河南省漯河市地熱資源計算

31/35長(cháng)春工程學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)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河南省漯河市地熱資源計算古今(河北工程大學(xué)資源學(xué)院,河北邯鄲,056038)摘要:漯河市地熱資源屬沉積盆地型地熱資源。 遵照GB11615- -89《地 熱資源地質(zhì)勘查規范》和DZ40-85《地熱資源評價(jià)方法》,采用熱儲法對漯河市地熱資源量進(jìn)行了計算評價(jià),為漯河市地熱資源開(kāi)采提供了儲量依據。關(guān)鍵詞:地熱資源;地熱儲量;模型中圖分類(lèi)號:TK521文獻標志碼:A文章編號:1009-8984(2013)01-0110-04地熱資源是一種十分寶貴的可再生能源[1 ,其度一般200 ~400 m。自下向上分為孔店組、沙河功能多,用途廣,有著(zhù)廣泛的開(kāi)發(fā)利用前景。作為一街組、東營(yíng)組。種綠色能源,地熱在中國已被廣泛接受印。隨著(zhù)地孔店組:主要為棕紅色泥巖、砂巖和灰白色砂巖熱資源的普遍開(kāi)發(fā),對地熱資源儲量的計算和評價(jià)夾灰綠色泥巖、炭質(zhì)頁(yè)巖、油頁(yè)巖及煤層,其中上部顯得越來(lái)越迫切和重要。本文采用熱儲法對漯河市含有石膏,與下伏二迭系呈角度不整合接觸。地熱資源量進(jìn)行了計算評價(jià),為漯河市地熱資源開(kāi)沙河街組:主要巖性為棕紅色、褐灰色、灰綠色采提供了儲量依據。泥巖、灰白色砂巖,局部夾薄層油頁(yè)巖。東營(yíng)組:屬淺湖相沉積建造,巖性由灰綠色、灰1地熱田地質(zhì)背 景條件色、棕紅色泥巖與細砂巖、粉砂巖、含礫砂巖互層1.1地層組成。地熱田位于中朝準地臺華北坳陷南部的周口凹(5)新近系:新近系為區域性坳陷型河湖相沉陷內,根據鉆孔所揭露的地層由老到新分述如下:積,在區域上自西而東,地層由薄變厚,沉積了一套(1)寒武系(∈):為泥質(zhì)灰巖、泥質(zhì)粉砂巖、石英以砂質(zhì)巖為主的正韻律層剖面組合,底板埋深為砂巖、白云質(zhì)灰巖、鮞狀灰巖、厚300~500 m。在地1 300~1 600 m。區內厚度1 200~1 400 m。由下熱田西部寒武系(∈)西部埋藏較淺,一般在1 400~而上分為館陶組和明化鎮組。1 500 m,由西向東埋深逐漸增大到3 400~3 500 m。館陶組:巖性為-套下粗上細砂巖層。本組厚(2)石炭系(C):厚度僅在60~80 m之間,巖性度在150~250 m之間。為鐵鋁頁(yè)巖.石灰巖、砂頁(yè)巖和煤層,是華北地區主明化鎮組:巖性為砂、泥巖互層。本組厚度在.要成煤時(shí)期。在地熱田西部缺失,東部埋深3300~1 100~1 200 m之間。3400m,與下部寒武系呈不整合接觸。(6)第四系:第四系厚100~210 m左右,是一(3)二疊系(P):為砂巖、粉砂質(zhì)泥巖和泥質(zhì)巖套粉質(zhì)黏土、粉土及砂層所組成的松散堆積物。夾煤層及長(cháng)石石英砂巖,厚1 155~1 330 m。在地1.2 構造熱田西部缺失,東部分布比較普遍,埋深2 000~地熱田在區域構造上處于中朝準地臺華北坳陷2 200 m.的周口凹陷,周口凹陷斷裂比較發(fā)育,對本區有影響(4)古近系:頂板埋深1300~1 600 m,區內厚的斷裂均為隱伏斷裂,可劃分為東西向和南北向兩個(gè)斷裂帶。中國煤化工收稿日期:2012-10-12漯河地HCNMHG碩山一郾城凸作者簡(jiǎn)介:古今(1986-),女(漢) ,河南武陟,碩士起之東端(圖1)。主要研究礦山地質(zhì)環(huán)境。