太原盆地岩溶地热系统的形成演化及其地热资源潜力

【研究目的】太原盆地作为优质岩溶热储分布与城市供暖需求匹配良好的地区之一，其岩溶地热系统的形成演化与成因要素的研究对本区地热资源的整体开发以及断陷盆地型地热资源展布规律的认识均具有重要的指导意义。【研究方法】本文在综合前人研究成果与最新54口地热井资料的基础上，分析了太原盆地岩溶地热系统的热源、热储展布和水热动力学特征，并分8个单元评价了地热资源量。【研究结果】结果表明，岩溶热储发育的层位主要为华北板块广泛分布的下古生界奥陶系，经历了早古生代末的表生岩溶、晚古生代的直接盖层沉积、中生代岩溶地热系统初始形成、新近纪的改造与第四纪最终定型等5个阶段。该地热系统的热源来自于新生代裂谷盆地产生的高大地热流（最高达79.12 mW/m2），热传递方式可分为强烈对流型（盆地边缘）和热传导型（盆地内部）截然不同的两类。热储储集性能具纵向分层、平面分带特征。在纵向上识别出15～20层有效储集段，累计厚度160～180 m，可划分为3~4层主力含水段；在平面上有利储集带主要受NE向隐伏构造的控制，且主力含水层在运移过程中易发生“越流”现象。盆地中段的奥陶系热储因埋藏适中（约400~1900 m）、且储层温度较高（30~75℃），是最有利的勘探开发区。依据热储体积法评价出太原盆地岩溶地热系统可利用的静态地热资源量为83.03×108 GJ，折合标煤2.83×108 t。【结论】年开采地热资源量可满足1502万m2的供暖面积。鉴于目前已开发资源仅占可开发的23.3%，开发潜力巨大。创新点：根据区域构造－沉积旋回对地热系统组成要素的控制作用，剖析山间断陷盆地岩溶地热系统的成因模式；结合地热井产水量与测井曲线解释成果，分析热储物性纵向分层、平面分带的规律；采用热储体积法分区块精细评价太原盆地岩溶地热系统的地热资源量。

Evolution of karst geothermal system and its geothermal resource potential in Taiyuan Basin