潍坊市地热资源评价与开发利用

吕春海 李庆朝

(聊城大学 环境与规划学院，山东 聊城252059)

潍坊市地热资源评价与开发利用

吕春海 李庆朝

(聊城大学 环境与规划学院，山东 聊城252059)

潍坊市地热资源丰富、开采条件便利。近年来，该市出现了一些规模化的地热关联企业和温泉洗浴品牌，对于综合利用资源，改善环境，建设可持续发展社会做出了重要贡献。在论述潍坊市区域地质条件的基础上,对地热资源进行了评价,并对该市地热资源开发利用的方向提出了建议，同时提出了地热资源的保护措施。

地热资源；评价与开发利用；山东潍坊

潍坊市位于山东半岛咽喉，地理位置十分重要。北濒渤海，南靠沂山，东连青岛、烟台，西接东营、淄博。面积15859平方公里。潍坊市处北温带季风区，背陆面海，气候属暖温带大陆性季风气候。冬冷夏热，四季分明。年平均气温12.3℃，年平均降水量在650毫米左右。区内低温地热水资源丰富,地热水资源的勘察与开发利用对于合理利用自然资源,改善投资环境,促进经济可持续发展,具有重要意义。

1 区域地质条件

1.1 地层

自新生代以来，该区域在喜玛拉雅山和燕山运动的影响下，一直处于缓慢下降状态[1]。巨厚的新生代地层沉积形成，且新生代地层发育相对比较齐全，自下第三系至第四系地层均有发育，沉积厚度可达4000m以上。

1.2 地质构造

潍坊市所处构造部位特殊。鲁西、鲁东型地层均有分布，且发育齐全[2]。沂沭断裂带纵贯潍坊市南北，它由四条主干断裂组成，自东向西为：昌邑—大店断裂、安丘—莒县断裂、沂水—汤头断裂、唐吾—葛沟断裂。呈北北东向延伸，北部较宽，南部收敛。东部为安丘—莒县地堑、西部是唐吾—马站地堑、中部为汞丹山地垒。另外，益都、临朐西部山区属鲁西隆起的东北边缘，发育有新生代临朐断陷盆地。高密、诸城和五莲东部属胶莱盆地和胶南隆起的一部分，北部昌潍凹陷是济阳坳陷的一部分，与渤海湾毗邻。昌潍凹陷位于沂沭断裂带北端的平原地带，西接济阳拗陷，北临莱州湾。区内有一系列轴向近东西的相间排列的凸起和凹陷[3]。该区自中生代开始发育，普遍沉积了一套侏罗—白垩的红色碎屑岩和火山岩，进入新生代，在喜马拉雅山运动影响下，出现大幅度的下沉。

2 地热地质条件

2.1 地温场特征

地温场的平面分布与地质构造有着密切关系，地温高低与基岩面的起伏呈正相关关系[4]，深大断裂附近的地面温度是比较高的，温度梯度变化缓慢。

据第四系地热井中所获得的测温数据，恒温层埋深为40m，恒温层温度为13.6℃。山东科技职业学院浮烟山校区 1#、2#地热井在1200m处地温为58.0℃、61.3℃，经计算1200m以浅平均地温梯度分别为3.11℃/100m、3.72℃/100m、3.86℃/100m。

2.2 热储层特征

潍坊市地热水，按其赋存条件可划分为以下两种，一种是新生界赋存于碎屑沉积层的孔隙水。 另一种是砂岩裂隙水及裂隙岩溶水，赋存于碳酸盐岩中。本区热储层根据其水文地质特征的不同，自上而下，主要分为三个热储层：上第三系明化镇组热储层、馆陶组热储层和基岩热储层[5]。

①上第三系明化镇组热储层

全区均有分布。顶界埋深855～1381m，底板埋深1322～1625m，沉积厚度161～653m。岩性为暗棕棕红色泥岩与灰绿色砂岩叠层。

②上第三系馆陶组孔隙热储层

本区馆陶组地层厚度为330～430m，底板埋深1353～1980m，呈西薄东厚、西高东低的分布，岩性为块状细砂岩与砾岩夹杂；中部为细砾岩夹红棕色、灰绿色泥岩；下部为棕褐色、灰绿色细砂岩；底部为灰白色细砂岩。砂岩大部泥质胶结，质地较为疏松，具备良好的储热空隙，单井出水量42～91m3／h，井口水温56"--88℃。水质pH在7.0～8.71之间，呈弱碱性，是本区重要的热储层。

③基岩热储层

在沂沭断裂带两侧均有隔热较好的盖层。断裂带西侧第四系和上第三系明化镇组馆陶组热储盖层，厚度800-1050，岩性为砂岩、泥岩及砂性土等互层，隔热效果良好，具有较好的热储保温效果。断裂带东侧地层为二叠系砂岩和上第三系粘土石炭岩，该层厚度650-1560m。上述盖层导热率极低，所以断裂带两侧盖层对地热形成了隔热且保温的天然屏障。

3 地热资源评价

3.1 热储模型

本区沂沭断裂带以西，馆陶组热储层最有开发价值，其顶界面埋深为810m～1130m，厚度为310～370m，含水层岩性主要为细砂岩和卵石状粗砂岩，孔隙和裂隙承压水，其渗透系数一般为0.26～0.36m/d；地温梯度与距离沂沭断裂带的距离成正比，本热储层平均地温梯度在2.8℃/100m，东南山麓大气降水以及一定程度的水迁移的渗透是本地区的地热水的主要补给来源[6]。