古今:河南省漯河市地熱資源計算1112地熱田熱儲特征及其埋藏條件業(yè)上二山地熱田具有供熱意義的熱儲層為新近系熱儲層Fe平頂山邸女城凸起廊城和古近系熱儲層。2.1新近系熱儲漯河新近系由下而上分為館陶組和明化鎮組。橫剖面圖見(jiàn)圖2,縱剖面圖見(jiàn)圖3.館陶組熱儲:熱儲層厚度為30~70 m,巖性為細砂、粉砂、中砂。明化鎮組熱儲:熱儲層厚度為100~200 m,巖圖1郾城凸起邊界示意圉性為細砂、粉砂、中砂,溫度40~57 C._90°人民路與驗大東海金運京珠J莊體育中心電視臺。 軍轉站。山峰交叉口 飯店。肉食.. 高速找子路村拐張村(測點(diǎn)號)10 11 12141511617181920212223巨500篆1 0o0N1 500_B2 000圄2地熱田 新近系橫剖面圍.90°。3地熱資 源計算與評價(jià)3.1概念模型豢! 00漯河市地熱資源類(lèi)型屬沉積盆地型。根據比例R0.51 kmDZ40- -85《地熱資源評價(jià)方法》評價(jià)熱儲的規定,本圄3地熱田新近系縱剖面圖次地熱資源計算的目的層為大于40C的低溫地熱資源儲層,相應的埋藏深度為600 m以上。從上到2.2古近系熱儲下可劃分為新近系熱儲層、黏土層、古近系熱儲存古近系自下向上分為孔店組、沙河街組、東層。地熱田的蓋層由新近系上部多旋回厚層黏性巖土組成。新近系熱儲由新近系砂巖層組成,古近系營(yíng)組。熱儲層厚度為40~60 m,巖性為細砂、粉熱儲由古近系砂巖組成。熱流體通道主要為砂巖孔砂。橫剖面圖見(jiàn)圖4,縱剖面圖見(jiàn)圖5,溫度70°隙和裂隙,地熱田的熱源來(lái)源于深部的熱傳導,屬傳導性地熱資源。為方便地熱資源計算,將新近系砂以上。巖層沉積結構，簡(jiǎn)化為在平面上無(wú)限伸展、在垂向上視為一個(gè)統一熱流體通道,其上部為蓋層、下部為相90對隔水的黏土巖層所組成的三層結構系統的概念模氯盟4E目型;將古近系砂巖層沉積結構，簡(jiǎn)化為在平面上以比例RO JkmF、F2、Fs斷裂為透水界、在垂向上視為一個(gè)統一熱.流體通道,其上下為相對隔水的黏土巖層所組成的圄4地熱田 古近系橫剖面圖三層結構系統的概念模型。由于斷裂分割的影響,90°在斷層以外古近系的厚度增大,本次計算僅作透水e1 000邊界處理。熱源為地球內部的高溫熱能以傳導、對g1 500流的方式向地表傳遞。瑟2 0EP+C3.2熱儲 中的地熱儲量計算比例尺9」km采用熱儲中國煤化工n古近系熱儲圖5地熱田古近系縱剖面圖中的地熱儲量HCNMH G熱儲法的地熱儲量按式(1)計算112長(cháng)春工程學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版)2013,14(1)Qk = CAd(t,一,)(1)孔險度/%式中:QR.地熱儲量,kcal;年一 r20_熱儲面積,m2;d-- 熱儲厚度,m;1 500熱儲熱度,C;t;一-基準溫度(即當地地下恒溫層溫度或年平均氣溫),C;2 000C--熱儲巖石和水的平均熱容量,kcal/(m'旦●'C),由式(2)求出。怒2500C=pc●.c.(1-φ) + pwcu$ .(2)式中:pc、Pw".分別為巖石和水的密度,kg/m3;3 000C.、Cw":分別為巖石及水的比熱容,kcal/.濟陽(yáng)拗陷(kg●"C);一冀中拗陷3 500φ一巖石的孔隙度,%.將式(2)代人式(1)即得式(3):(b)華北盆地新生界泥巖孔隙度-深度曲線(xiàn)Qk= Ad[p.c(1-φ) +pw cw$)](t,一t,)圖6新生界矽巖、泥巖孔隙度一深度統計曲線(xiàn)(3)參數確定:面積以漯河規劃區74 km2計算;新新近系底板埋深1 300~1 600 m,φ值取30%; .