开发洪洞地热资源实现节能减排

刘文云

1 勘查区概述

洪洞地热资源勘查区位于洪洞县汾河两岸一带,行政隶属于洪洞县大槐树镇、辛村、明姜镇、甘亭镇等管辖。地理坐标为 ：东经 111°34′09″～ 111°47′37″;北纬 36°09′59″～ 36°23′18″。勘查区呈四边形、东西 20 km,南北 25 km,面积 500 km2左右 。

祁临高速公路、省道一二级公路及南同蒲铁路从勘查区内通过,纵贯本区南北。各县、乡之间均有公路相通,交通十分便利。

本区属季风型大陆性气候。区内多年平均降雨量454.7 mm,6～9月降雨占全年总量的 69%。境内河流均属汾河水系,汾河主干流流经勘查区中部,较大的支流有洪安河、曲亭河、峪里河、三交河、午阳河等8条,常年有水河有汾河、三交河、洪安河,其余均属时令河。

2 地热地质

2.1 物探、钻探分析

洪洞地热田储热构造属断陷盆地型,储热具备盖层、热储层、热流体通道和热源 4个条件。通过对洪洞勘查区物探、钻探及综合分析,勘查区圈定地热田面积 323 km2。地热田热储类型为奥陶系岩溶热储,奥陶系岩溶热储低温热水 75℃。地热田受基底深大断裂控制,北东向断裂是主要热通道,山前深大断裂是大气降水参于深循环的通道,地幔上隆导致裂谷中大地热流值增高是主要热源,巨厚的新近系松散物是良好的保温盖层。热水补给高程 1 261 m左右;热水年龄为 40年以前的古水;热流值为 1.42×103(J/m2·s);地温梯度值为 3.8℃/100 m。

2.2 水质评价

3 地热资源

3.1 地热田类型

洪洞地热田属断陷盆地受断裂控制的热水型地热田,按地热流体温度分类属低温型,碳酸盐岩热储层埋藏深度大于 2 000 m,为亚经济型地热资源,新近系热储层埋藏深度介于 1 000～2 000 m之间,为经济型地热资源,该地热田综合为断陷盆地碳酸盐岩、新近系深埋低温热水型地热田。

3.2 地热资源储量

在洪洞勘查区 323 km2范围内共求得地热资源量 2.610 2×1016kJ,折合标准煤 3.624 59×109t,见表1。

奥陶系地热资源回收率均按 15%计算,地热田回收地热资源为：

表 1 洪洞地热田地热资源一览表

折合标准煤：5.436 92×108t。

考虑地热资源的计算不是实际测量的数值并且热水井开采不能疏干含水层等原因,按计算的地热田回收地热资源的 1/3作为可回收地热资源。

折合标准煤：1.812 31 ×108t。

单孔抽水求取的B级资源：737.04 m3/d;估算的弹性储存量为：3.407 6×108m3。地下热水可开采资源量约为 11 000 m3/d。

4 地热资源利用及评价

4.1 地热资源综合利用

从洪洞勘查区南段地热井热矿水水质检测结果看出：氟含量 3.35 mg/L,锂 0.75 mg/L,三价铁10.02 mg/L,锶 0.8 mg/L,偏硅酸 51.2 mg/L。按照医疗矿泉水水质标准,本井地下热水中氟、偏硅酸、铁含量达到了命名矿水浓度,确定该热水为氟、偏硅酸、铁复合型医疗矿水,并且偏硅酸达到有医疗价值浓度,具有较好的医疗保健作用;热矿水因矿化度较高,水的压力、浮力和渗透压等偏大,洗浴作用较好。因此,该井地热水适宜于洗浴和医疗用水。

4.2 地热资源评价

南段热水井水水温 75.0℃,可以调节为微温浴水 (37℃～38℃)和高温浴水 (43℃～45℃)。微温浴水对人体有镇静作用,对神经衰弱、失眠、精神病及高血压、心脏病、脑溢血后遗症的患者有较好疗效。高温浴对人体有兴奋刺激作用。对心脏、血管作用较好,对减轻疼痛、治疗人体僵直、神经痛、风湿病、肠胃均有疗效,同时还有改善体质、增强抵抗力和预防疾病的作用。热矿水因矿化度较高,水的压力、浮力和渗透压等偏大,洗浴作用较好。因此,该井地热水具有极高的医疗保健价值,为一口优质医疗热矿水井。

依据 GB/T13727-92天然矿泉水地质勘察规范附录 B—医疗矿泉水水质标准对其进行医疗矿水评价,水质检测结果与医疗矿水水质标准见表 2。

表 2 医疗矿水评价水质对照表达 mg/L

由表 2可知,本井地下热水中氟、偏硅酸、铁含量达到了命名矿水浓度,因此,该热水可命名氟、偏硅酸、铁复合型医疗矿水,且偏硼酸达到有医疗价值浓度,具有较好的医疗保健作用,极适宜于洗浴和医疗用水。

5 节能减排的意义

我国经济快速增长的同时也付出了比较大的资源和环境代价,经济发展与资源环境的矛盾日趋尖锐,不加快调整经济与资源结构,带来的后果是资源面临枯竭,环境污染严重,经济发展难以为继。再者资源利用过程中气体排放引起全球气候变暖,备受国际社会广泛关注,加强节能减排工作,也是应对全球气候变化的需要。

地球的内部是一个巨大的热源库,蕴藏着无比巨大的热能。地热能的储藏量大,对环境的负面影响小,因此被称为清洁能源,成为世界各国重点研究开发的新能源之一。根据世界能源委员会 (WEC)公布的数字,世界各国对能源的需求越来越多,预测到 2050年将达到 200亿 t标准煤。地热能的总量相当于地球埋藏的全部煤炭的热能的 1.4亿倍,而经济可开发的深度在 2 000～3 000 m之间,这部分地热资源量经测算约为 1 400亿 t标准煤。再者大量使用煤炭、石油等常规能源使全球气侯变暖,在地球周围形成“温室效应”,对环境和生态造成严重后果。因此,勘查、开发地热能资源具有重要的意义。

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