阜新市东梁地区地热温泉可利用量评价

李娜伟，杨玉光

(1.辽宁省闹德海水库管理局，辽宁 阜新 123000;2.辽宁省观音阁水库管理局，辽宁 本溪 117100)

1 分析区域位置

项目区位于阜新市东梁镇西北，距阜新市西南15.00 km左右。行政区划隶属于阜新市细河区及阜新蒙古族自治县东梁镇管辖。工作区范围:由44个拐点坐标组成，东西长11.01 km，南北平均宽约 2.80 km，面积为 30.83 km2，面积似三角形。

2 分析依据

阜新市东梁地区于2001年7月至2004年10月先后施工了DR－1、DR－2、DR－3三眼地下热水井，根据三眼地下热水井的资料和地下热水条件来论述该工作区的地热水资源量。

2.1 构造特征与水文地质条件

2.1.1 构造特征

工作区构造位置在东梁～清河门背斜的东北端。经三维地震资料解释，工作区主要发育有F1、F2和F3三条比较大的断层，其余断层规模较小，落差几十至百余米为主干断层的分支或派生产物。

2.1.2 水文地质条件分析

工作区地处小型盆地内部的丘陵坡地，浅部地下的赋存条件受地形地貌、气象水文等因素控制;区内第四系松散砂砾石层分布有限且厚度较薄，平均3.00～10.00m，地下水的补排及动态变化主要受地形和大气降水影响。深部地下水主要受岩性和构造控制，岩性主要为砂岩、泥岩、侵入岩，含水层位的分布主要受断裂构造所控制。区内地下水类型以基岩裂隙水为主，富水性较弱。构造以张性和张扭性断裂为主并控制着深部地下水的补给和径流。

2.2 论证区地热的热储特征

2.2.1 热储层分布特征

该区内地下热水的热储空间类型属断裂构造控制下的带状～层状热储型。

东梁区具有良好的盖层条件。上覆孙家湾组、阜新组、沙海组及九佛堂组的地层厚度在700.00～1500.00m左右，其中沙海组的厚层状泥岩、粉砂岩是理想的盖层。另外在东梁区还有新生代第四纪辉绿岩侵入体侵入到阜新组和沙海组的地层中，多以岩床、岩被的形式出现，也是良好的盖层。

2.2.2 地温场特征

东梁地热属盆地传导型地热，其热源来自地壳深部，区域大地热流是其恒定热源，在地壳深部呈平均分布，当进入地壳上部后，在基岩凸起与凹陷构造格局的制约下，热流重新分配布局，在正向构造与负向构造的交接部位，热流方向发生偏转，不再保持完整的垂直向上，有从凹陷部位向凸起部位倾斜的趋势，从而导致热密度在凸起部位的相对加大，而在凹陷部位相对减弱。

图1 东梁DR－1井温度曲线

根据本次施工钻进及以往煤田、油气钻井测得井温资料，及编绘的500、1 000、1 500m深度地温分布图分析，高温区主要集中在梁2、DR－1井附近，向外围呈降低趋势。500m地温分布图中心部位温度最高42°，向南约3 000m降至24°，向东、西、北则是5 000～7 000m 降至24°;1 000m 地温分布图中心部位温度最高54°，向南约1 300m降至38°，向东、西、北则是4 500～5 000m降至38°;1 500m地温分布图中心部位温度最高64°，向南约1 100m降至50°，向东、西、北则是3 000～5 500m降至50°。由此可见，由梁2、DR－1井附近高温区，向南部变化急剧，向东、西、北呈渐变趋势。

3 地下热水资源量和可开采量分析

3.1 地热井抽水试验

根据DR－1和DR－3地热井抽水试验，DR－1井单井在降深为177.00m时，出水量为1 024.8m3/d;DR－3井在降深为160.00m 时，单井出水量为 1 080.00m3/d，含水层厚度 19.00～25.00m。

DR－1井单位涌水量(q)

DR－3井单位涌水量(q)

q平均 =0.242m3/hm

抽水试验成果见抽水试验历时曲线

图2 东梁地热1#井抽水实验历时曲线

图3 东梁DR－3井抽水试验历时曲线

3.2 地热资源储量计算

地热资源储量计算的目的是为了资源评价，地热能随着地层埋深的加大，温度以一定的梯度增加，地热能作为资源开采，必须在具有一定的经济价值许可及深度范围内进行，阜新市东梁地区DR－1、DR－3地下热水井，井深小于2 000m，定为经济型。

通过计算，地热资源总量为2.794×1017J，相当于9.53×106吨标准煤燃烧的热量值，地热资源丰富。地下热水属于承压水，存储量为容积存储量与弹性存储量之和，通过计算，地热水资源总量为5.86×108m3，其中弹性储存量为4.06 ×108m3。

3.3 论证地热井开采资源量的确定

3.3.1 水量计算

东梁地区DR－1、DR－3井开采深度依据《地热资源地质勘查规范》(GB/T11615—2010)8.3.5条，选取地热田内代表性监测井保持年压力下降值不大于0.02 MPa，100 a地下水头下降200m。

式中:Q弹为单井100年可开采弹性储存量(m3);S*为含水岩组弹性释水系数，弹性释水系数选用0.005;H为100 a地下水头下降高度(m);A为热储层面积，单位为平方米(m2)。

通过计算计算区100 a可开采弹性储存量为5.459×107m3，日开采地热水资源量允许为1 495.62m3。

3.3.2 采出热量计算

依据辽宁省阜新市东梁区地热资源详查报告及日允许开采地热水资源量，计算用水开采100年的采出热量。根据Qw=36 500Q采Cw(tr— t0)计算开采100 a的采出热量为1.34×1013J。

4 地热取水可靠性分析

4.1 热储量分析

根据以上计算结果可知，论证区地热资源总量为2.794×1017。最大出水量和用水开采100 a的采出热量为1.34×1013J。所采热量占论证区热储量的不足0.1%。

4.2 地热水量分析

根据对论证区地热水水量的分析计算可知，地热水资源总量为5.86×108m3，其中弹性储存量为 4.06×108m3。单井开采条件下100 a降深200m可开采弹性储存量为5.459×107m3，日允许开采量为1 495.63m3，占论证区弹性可采储量的 13.4%［4］。

5 结语

对该区地热资源条件、地热地质条件做出了评价，并计算了资源储量。

⑴初步查明了地热田热储层的时代、埋藏深度、厚度、岩性特征及变化情况;

⑵初步查明了地热田的构造形态、断裂构造对地热的控制作用;初步查明了热储层裂隙的分布及发育情况;圈定了地热田范围;

⑶基本查明了地热田地温梯度、热储层的温度及变化;

⑷初步查明了地热田水文地质特征、热储层地下水类型及补给条件;

⑸根据DR－1、DR－3井抽水试验单井出水量分别为1 024.80m3/d 和 1 080.00m3/d，平均单位涌水量 0.275m3/h·m，水温达 68.5℃和 63℃;

⑺在DR－1、DR－3井所在构造区块9.10 km2范围内，日开采地热水资源量允许为1 495.62m3。

［1］冮行久.阜新地区河流泥沙状况分析［J］.东北水利水电.2008(1)，52 －54.

［2］冮行久.阜新经济转型期水资源开发潜力研究［J］.地下水.2005(6)，424 －451.

［3］冮行久.次降雨土壤吸收量推算方法研究［J］.中国农村水利水电.2006(2)，44 －46.

［4］冮行久.矿井水资源化研究与应用［J］.节水型社会建设的理论与实践.700－704.