)類(lèi)型變復(fù)雜。
(3)新近系館陶組和古近系東營(yíng)組熱儲(chǔ)補(bǔ)給非常緩慢,開(kāi)采利用時(shí)應(yīng)合理布設(shè)井位、控制單井開(kāi)采量,有條件時(shí)應(yīng)進(jìn)行回灌補(bǔ)源,防止過(guò)量開(kāi)采造成熱儲(chǔ)層不可逆轉(zhuǎn)的惡化,避免次生災(zāi)害的發(fā)生。
(4)地?zé)豳Y源十分寶貴,開(kāi)采的地?zé)崴M可能地進(jìn)行綜合梯級(jí)利用,充分發(fā)揮地?zé)崴畠r(jià)值,服務(wù)于經(jīng)濟(jì)及工農(nóng)業(yè)發(fā)展,造福地方人民。