京津冀地区地热资源成藏模式与潜力研究

京津冀地区雾霾较为严重,同时地热资源丰富,因此,充分利用地热资源是调整该地区能源结构,减缓雾霾的重要途径之一。本文在分析京津冀地区构造、大地热流、地温梯度等地质背景的基础上,分别总结了京津冀地区隆起山地对流型与沉积盆地传导型地热资源的成藏模式与赋存条件,并对两种地热资源的资源量、开发利用现状与潜力进行了分析。京津冀地区地热资源储量折合标准煤约1383亿t,年地热流体可开采热量折合标准煤1100万t,但目前地热流体年开采热量仅相当于114万t标准煤,约占总量的10%,开发利用潜力巨大。     

苏北盆地中低温地热资源成矿模式研究

苏北盆地为中新生代"裂谷型"拉张盆地,沉积了厚度较大的古近系、新近系及第四系地层,其特殊成因,决定了其具有相对较高的大地热流和相对较大的地温梯度,同时也造就了该地区丰富的石油资源及地热资源。苏北盆地地热主要有传导型地热系统(孔隙型地热及构造裂隙型地热)及对流型地热系统,各种类型地热资源的形成及分布皆呈特殊规律。孔隙型地热资源主要呈层状分布,广泛发育于盐城组底部砂、砂砾层中,40℃以上的地热水主要赋存于底界大于800 m的盐城组;构造裂隙型地热资源主要发育于盆地北缘的嘉山—响水断裂、盆地南缘的控盆断裂(如扬州—如皋断裂及金坛—如皋断裂)及建湖隆起两侧弧形断裂构造带等;苏北盆地隆起带边缘浅部松散层存在多个地温异常带,这些异常带与深部隐伏对流型地热资源相关,是深部地热资源的找矿标志,通过对小洋口地热田成因分析,推断盐城市地热异常带之下隐伏着中温地热水资源。     

中国沉积盆地型地热资源特征

地热资源作为一种可再生清洁能源,对可持续发展有着重要的意义。本文通过分析中国沉积盆地型地热资源特点,对主要热储层分布进行了论述,并在此基础上对不同热储的水化学特征进行了总结,评价了我国主要沉积盆地型地热资源潜力。沉积盆地型地热资源主要为中低温地热资源,是中国水热型地热资源的主要类型,约占水热型地热资源总量的89%,具有储集空间广、厚度大,地热资源热储类型多、储量大,赋存中低温地热水,资源可利用程度高等特点。沉积盆地型地下热水水化学类型一般由补给区HCO_3-Na型、HCO_3·Cl-Na型等低矿化水,逐渐过渡为Cl·HCO_3-Na型,最终到排泄区或封闭状态下变为Cl-Na型等高矿化水。沉积盆地中热盆地热资源储存量较大,占到主要沉积盆地总储存量的54%,地热资源可开采量占到主要沉积盆地总可开采量的59%,温盆地热资源储存量占到42%,可开采量占到40%,冷盆地热资源储存量仅占到4%,可开采量占到1%。应进一步加强地热资源勘查工作;积极开展地热资源回灌,保证可持续开发利用;推进地热资源梯级综合利用;建立地热资源监测网。     

河南省沉积盆地水热型地热资源特征及潜力评估研究

通过对河南省沉积盆地水热型地热资源特征梳理,结合河南省地热地质背景条件和主要热储层水文地质特征,对河南省沉积盆地地热资源特征进行分析。同时选取地热资源可开采量、可采资源模数、单井单位涌水量、热储埋深和热储温度等5个指标,采用主成分分析法建立评估模型,对盆地新生界热储和下古生界热储资源潜力进行评估,并对各构造单元热储层地热资源潜力进行排序。结果可知:(1)河南省沉积盆地水热型地热资源依据热储层时代及储水介质特征,主要分为新近系孔隙热储、古近系裂隙孔隙热储、下古生界岩溶热储,分布在黄淮海平原及山间盆地,为河南省主要地热资源类型,其中以新近系热储层储存的热水量最大。(2)从盆地各构造单元热储分区潜力评估和排序结果来看,河南省地热资源潜力排在前3位的依次为汤阴断陷O-∈热储层、济源-开封凹陷E热储层和通许凸起O-∈热储层。本次研究结果为下一步河南省地热资源勘查开发提供了科学依据。     

