河南鹿邑县馆陶组热储地热井参数分析研究

田康 侯海涛 雷炯 翟志祥 陈高凯

摘  要：地热资源是一种绿色低碳､可循环利用的可再生能源，开发利用地热资源，是缓解雾霾现状､治理大气污染的必要手段，也是调整能源结构，实现节能减排的有效途径｡鹿邑地区具有丰富的地热资源，万江新能源集团地热团队在此地区开展了长期的地热研究。团队通过对鹿邑地区地质构造条件、地层条件科学分析，结合地热钻探，通过抽水试验求得地热井水文地质参数。

关键词：鹿邑、地热资源、地热井钻探、水文地质参数

地热能作为一种清洁的可再生能源[1]，已经在全球60多个国家得到直接利用[2]，并显现出较高的经济效益和环境效益，所以开发利用地热能可以作为实现可持续发展的一个重要途径[3-5]｡不过，地热资源的合理开发必须建立在对其资源量和分布规律的科学评价基础之上[6-9]｡河南省省鹿邑县地区地热资源丰富，但对其研究程度较低｡本文拟对该地区地热资源进行合理评价，以期为地热资源的合理开发利用提供依据｡

1研究区地层条件

鹿邑属于周口凹陷的一部分，区内基底主要由太古界､古生界寒武-奥陶系､二叠系组成，其次为太古界､元古界｡全区被巨厚的新生界地层（厚约1500～3000m）所覆盖，除缺失志留系､泥盆系外，其余地层发育较齐全，现依区域地质､石油钻孔资料及本次工作，新生界地层由新到老简述为下：

各地层具体特征如下：

1､新生界（Cz）

（1）第四系（Q）规划区内普遍分布，岩性下部主要为粘土､砂质粘土夹粉细砂､中细砂，中上部为砂质粘土､粘土､粉土夹砂､砂砾石层，顶部主要为砂质粘土､粉土､粉砂岩，厚400～500m｡

（2）新近系（N）规划区内普遍分布，厚度变化不大，具有东薄西厚､北薄南厚的特点，底板埋深100～1800m，厚800～1400m｡自上而下分为明化镇组和馆陶组｡

明化镇组（Nm）：岩性为一套棕红色､黄绿色粘土､砂质粉土与灰黄色､灰绿色细砂､粉砂互层，局部夹粗砂及含砾砂岩，厚300～500m｡明化镇组底板埋深800-1100m｡

馆陶组（Ng）：岩性主要为棕黄色､灰绿､灰白色含砾砂，夹棕红､灰绿色粘土､砂质粘土，厚400～600m，馆陶底板埋深1250-1300m.

（3）古近系（E）区内普遍分布，呈北东向展布｡岩性主要为一套棕红色､紫红色､灰褐色､棕黄色和灰绿色粘土岩､泥岩粉砂岩､粉细砂岩､粉砂岩组成，底部多为含砾砂岩或砂砾岩｡鹿邑凹陷内古近系底板埋深2500～2800m，厚500～800m｡规划区内古近系厚达500m｡

2地热井参数研究

按照《地热资源地质勘查规范（GBT11615—2010）》对鹿邑DR1地热井进行了3个落程的抽水试验｡三次不同降深抽水试验静水位､动水位､水温､涌水量､降深､单位涌水量，如下表1：

该井目的层地热水为承压水，采用完整承压井求不已公式和《地热资源勘察规范》推荐影响半径公式迭代计算

根据《地热资源勘察规范》，对于盆地性地热田，按单井运去开采量开采100a，消耗15%左右地热储量，采用以上公式计算地热井开采对热储的影响半径：

R-开采100年地热井影响半径;

H-热储厚度，620m;

f-为水热容与热储热容的比值，取1.7;

K-热储平均温度下的热储渗透系数;

Q-抽水流量（m3/d）;

R-抽水影响半径;

rw-抽水井热储段井半径0.19m;

Sw-抽水井稳定降深（m）;

M-取水段累积砂岩厚度229m;

经计算热储渗透系数K1=0.0358m/d，K2=0.0535m/d，K3=0.0477m/d，K平均=0.0457m/d;导水系数T=KM=10.4653m2/d。

3结论与建议

本文以位于鹿邑地热田DR1地热井为依托，通过地热钻探､地球物理测井､抽水试验分析研究馆陶组砂岩热储特征及成井主要参数等，为寻找高品质地热资源提供了依据，主要取得以下结论：

（1）鹿邑地区馆陶组砂岩含水层埋深较深，大约1050m，厚度达到300m，含多个厚度较大砂岩含水层，底板深度大約在1500m左右｡

（2）馆陶组砂岩含水层其潜力较大，温度和水量均可观，测得孔底井温为55℃｡抽水试验最大水量超过124m3/h，单位涌水量7.65m3/（h·m），井口水温50℃将成为未来鹿邑县一主力热储层｡

（3）通过鹿邑DR1地热井抽水试验曲线，计算热储层平均渗透系数K为0.0457m/d，导水系数T=KM=10.4653m2/d｡

参考文献：

[1]马立新，田金.我国地热能开发利用现状与发展[J].中国国土资源经济，2006，（9）：18-21.

[2]郑敏.全球地热资源分布与开发利用[J].国土资源，2007，（67）：56-57.

[3]贺娇.浅层地热能开发前景广阔[J].资源导刊，2009，（11）：16-17.

[4]王贵玲，张发旺，刘志明.国内外地热能开发利用现状及前景分析[J].地球学报，2002，21（2）：134-135.

[5]王继华，王荣彦，黄景春.通许县地热资源及开发利用研究[J].中国农学通报，2009，25（21）：296-300.

[6]尤孝才，姚书振，颜世强，等.我国地热资源勘查开发利用及保护对策[J].中国矿业，2007，16（6）：1-3.

[7]袁银梅.地热资源及其利用[J].中国西部科技，2006，（34）：33

[8]刘时彬.地热资源及其开发利用和保护[M].北京：化学工业出版社，2005.

[9]张保健，高继雷，鹿波，等.高青县城区地热资源及开发利用[J].山东国土资源，2008，24（11）：30-33.