双城市北部双热1地热井水质分析与评价

李永利

[摘要]双热1号井热储层为白垩系泉头组，水层19层，热储累计厚度72.7m，出口温度30℃，地热流体为 HCO3·Cl-Na型弱碱性水，地热流体阳离子组份以 Na+为主，阴离子组份以 HCO3-和 Cl-为主，最重要的是氟（F）、总铁（TFe），均达到命名矿水浓度；偏硅酸达到矿水浓度，综合评定为具有医疗价值的"偏硅酸型氟铁水"，另外还含有多种对人体有益的微量元素。本文基于地热流体的基本情况及水质，对其水质在饮用水、医疗洗浴、腐蚀、结垢方面进行分析评价，认为具有很好的利用价值和开发前景。

[关键词]双热1井 地热流体 水质分析 矿泉水

[中图分类号] 314 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2015）-9-303-1

双城隶属于黑龙江省哈尔滨市的县级市，位于黑龙江省会哈尔滨市西南30km处的松嫩平原上，是黑龙江省的南大门。中温带大陆性季风气候，全年平均气温为3.4℃，全年平均降水量523.3mm，且多集中在6～8月份，约占全年总降水量的60%以上。

1地热井基本情况

双热1井于2010年11月完井，地层自上而下包括第四系、白垩系嫩江组、姚家组、青山口组、泉头组，井底为白垩系登娄库组，未揭穿。其中热储层为白垩系泉头组，测井解译水层19层，热储累计厚度72.7m，埋深1000m以下，孔隙度12%-15.9%，渗透率8×10-3-19.6×10-3μm2，热储物性一般。

该地热井井深2100m，井结构：0-400m井径φ444.5mm，下入φ339.7mm表层套管；400-2100m井径φ241mm，下入φ177.8mm水层套管，根据测井资料，对应含水层部位下入筛管。井底温度72℃，井口出水温度30℃，出水量153.6 m3/d。

2水质分析及评价

根据黑龙江省九〇四水文地质工程地质勘察院实验室化验结果，确定为地热流体水化学类型为HCO3·Cl-Na型水，矿化度1862.4 mg/L，PH值8.40。

2.1生活饮用水评价

依据生活饮用水卫生标准GB5749-2006评价，总铁为14 mg/L、氯离子为376.23 mg/L、溶解性总固体为1862.4 mg/L、氟化物为2 mg/L和总α为0.917 Bq/L均严重超标，因此，不作为生活饮用水。

2.2医疗矿泉水评价

依据地热资源地质勘查规范GB/T 11615-2010附录E评价，地热流体中氟（F）2.00mg/L，总铁（TFe）14.00mg/L，均达到命名矿水浓度；偏硅酸（H2SiO3）31.20mg/L，达到矿水浓度。因此，综合确定该地热水为具有医疗价值的“偏硅酸型氟铁水”，另外还含有锶、溴、碘等多种微量元素，具有极高的医疗价值，可以进行温泉洗浴疗养开发。

2.3农业灌溉用水评价

在北方，灌溉用水水温标准为10-15℃，本区地热流体温度为29℃，直接排放温度不适宜。

采用灌溉系数Ka评价法和国内盐度、碱度评价法综合对地热流体灌溉用水进行评价。采用下面公式计算：

其评价结果为：灌溉系数Ka 1.54 L/mmol，为不太适用的水。盐度12.486 mmol/L，碱度13.70 mmol/L，综合评价结果为重盐碱水，灌溉不当时，土壤盐碱化，主要作物生长不好。

2.4工业用水评价

（1）腐蚀性评价：该区地热流体氯离子含量较高（超过25%摩尔当量），以拉伸指数评价其腐蚀性。

计算公式

LI—拉伸指数；Cl-—热水中氯化物或卤化物浓度；SO42-—热水中硫酸盐浓度；ALK—总碱度，即重碳酸根浓度。

计算得拉伸指数（LI）为0.94，具有中腐蚀性；

（2）结垢评价：按锅垢总量、锅垢系数等指标进行评价。

锅垢计算公式：

硬垢计算公式：

式中：H0—锅垢总重量（mg/L）；S—水中悬浮物含量（mg/L）；C—水中胶体（SiO2+Fe2O3+Al2O3）含量（mg/L）；

经计算，锅垢总重量48.1mg/L，硬垢34 mg/L，结垢系数0.71，锅垢很少，具有硬沉

（3）起泡评价：按起泡系数划分水质类型标准进行评价。

起泡系数（F）计算公式：F=62γNa++78γK+

计算起泡系数（F）为1761.080，属起泡的水。水中当泡沫太多时，将使锅炉内的汽化作用极不平均和水位急剧地升降，致使锅炉不能正常运转。

根据锅炉用水水质评价结果分析，地热水为中腐蚀性、具有硬沉淀物、起泡的水，不适宜锅炉直接利用。

（4）渔业用水评价：根据渔业水质标准（GB11607-89）进行评价。

地热流体中氟（F）2.00mg/L，酚、砷、汞均未检出，根据渔业水质指标分级标准，属Ⅱ级，评价结果为良，同时水温为养殖牡蛎、龙虾等水产的最佳养殖温度。

3结论与建议

3.1结论

（1）不能直接做生活饮用水。

（2）具有医疗价值的“偏硅酸型氟铁水”，可作为医疗矿泉水进行开发。

（3）农业灌溉为不太适用的水，灌溉必须注意浇灌方法。

（4）由于地热水中腐蚀性、具有硬沉淀物、起泡的水，不适宜锅炉直接利用。

（5）渔业养殖评价结果为良，同时水温为养殖牡蛎、龙虾等水产的最佳养殖温度。

3.2建议

虽然该地热井水量偏小、温度偏低，属典型的低温地热资源。大规模用水的水产养殖、农田灌溉受到限制。但基于练好的水质，具有很高的医疗价值，可进行温泉开发，促进北方地区雪地温泉旅游行业发展。

所属项目：黑龙江省资源补偿费项目，项目编号SDR2009-06

参考文献

[1]盛春，田忠强等.大连成圆-2#地热井水质分析与评价.[J]煤炭技术.2009，12.

[2]张洁萍.沧州市沧热2井溴-碘-锂-锶-偏硅酸优质饮用天然矿泉水.[J]华北地质矿产杂志.1995，12.

[3]李楠等.黑龙江省双城市地热田地热资源评价及合理开发利用.中国地质大学（武汉）硕士论文. 2014.