安徽省地热资源分布特征及开发利用建议

安徽省地热资源丰富,开发利用潜力巨大。通过对安徽省地热资源调查评价与区划示范研究,将安徽地热资源划分为隆起山地对流型和沉积盆地传导型两大类型,其中隆起山地对流型地热资源主要分布于大别山区、巢湖—和县一带及皖南山区,沉积盆地传导型地热资源主要分布在亳阜断陷盆地、淮南陷褶断带及合肥断陷盆地。安徽省已发现的地热流体大多为温热水或温水,少数为热水。同时对全省地热资源的开发利用现状及存在问题进行了调查和分析,并就如何合理开发利用地热资源提出了相关的建议和对策。     

甘肃省地热资源赋存特征及潜力评价

甘肃省地热资源丰富,其地热资源的开发利用具有较大的潜力。本文介绍了甘肃省地热资源分布概况,结合地区构造、地热水化学特征、地热资源量及开发利用现状探讨了甘肃隆起山地对流型与沉积盆地传导型地热资源的赋存特征,并对两种类型地热资源潜力进行了分析评价。结果表明,沉积盆地地热资源分布于河西、陇西及陇东盆地等,热储类型为裂隙型和孔隙型,热储层自元古宙至新生代均有发育,岩性以砂岩为主;隆起山地型地热资源主要分布于祁连山和西秦岭造山带,热储类型为断裂破碎带,岩性以花岗岩为主;通过潜力计算得知,全省热量开采系数≥0.4的仅占29.17%,表明目前甘肃地热资源开采程度较低,开采潜力较大。     

山东高青县沉积盆地型地热流体地球化学特征及成因探讨

高青县地热资源类型为沉积盆地型,主要热储层为古近系东营组孔隙 裂隙型砂岩热储,井口出水温度在53～768℃,水化学类型为Na Cl型。地温场受构造控制影响,为传导型地热系统。根据水化学主要离子组分特征及相关关系、氢氧同位素特征研究,证实高青热田地热水水源为晚更新世大气降水补给,其成因类型为沉积水,且滞留时间较长,水岩作用强烈。     

安徽长江经济带地热资源赋存特征及潜力评价

【研究目的】安徽长江经济带地热资源储量丰富,未来开发利用前景好,对该区域进行地热资源评价可为安徽省能源结构优化及地热资源可持续开发利用提供科学依据。【研究方法】在分析研究区地质构造、地层岩性、地热流体水化学类型等地质与水文地质条件的基础上,揭示了安徽长江经济带地热资源概况及分布特征,探讨了隆起山地对流型和沉积盆地传导型地热资源的赋存特征,并对其储量及开发利用潜力进行评价。【研究结果】安徽长江经济带地热资源热储主要赋存在巢湖—和县基岩隆起区、大别山隆起区、沿江基岩隆起区、江南隆起等隆起山地及定远断陷盆地、肥东断陷盆地、霍山—九井盆地、庐枞断陷盆地、安庆断陷盆地、宣城断陷盆地等沉积盆地。前者隆起区热储类型为带状,岩性以断裂破碎带中花岗岩为主,后者断陷盆地热储类型为层状及层状兼带状,岩性以砂岩和碳酸盐岩为主。带内热储主要为偏硅酸·氟热矿水,隆起山地型地热流体水化学类型主要为SO₄、HCO₃型水,沉积盆地型地热流体水化学类型主要为HCO₃型水。通过潜力评价可知,隆起山地型地热资源潜力较小,且处于开发利用状态的地热田基本处于超采状态;沉积盆地型地热资源潜力相对较大,其中潜力大、中和小的盆地分别有4处、6处和10处。【结论】安徽长江经济带区域内地热资源潜力分布不均,地热资源需要分区规划利用,并且需要考虑高氟、高矿化度热矿水利用造成的地表水环境污染。     

