厚約1000米,雄安新區探獲深部碳酸鹽巖熱儲第二空間

原標題:探獲雄安新區深部碳酸鹽巖熱儲第二空間

來源於《中國地質調查成果快訊》

摘要:雄安新區深部碳酸鹽巖熱儲層具有較大的開發潛力,是未來新區地熱勘查開發的熱儲第二空間。位於霧迷山組下部的高於莊組以及長城系地熱儲層,埋深大於900m,厚度約為1000m,水量44.1~86.5m3/h,水溫69~80℃,水質好,具有進一步探測和開發的潛力,可作為新區後備資源。

1.項目概況

“雄安新區地熱清潔能源調查評價”項目,歸屬於“京津冀地熱資源調查評價與綜合開發示範”工程,由自然資源部中國地質調查局所屬的中國地質科學院水文地質環境地質研究所、中國地質調查局水文地質環境地質調查中心、中國地質科學院、中國地質科學院勘探技術研究所、北京探礦工程研究所、中國地質科學院探礦工藝研究所承擔。項目週期為2018—2020年。主要目標任務是通過開展容城、牛駝鎮、高陽地熱田整裝勘查,圈定地下熱水開發利用靶區,研究深部基岩熱儲地質條件,評價深部霧迷山組地熱資源量,探索高於莊組地熱資源開發潛力。打造採灌均衡、深淺聯用、清潔高效、持續開發的地熱資源利用全球樣板,為京津冀地區地熱規模化、持續高效利用提供關鍵技術支撐,為節能減排、霧霾防治提供地熱清潔能源保障。以往新區的基岩地熱井均為探測霧迷山組第一熱儲層,具有水溫高、水量大、水質優、易回灌等特點。目前,新區已完成地熱勘探孔11眼,其中6眼鑽孔穿透霧迷山組,獲取了熱儲第二空間的相關參數,為區域深部熱儲資源潛力的評價和開發提供了可靠的依據(圖1)。

厚約1000米,雄安新區探獲深部碳酸鹽巖熱儲第二空間

圖1 2018年雄安新區揭露熱儲第二空間地熱井分佈圖

2.成果簡介

(1)基本查明雄安新區高於莊組熱儲空間結構,揭露地熱資源第二空間。(圖2~圖4)。位於霧迷山組下部的薊縣系高於莊組乃至長城系碳酸鹽巖熱儲為雄安新區深部熱儲的第二空間,熱儲巖性以白雲岩、灰黑色白雲岩加棕紅色杏仁狀玄武岩為主。雄安新區多口地熱勘探孔揭穿了霧迷山組第一熱儲,揭露了熱儲第二空間,獲取了熱儲基本參數。容城地熱田凸起區熱儲第二空間深度南部約2000m,北部約1670m,西部變化較大,為900~1500m,熱儲厚度為830~1240m。牛駝鎮凸起北部熱儲第二空間深度為1700~2000m,厚度為600~1000m。

厚約1000米,雄安新區探獲深部碳酸鹽巖熱儲第二空間

圖2 D14孔第二熱儲空間長城系蝕變玄武岩(2178m)

厚約1000米,雄安新區探獲深部碳酸鹽巖熱儲第二空間

圖3 D16孔第二熱儲空間高於莊組白雲岩(2140m)

厚約1000米,雄安新區探獲深部碳酸鹽巖熱儲第二空間

圖4 D11孔第二熱儲空間高於莊組岩溶欠發育(2294m)

(2)雄安新區深部熱儲第二空間具有厚度大、溫度高、水量豐富的特點,大幅度提高了新區地熱可採資源量。新區大部分地區第二熱儲層厚度大於1000m,具有較大的地熱產能。容城凸起熱儲第二空間平均出水量為74m3/h,井口水溫為71℃;牛駝鎮凸起熱儲第二空間平均出水量為44m3/h,井口水溫為80℃。總體而言,整個雄安新區由薊縣系高於莊組和長城系大紅峪組組成的熱儲第二空間熱儲溫度比淺部霧迷山組高5~10℃,單位湧水量為霧迷山組的1/2~1/5,開發潛力相對霧迷山組熱儲較差。

(3)雄安新區熱儲第二空間裂隙率較低,富水性差,非均質性強,通過儲層改造可大幅度提高可採資源量。已有工作顯示,河北獻縣高於莊組第二熱儲經改造後,湧水量從每小時35m3增加到每小時70m3,產能提高一倍。目前揭露的熱儲第二空間均位於構造凸起部位,且凸起區普遍發育有薊縣系高於莊組以及長城系作為熱儲第二空間,地熱資源潛力較大。在斷裂構造接觸帶,存在熱儲第二空間缺失的情況。位於容城斷裂以西以及牛南斷裂帶附近的鑽孔顯示,整個碳酸鹽巖熱儲厚度薄,不存在深部熱儲的第二空間,且第一熱儲層地熱開發潛力也相對凸起中心和凹陷中心明顯偏小,因此,在地熱開採布井中應特別關注。凹陷區和斜坡帶目前還未探測到熱儲第二空間,由於儲層埋深大,巖性緻密,未來是否具有開發前景還需要進一步探測。根據區域構造以及地球物理結果推斷,在容城凸起及牛駝鎮凸起中間的凹槽帶及斜坡帶,具有探測和開發的潛力。

3.成果意義

探測評價深部熱能潛力是解決區域後備清潔能源供給,實現大面積規模化集中供暖的保障。熱儲第二空間的探獲揭開了雄安新區地熱勘查與開發的新篇章。經過兩年來對雄安新區深部熱儲的探測,基本摸清了容城凸起、牛駝鎮凸起兩個構造區的深部熱儲空間形態和開發潛力,深部薊縣系高於莊組和長城系是有待進一步開發的第二熱儲空間。本次工作為新區精細化的資源評價提供了基本的參數,也為新區未來的地熱開發利用規劃制定提供了支撐。

(中國地質科學院水文地質環境地質研究所 馬峰供稿)


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