河南省開(kāi)封市通許縣地熱資源分布規律

通許縣地處豫東平原, 面積767 km2, 自1996年以來(lái), 相繼鑿建千米左右地熱井20眼, 地熱開(kāi)發(fā)促進(jìn)了縣域經(jīng)濟的發(fā)展。區內以往未進(jìn)行地熱勘查, 了解限于地熱井及局部石油勘探資料, 存在地熱地質(zhì)條件不清、儲量不明, 利用不盡合理, 開(kāi)發(fā)風(fēng)險較高等問(wèn)題, 制約了地熱產(chǎn)業(yè)發(fā)展。為此, 2007—2008年在該區開(kāi)展了地熱普查。地熱調查及物化探、抽水試驗、水質(zhì)測試等工作表明, 通許是河南東部平原成熱條件較為有利的地區, 開(kāi)發(fā)潛力較大、前景較好。

地質(zhì)構造

通許縣位于通許隆起的中部, 基底為古生界寒武-奧陶系碳酸鹽巖及石炭-二疊系碎屑巖, 新生界直接覆蓋于二疊系之上, 沉積厚度1000～1500 m, 由南向北增大。奧陶系頂板埋深1800～2400 m, 西深東淺;古近系大部分地區缺失, 僅分布于東南部;新近系分布廣泛, 厚700～1300 m, 自下而上發(fā)育有館陶組和明化鎮組。

通許隆起大地構造屬巨型秦嶺緯向構造帶的東端和新華夏系第二沉積帶的復合部位, 屬嵩箕山脈的東延。北為開(kāi)封凹陷及荷澤凸起, 南為周口凹陷, 西至嵩箕臺隆, 東鄰永城斷褶帶。隆起內EW、NE、NW向三組斷裂將基底切割成破碎的斷塊狀, 局部形成新生代小斷陷。通許縣由于處于隆起區中部 , 斷裂構造不發(fā)育, 對該區地熱形成有一定影響的斷層有四所樓-練成斷裂 (F1) 、豎崗斷裂 (F2) 、半坡—水坡斷裂 (F3) 、崔橋斷裂 (F6) 、杞縣斷裂 (F7) 、中牟—開(kāi)封斷裂 (F10) 。

地溫梯度

通許縣地溫梯度為3.3～3.8℃/100m, 平均值3.56℃/100m, 邸閣西南及馮莊東北小于3.4℃/100m, 其余地區為3.4～3.8℃/100m, 長(cháng)智三所樓附近最高達3.9℃/100m, 地溫梯度分布具有西南及東北部小、中東部大的規律 。研究區基底較為平緩, 巖性無(wú)大的差異, 地溫梯度差異主要受基底斷裂構造及裂隙發(fā)育影響, 位于中東部的F1斷裂為一導熱、控熱構造, 是深部熱源上升的通道, 熱傳導性能強, 受此影響淺部形成地熱異常, 而大崗李一帶地熱異常分析與基底裂隙發(fā)育有關(guān)。該區平均地溫梯度高于開(kāi)封凹陷區 (3.27℃/100m) 和周口凹陷區 (3.25℃/100m) , 主要是來(lái)自地球深部的熱流在傳導過(guò)程中, 受地球物理場(chǎng)及基底起伏影響, 于地殼淺部進(jìn)行再分配, 由負向構造區向正向構造區集中[地溫分布

通許地區大地熱流平均值為63.11 mw/m2, 高熱流值分布在長(cháng)智三所樓及大崗李附近, 與地溫梯度分布規律一致。從區域來(lái)看, 該區大地熱流值高于北部開(kāi)封凹陷 (59.54 mw/m2) 和南部周口凹陷 (58.13 mw/m2) , 也高于華北盆地大地熱流值 (58.6 mw/m2) , 并且高于同一構造東西鄰區。

根據地溫梯度計算, 500 m埋深地溫變化范圍32～35℃, 1000 m埋深地溫變化范圍48～54℃。500 m埋深大于34℃的高溫區及1000 m埋深大于52℃的高溫區主要分布在長(cháng)智-四所樓-練成-玉皇廟及大崗李一帶。地溫垂向上隨地層深度增加而增大, 300～500m深度為25～35℃;500～700 m深度為31～40℃;700～1000 m深度為40～53℃;推算1400 m深度地溫達60℃左右。

地熱資源儲量

儲存資源采用靜儲量法和熱儲體積法[熱能儲存量為19110.05×1016J, 新近系、寒武-奧陶系儲量分別占熱能總儲量的24.77%、74.92%。

地熱流體可開(kāi)采熱水量, 新近系、寒武-奧陶系分別采用水頭降落法及回采系數法計算;可利用熱能量采用水量折算法計算?？砷_(kāi)采熱水資源總量為1838.16×104m/a, 新近系、寒武-奧陶系熱儲可開(kāi)采熱水總量分占總量的16.98%、83.0%;可利用熱能總量為5429.0×1012J/a, 相當標準煤185543.46 t/a, 折合熱能172.15MW, 屬大型地熱田, 新近系、寒武-奧陶系可利用熱能分占總量的5.87%、94.2%。

地熱資源開(kāi)發(fā)利用

地熱資源勘查

通許縣寒武-奧陶系碳酸鹽巖熱儲在河南東部平原乃至華北盆地埋藏相對較淺, 屬經(jīng)濟型開(kāi)采資源, 成熱地質(zhì)條件有利, 儲量較為豐富, 今后應將其作為主要勘查對象, 利用鉆探、地球物理勘探等手段, 查明地質(zhì)條件, 斷層位置、性質(zhì)及產(chǎn)狀, 摸清熱儲產(chǎn)量、壓力及地熱流體質(zhì)量, 為開(kāi)發(fā)提供依據?？蓛?yōu)先對頂板埋深小于2000 m的區域進(jìn)行勘查, 特別是東南部玉皇廟一帶。

地熱資源利用

地熱開(kāi)發(fā)以水為載體, 應根據各層位和各區段地熱流體溫度、水質(zhì)進(jìn)行合理利用。根據通許實(shí)際, 建議溫水利用以生活、農灌、養殖、土壤加溫為主；溫熱水利用以采暖、醫療、溫室為主；熱水利用以采暖為主, 其次為工業(yè)；中溫水利用以烘干、采暖為主。今后地熱資源的開(kāi)發(fā)利用應與城市及新農村建設相結合, 以新近系館陶組為重點(diǎn), 調整目前用途結構, 增加采暖及農業(yè)利用比例;引進(jìn)熱泵技術(shù), 提高低溫資源利用水平;開(kāi)展水產(chǎn)養殖, 溫室花卉育苗、蔬菜種植等地熱農業(yè)利用;依靠科技創(chuàng )新, 逐步開(kāi)展梯級綜合利用, 提高資源利用能率;對于地熱井數量較多、井網(wǎng)密度大的縣城區, 要控制開(kāi)采。

通許縣成熱地質(zhì)背景有利, 地熱資源儲量豐富, 地熱流體質(zhì)量較好, 開(kāi)發(fā)前景廣闊。今后在以巖溶潛山熱儲為勘查重點(diǎn)的同時(shí), 要加強合理利用及保護研究, 加大在采暖、農業(yè)種養殖方面的利用, 提高資源利用能效, 將資源優(yōu)勢更好地轉化為社會(huì )、環(huán)境和經(jīng)濟效益, 為通許社會(huì )經(jīng)濟的發(fā)展做出更大貢獻。