张掖盆地地热资源赋存特征及成因分析

张掖盆地地处甘肃省河西走廊黑河流域中游地区,地势南东高北西低。已有勘探资料显示,张掖盆地赋存丰富的水热型地热资源。通过研究该区域地球物理勘探、钻探、地温测量及水文地球化学等成果资料,分析了张掖盆地地热资源赋存特征,探讨了其成因模式。张掖盆地地热田属沉积盆地型中低温地热田,热储为呈层状分布的新近系白杨河组砂岩、砂砾岩,选择钾镁地球化学温标计算热储温度为47～82°C,盖层为新近系上新统疏勒河组泥岩及第四系松散地层;地热水类型主要为碎屑岩类孔隙水,根据氢氧同位素特征推断其主要补给来源为南部祁连山区大气降水;祁连山北缘深大断裂和盆地内NNW向基底断裂是地热流体深循环良好的导水通道,地下水接受补给后沿导水断裂带或岩层孔隙裂隙运移,在深部热传导的增温作用下,赋存于碎屑岩类孔隙之中形成了本区的地热资源。水质分析结果表明：本区地热水属于溶滤型的陆相沉积水,水化学类型为Cl·SO₄—Na型,F-、SiO₂、溶解性总固体、总硬度含量随水温的升高而增大;区内地热水3H值普遍小于2.0 TU,说明形成年代较早;¹⁴C分析结果进一步证实,区域地...     

我国主要水热型地热系统形成机制与成因模式

我国地处环太平洋地热带与地中海-喜马拉雅地热带的交汇部位,且中、新生代沉积盆地发育,地热资源丰富。近年来,我国地热开发利用蓬勃发展,但由于没有进行整体性的地热系统分析,缺乏因地制宜的不同地区地热勘查开发方案,各地地热资源勘查开发工作存在一定的混乱现象。本文从系统论观点出发,提出了我国地热资源"同源共生-壳幔生热-构造聚热"的成因理论,并以我国主要水热型地热系统为例,建立了水热系统分析的系统论观点,将我国主要水热系统划分为沉积盆地古潜山型复合水热系统、沉积盆地深坳陷层控型水热系统、断陷盆地地压型水热系统、陆陆碰撞板缘型水热系统、板缘俯冲带热控构造型水热系统、隆起山地深循环型水热系统以及近代火山型水热系统等七种类型,并系统分析了典型水热系统的运移条件、热源机制,归纳阐述了不同类型的水热系统的成因模式,进一步完善了我国地热资源研究的基础理论和方法,为区域地热资源勘查开发提供了理论依据,对于进一步推进我国地热资源的科学开发利用具有一定的指导意义。     

The status quo and prospect of geothermal resources exploration and development in Beijing-Tianj in-Hebei region in China

The Beijing-Tianjin-Hebei region boasts rich geothermal resources and new achievements have been made in the exploration and development of geothermal resources in this region based on previous regional investigation. In detail, geothermal reservoirs of Gaoyuzhuang Formation of Jixian System and Changcheng System in Xiongan New Area have been recently discovered, opening up the second space of geothermal resources; the calculation method of the recoverable resources of geothermal fluid with reinjection being considered has been improved in Beijing-Tianjin-Hebei region, and uniform comprehensive assessment of shallow geothermal energy, hydrothermal geothermal resources, and hot dry rocks (HDR) geothermal resources in the whole Beijing-Tianjin-Shijiazhuang region has been completed. The scientific research base for cascade development and utilization of geothermal resources in Beijing-Tianjin-Hebei region has applied hydraulic fracturing technology to the geothermal reservoirs in Gaoyuzhuang Formation. As a result, the production capacity doubled and two-stage cascade utilization composed of geothermal power generation and geothermal heating were realized, with the first-phase installed capacity of 280 kW and the geothermal hearing is 30000 m². In this way, a model of the exploration, development, and utilization of geothermal resources formed. Large-scale utilization has become the future trend of geothermal resource development in Beijing-Tianjin-Hebei region, and great efforts shall be made to achieve breakthroughs in reinjection technology, geothermal reservoir reconstruction technology, thermoelectric technology and underground heat exchange technology.     

北京地区地热资源特征与区划研究

北京市地热资源属于沉积盆地型中低温地热资源,目前已有50年集中开发利用历史。经过多年开发利用,已突显出一系列问题。为合理确定北京市地热资源开发利用方向,服务首都城市功能,建设宜居城市,本文通过资料收集分析、野外地热地质补充调查及水化学取样,分析了北京地区地温场分布特征、水化学特征、同位素特征,其中研究表明热储顶板温度高于80℃的地区主要分布在北京凹陷中心和大兴迭隆起南部的凤河营附近;北京地区地热水化学类型主要为HCO3-Na型水。并开展了地热资源温度区划、地热资源开发利用方案区划及开发利用潜力区划。综合考虑地热田划分、地热资源特征、地热资源潜力区划,结合开采程度、资源条件及地区经济发展的需要,进行了地热资源保护区划,将其划分为限制开采区、控制开采区、鼓励开采区和其他地区,其面积分别为378.65 km2、562.88 km2、1612.07 km2、3722.31 km2。本文分析研究,对掌握北京市地热资源总体特征、了解地热流体补给来源、制定地热资源保护区划、合理开发利用地热资源具有重要指导意义。     