近系熱儲厚度140.0 m;古近系熱儲厚度50 m;新古近系底板埋深1500~2 000 m,φ值取20%.近系熱儲溫度為50 C,古近系熱儲溫度為80 C ;基熱儲中地熱儲量計算結果:新近系地熱儲量為準溫度取17 C;據DZ40--85《地熱資源評價(jià)方法》7.979 96X1011 MJ,古近系地熱儲量為4. 055 89X表4查得:C.為0.21,cw為1(kcal/kg. "C);p.取1. 75,pw取1(g/cm'),巖石的孔隙度(面)參考《中國1011 MJ.地熱資源形成特點(diǎn)及潛力評估》建立的新生界砂巖、3.3熱儲 中的地熱流體儲存量計算泥巖孔隙度--深度統計曲線(xiàn)。本次計算采用的孔隙儲存的地熱流體量計算公式如下:度值從統計曲線(xiàn)量取(圖6)。Q# = Fdφ式中:Q#-地熱流體 儲存量,m';孔隙度/%00 r10_ 2030 40， 50F--熱儲面積,m2;含水層厚度,m;. 孔隙度,%。1000參數確定:熱儲面積:74 km2 ;含水層厚度:新E近系140 m,古近系50 m;孔隙度:新近系30%,古這1500近系20%.熱儲中地熱流體儲量計算結果:新近系地熱儲量為3. 108X109 m' ,古近系地熱儲量為7.40X10* m'。3.4熱儲中的地熱流體可開(kāi)采的計算2 500L采用水熱均衡方法求出的可開(kāi)采量結果如(a)華北盆地新生界砂巖孔蹤度-諜度曲線(xiàn)表1。表1地熱流體可開(kāi)采計算結果含水層厚度最大降深滲透系數可開(kāi)采量熱儲層.m面積/m2/km2水力坡度/%補給帶 寬度/m/m.d-1μ/10-m/106 m'●a1新近系40500. 1048 6000.61.7.841. 50古近系74中國煤化工0. 26合計MHCNMH G_1.76古今:河南省漯河市地熱資源計算1133.5 熱儲中可利用的熱量和熱能量t的計算Q并--地熱流體可開(kāi)采量,m2 /d;熱儲中可利用的熱量和熱能量以可開(kāi)采的地熱to--熱儲溫度,C;流體量釋放的熱量和熱能量來(lái)計算。熱儲基準溫度,C;即:Q,= 4.186.(t-4o) : AQ妊Q一-地熱流體可釋放的熱量,MJ;86 400t-一計算年限,取 100 a.Q= 4.186X (tp -to) Xt勘查區熱儲可利用的熱量和熱能計算結果見(jiàn)式中:QA-一地熱流體可利用的熱能量,MW;表2。表2熱儲中可利用的熱和熱能計算成果表熱儲類(lèi)型熱儲溫度Ta/C基準溫度to/C Q允開(kāi)/106 m3●a1Qs/MW年限/aQ/10* MJ新近系5171.50.6.57100207 20古近系0.261.83 .合計1.768.40264 883. 68X107 kg/a煤燃燒釋放的熱量。4結語(yǔ)本次勘查初步查明漯河市規劃區地熱流體可開(kāi)參考文獻采量(D+E)8.40 MW。其中D級[(新近系熱儲)[1]廖忠禮,張予杰，陳文彬,等.地熱資源的特點(diǎn)及可持續開(kāi)發(fā)利用[J].中國礦業(yè),2006,15(10):8-9.資源量6. 57 MW,E級(古近系熱儲)資源量[2]鄭克梭.促進(jìn)地熱可再生能源的勘查開(kāi)發(fā)[J].水文地質(zhì)1. 83 MW,為- -小型地熱田。按開(kāi)采100 a計算,溫工程地質(zhì),2006 ,33(4):1.熱水可開(kāi)采量為1. 76X10* m'/a,釋放的熱量為[3] DZ40- -85,地熱資源評價(jià)方法[S].2.64X108 MJ/a,相應的熱能為8.40MW,相當于[4]GB11615--89,地熱資源地質(zhì)勘查規范[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中國煤化工MHCNMH G