3.2 评价方法

3.2.1 基本认识

本区按照分类属于低温地热资源，热储形状为层状，分布广，岩性、厚度，规则的改变，简单的结构条件，热储深度大，为较高的压力水，应用整体的系统理论和泛系统的宏观和微观的，局部的，静态的和动态的关系分析方法。

3.2.2 有效利用资源量计算

计算方式：Qk=ρQCW（tw-t1）

Qk——可有效利用热资源量

t1——热水利用后废弃温度，根据利用方式不同分别取：

洗浴（38℃）；游泳（31℃）；土壤加热（26℃）；养殖（17℃）

Q——分别取降深50m、100m对应的3841m3/d、7678m3/d

CW——取4162.9J/kg·℃

ρ——取979.30kg/m3

tw——取53.0℃

计算结果：

当t1=38℃ 则Qk1=2.46×1011J/d，折合标准煤8.40T/d

Qk2=4.93×1011J/d，折合标准煤16.79T/d

当t1=31℃ 则Qk1=3.66×1011J/d，折合标准煤12.71T/d

Qk2=7.32×1011J/d，折合标准煤24.53T/d

当t1=26℃ 则Qk1=4.43×1011J/d，折合标准煤14.97T/d

Qk2=8.86×1011J/d，折合标准煤29.98T/d

当t1=17℃ 则Qk1=5.32×1011J/d，折合标准煤18.01T/d

Qk2=1.07×1012J/d，折合标准煤36.88T/d

4 地热资源开发利用方向

本区地热水中含有较多的有用矿物组分，且井口水温较高，因此可在以下几方面作为开发利用的方向：

4.1 住宅供暖

针对潍坊市冬季供暖期120天，可采用地热住宅供暖，与燃煤相比，节约资源，避免了环境污染，应该大力推广。

4.2 大力发展温泉旅游，促进医疗保健事业的发展

随着国内假日经济的发展，政府应该积极鼓励发展温泉事业，可以借鉴日本国在温泉医疗方面的经验，大力发展温泉旅游与医疗保健事业的发展，促进地方经济发展和人民健康水平提升。

4.3 大力发展高科技生态农业

本市冬暖式蔬菜大棚发展历史已久，为全国在寒冷的冬季提供了新鲜的蔬菜，为国家菜篮子工程做出了重要贡献。建立适度规模的现代化地热温室，引入温室大棚，种植高档蔬菜，可延长坐果期，提升产量，向城镇居民提供大量绿色无公害产品。地热资源是清洁能源，也是现代化高效科技农业的发展方向。

4.4 改善投资环境，转变经济增长点，大力发展城镇化。

本市低温热水可为城镇化发展提供重要的支撑和新的经济增长点，一方面可以发挥地热采暖的优势，减少了环境污染，为百姓减少燃煤采暖的开支，同时也改善了环境，有利于招商引资工作开展；在地热集中的区域可将地热开发利用的领域进一步扩大到医疗、工业、旅游、农业等生产生活领域，鼓励和带动地热产业链的发展，可有利于加快城镇化的发展。

5 地热资源保护

地热资源是在特定的地质、水文地质背景和水文地球化学环境条件下形成的，要维持持续、稳定的开发，不造成环境地质问题，一定要实施严格的措施，重视地热资源的保护。为了确保有计划，合理开发利用地热资源，不盲目无序的乱采，造成资源的浪费和环境污染。应遵循以下原则：

5.1 开源节流和保护并举的原则

控制总开采量，实行严格限量的保护性开采。积极使用地热回灌技术，加强节约地热水的管理，减少地热资源量的无谓消耗；建立统一有序的地热开采动态监测系统，严格执行、实时监测。

5.2 坚持地热资源开发为城镇化建设服务的原则

结合城镇化建设的实际需要，做好小城镇地区的地热资源探查工作，注意地热产业链的配套，可带动相关产业的发展。

5.3 保护环境与效能优先的原则

根据用途不同，根据需要分层开采、分层开发。第三系明化镇和馆陶组热储层，更要根据经济发展的不同需求，有针对性的开采不同的热储层。坚持走向市场、满足市场需求，推进地热资源的探查与开发利用。以有利于环境保护、有利于效率优先的原则，支持又好又快地热项目的发展，以最少的资源消耗，最大限度地发挥社会效益和经济效益。

5.4 集中筹划与科学开发的原则

对全市范围内地热资源开发利用要做到统一规划，科学开发、充分发挥科技是第一生产力的优势，加大地热领域的技术创新，做好地热资源综合利用、梯级开发，提高地热资源的利用率。

［1］张碧秀，汤永安.沂沭断裂带地壳结构特征[J].中国地震，1988，4（3）：16-22.

［2］晁洪太，于慎愕，李家灵，等.山东半岛地区活断层研究[J].东北地震研究，1999，17（4）：1-8.

［3］王伟.潍坊新生代断裂活动特征价[J].地震地质，1999，14(2)：165-171.

［4］陈墨香，汪集旸，邓孝.中国地热资源—形成特点和潜力估算[M].北京：科学出版杜，1994.

［5］务宗伟.黄河下游冲积扇平原地热资源开发利用对策及建议[J].地下水,2008，30 (2)：4.

［6］宋方敏，杨小平，何宏林.山东安丘-莒县断裂新活动及其定量研究[J].地震地质，2005，27(2)：23-25.

汤静］