Analysis of occurrence characteristics of geothermal resources and its relation to control structures in Zibo City,China

According to the geothermal geological conditions, the geothermal resources in Zibo can be divided into sedimentary basin type and tectonic basin type. The main thermal reservoirs of sedimentary basin type are the Neogene Guantao Formation and the Paleogene Dongying Formation.The thermal reservoirs of tectonic basin type are mainly the Ordovician Majiagou Group. The characteristics of reservoir, cap, pass and source of thermal resource types in different areas are elaborated. Based on the analysis of the well-forming conditions of the existing geothermal wells in the area, combined with the geothermal anomaly areas and hydrogeochemistry, it was discovered that the fault structures in the area, especially the deep faults such as Yuwangshan fault, Wangmushan fault, Zhangdian fault and Chaomizhuang graben, play an important role in controlling the occurrence and distribution of tectonic basin-type geothermal resources in Zibo City.     

Analysis of occurrence characteristics of geothermal resources and its relation to control structures in Zibo City,China

According to the geothermal geological conditions, the geothermal resources in Zibo can be divided into sedimentary basin type and tectonic basin type. The main thermal reservoirs of sedimentary basin type are the Neogene Guantao Formation and the Paleogene Dongying Formation.The thermal reservoirs of tectonic basin type are mainly the Ordovician Majiagou Group. The characteristics of reservoir, cap, pass and source of thermal resource types in different areas are elaborated. Based on the analysis of the wellforming conditions of the existing geothermal wells in the area, combined with the geothermal anomaly areas and hydrogeochemistry, it was discovered that the fault structures in the area, especially the deep faults such as Yuwangshan fault, Wangmushan fault, Zhangdian fault and Chaomizhuang graben, play an important role in controlling the occurrence and distribution of tectonic basin-type geothermal resources in Zibo City.     

关中盆地南部山前中深层地热资源赋存特征及应用

地热资源的广泛利用有助于减少化石燃料的使用、降低雾霾污染。关中盆地南部山前地区的地热资源丰富,开发潜力大,但研究程度较低。本文概述了关中盆地南部山前地区的自然地理概况,分析了该区域地热资源开发利用过程中存在的问题,总结了区域地热载体特征和构造单元特征,划分了区域内近地表处(20 m)、深层(1500 m)处、地温梯度以及大地热流值分布情况。按赋存条件的不同,将地热流体分为四个地段,并详细论述每段的地质特征和成因模式。认为研究区地热资源主要来源于地球的内部热能,其次为地壳中放射性元素衰变、矿物转化过程中产生的热能以及少量生物降解产生的能量,将地热资源的形成模式分为热传导型和热对流型两类,热传导型地热资源广泛分布,热对流型地热资源分布在导通深部高温部位的断裂带附近。采用体积法计算了关中盆地南部山前地区地热单元储存的总热量,4000 m以深暂难利用的地热资源量及4000 m以浅能利用的地热资源量。采用热流量法计算了宝鸡温水沟、眉县汤浴、蓝田汤浴、华清池和西安东大等高地温异常区的地热流体资源量。根据研究区地热资源赋存规律,划分了地热资源的鼓励开采区和保持开采区,指明了地热资源的利用方向。本文旨在适时推动陕西省关中盆地南部山前地区的清洁能源事业,为区域地热资源的科学、长期开发提供理论依据。     

山东省水热型地热资源及其开发利用前景

山东省地热资源分布广泛,资源储量丰富。从山东省大地构造特征和大地热流值分布规律入手,根据地热传导理论,对山东省水热型地热资源的分布规律和资源量进行了研究。研究表明,山东省地热资源的分布受区域地质构造严格控制,根据地热成因可分为隆起山地板内深循环对流型和沉积断陷盆地传导型。结合地热成因和热储类型,进一步将全省分为4个地热资源区: I—鲁东地热区; II—沂沭断裂带地热区; III—鲁西隆起地热区; IV—鲁西北地热区。山东省地热资源量折合标准煤为143.73´10⁹ t,不考虑回灌条件,现状地热开发利用量不足已查明可采量的3%,具有较大开采潜力。根据地热资源分布特征合理有效地开发利用地热资源,是山东省压减化石能源消费、推动能源结构优化、改善大气环境质量的有效途径。     

