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盆地地热能源产生因素分析

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作者:霍改兰屈永清马少华李虎平单位:内蒙古自治区地质调查院内蒙古自治区地质环境监测院

奥陶系灰岩地热储层

鄂尔多斯盆地奥陶系马家沟组灰岩其顶板埋深在3200m以上,灰岩厚度100-600m,其岩性主要为白云岩,呈灰白色,局部灰色、灰黑色,具裂隙及晶间孔洞,孔洞1-2cm,连通性较好,其涌水量较大,推测出水温度大于70℃。

盖层

鄂尔多斯盆地盖层根据热储层不同,其盖层也不尽相同。以白垩系洛河组为热储的地热田,其主要盖层为白垩系砂岩夹泥岩地层。总厚度在500—700m。由于该套地层无一稳定的厚层泥岩,因而其隔热效果不佳,并非为良好的盖层,仅以大厚度形成次一级盖层,故使得鄂尔斯盆地洛河组热储层温度不稳定(图4)。

奥陶系灰岩顶板埋深在2600m以下,其盖层主要由白垩系、二叠系、三叠系及石炭系砂岩、泥岩组成,厚度大于2600m,形成一良好的地热盖层。

地热通道

鄂尔多斯盆地地热除通过地层进行地温传导外,还通过断裂进行热流传导。白垩系洛河组地热田由于断层发育较差,其地热温度较低。而奥陶系马家沟灰岩地热田,一方面靠地热增温,另一方面由断裂构造增温,使地热田温度较高。鄂尔多斯块体内的地温梯度的变化直接受控于地层的岩性结构。

它表现在上部中生代河湖相沉积的颗粒较粗的砂岩、含砾砂岩及泥岩地层中,地温梯度由浅部向深部逐渐变小。而在上部古生代石炭———二叠系的含煤地层中地温梯度则明显增大,在穿过含煤地层之后,地温梯度则又有变小的趋势。块体周缘的地温梯度随深度增加而变化的总趋势十分明显,而块体内的情形则不然。

由图5可见,鄂尔多斯盆地l000m深处的地温在35℃~40℃之间,大于40℃的地温分布区呈岛状散布于块体之北部和南部,其形状、大小和延展方向具有一定规律性。盆地内2000m深处的地温分布特点为:盆地内地温偏低,多在50℃—60℃之间(图6)。在个别地区,虽然也有相对高值和相对低小于90℃。块体的中部地区3000m深处的地温一般在90℃—l00℃之间。

热源

鄂尔多斯盆地热源为地热增温型,根据盆地内石油钻孔的测井资料显示,盆地内3000m孔底温度为90-100℃,与3℃/100m正常地热增温基本相符。而局部地区白垩系洛河组1000m内地温梯度较高,为5℃/100m左右,与每100m增加3℃的正常值有差异,究其原因,是断裂构造将下部热源引向上部,受盖层的控制,造成上部温度高于正常值,这说明该盆地下部有良好的热源。

由于盆地地堑的形成及其下部压力释放等进程使得地壳深部熔融物质有可能上行,地热异常来源于水热活动效应,水热活动则是由地堑之下深源热补给系统驱动的,而深部热补给系统向上运移的通道则是深大断裂带,该区的地壳深大断裂带既是地震活动的主要场所,又是热源上升的通道,因此它是联结地震活动和地热分布的重要桥梁。

结论与建议

(1)鄂尔多斯盆地内分布有较好的地热储层,尤其是奥陶系马家沟组灰岩,其热储、涌水量等地热条件较好,通过地热资源开发与利用,不仅可以改善当地大气环境质量,降低建筑物供暖成本,提高建筑物产品质量,还可以增加旅游收入,有非常好的开发利用前景。

(2)在地下热水开发利用过程中,要加强地热综合管理,合理开发地热资源,制定长远规划时;同时长期开展地下热水长期动态监测工作,及时掌握地下热水流场动态特征,以便适时开展地下热水回灌研究。

(3)地下热水开采过程中应避免上层常温水和地表水的混入,应防止过量抽取地下热水,以保证地下热水的可持续开采。

盆地地热能源产生因素分析责任编辑:陈老师    阅读:人次
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