贵州省水热型地热资源分布及流体水化学特征

为分析总结贵州省水热型地热资源分布特征和水化学特征,对省内天然温泉和地热井流体进行调查和采样测试,在全面收集已有最新地热勘查资料的基础上,通过地热资源地质勘查、评价相关标准和规范以及流体水化学Piper三线图分析等,划分地热资源类型,分析资源分布、资源富集和热储特征,研究不同构造区、不同热储中流体水文地球化学、微量元素等特征。结果表明: 贵州省水热型地热资源主要分布于黔中及黔北地区,属低温地热资源,类型以隆起(褶皱)断裂型为主,以层状兼带状热储分布最广; 地热流体富集和出露受构造控制明显,在石阡、遵义、贵阳、息烽等地形成以震旦系、寒武系白云岩热储为主的4大地热资源富集区,动态较稳定; 相同构造区和热储中流体水化学特征基本相似,水化学类型总体以重碳酸盐型为主,具有矿化度低、富含锶、偏硅酸、氟、氡等对人体有益的微量元素和放射性成分等特征。     

Evaluation of shallow geothermal energy resources in the Beijing-Tianjin-Hebei Plain based on land use

To discover the characteristics, distribution and potential of shallow geothermal energy in the Beijing-Tianjin-Hebei Plain area. This paper, based on a large amount of data collection and field investigations, evaluateed the shallow-layer geothermal energy in the study area through the analytic hierarchy process and comprehensive index method. Based on suitability zoning results superimposed with 1:100 000 land use data, the study area is divided into encouraged, controlled, restricted and prospective mining areas regarding the development of shallow geothermal energy, and the economic availability of shallow geothermal energy in the encouraged and controlled areas are evaluated. The results show that the shallow geothermal energy in the Beijing-Tianjin-Hebei Plain can meet the heating and cooling demand of 6×108 m~2 of buildings, equivalent to 1.15×10~7 t of standard coal, thus reducing carbon dioxide emissions by 2.73×10~7 t and reducing sulfur dioxide emissions by 1.95×10~5 t. According to the development and utilization mode, the energy demand level and the Beijing-Tianjin-Hebei coordinated development plan, the development and utilization of geothermal resources in the plain area has two types: Urban concentrated mining areas and rural scattered mining areas. The scale and level of intensive utilization of regional geothermal resources are of great significance.     

重庆市主城岩溶区地热资源可再生性评价

重庆主城岩溶区的地热资源主要分布在5大背斜的层状热储构造中,地热田主要分布在背斜两翼和背斜南（或北）倾没端。热储层为三叠系嘉陵江组灰岩,盏层为须家河和侏罗系地层,下部隔热层为三叠系飞仙关组泥灰岩地层。随着地热经济的发展和工程建设的加大,重庆市地热水资源可再生性受到影响。本文基于重庆市多年的地热资源勘查、监测资料,将主城岩溶区5个背斜的地热资源分为温泉出露和背斜翼部中深埋藏两类,并利用综合指数法对主城岩溶区地热资源的可再生性进行分区评价。结果显示,主城岩溶区地热资源属强可再生性的有5个,较强的有10个,中等和弱的分别为8和7个,其分布面积所占比例分别为12.95%、32.2%、32.15%和22.7%,可再生性总体呈较强-中等;其中温泉出露型的资源可再生性以较强和中等为主,分布面积分别占温泉出露区总面积的33.6%和33.95%;中深埋藏型以较强和强可再生性为主,其分布面积分别占中深埋藏区总面积的25.9%和30.8%。较强和强可再生性地热主要位于背斜北段,中等-弱可再生性地热则分布于背斜中段和南段。中深埋藏型地热资源的可再生性总体较温泉出露型的强。由此,建议加强背斜两翼中深埋藏区北段地热水资源的勘查开发力度,同时控制中-弱可再生性地热资源区,包括背斜两翼中深埋藏区中南段和部分温泉出露区的开采规模,以确保地热资源的可持续利用。