青海省共和盆地恰卜恰地热田热储特征及开发利用

2013-09-05赵振

地下水 2013年5期

关键词：热田共和涌水量

赵振

(青海省环境地质勘查局，青海西宁 810007)

青海省共和盆地恰卜恰地热田热储特征及开发利用

赵振

(青海省环境地质勘查局，青海西宁 810007)

以共和县恰卜恰地热田地热地质条件为背景，结合恰卜恰地区多年地热资源勘查资料，论述了共和盆地恰卜恰地热田热储特征，指出了地热资源开发可持续应用方向，对类似盆地的地热资源的勘查和开发利用具有一定的借鉴意义。

共和盆地;恰卜恰地热田;热储特征

恰卜恰镇位于共和盆地东北部，是海南藏族自治州的首府和共和县政府所在地，为全州政治、经济及文化中心。地热田地理坐标:东经 100°31'～100°45'，北纬 36°10'～36°20'，北起尕寺，南至次汗土亥的恰卜恰河谷，宜于开采的地热区面积为61 km2。六、七十年代以来，已发现多处地热显示点，尤其是2007年施工的R1号地热井，该井勘探孔深1 200 m，探明700－1 200 m间具有良好的热储层，井口水温72.5℃，出水量达1 136 m3/d，具有广泛的利用空间和较高的经济价值［1］。该文以共和县恰卜恰地热田地热地质条件为背景，结合恰卜恰地区多年地热资源勘查资料，论述了共和盆地恰卜恰地热田热储特征，指出了地热资源开发可持续应用方向，对恰卜恰地热田地热资源的开发利用以及地热区远景规划具有重要意义。

1 区域地热地质条件

共和盆地处于昆仑山脉与秦岭山脉之间，为一个呈NWW向展布的菱形山间盆地。大地构造单元属于秦祁昆断褶系东昆仑、西秦岭造山带接合部位，但在地质构造、岩浆作用、地貌特征上又有别于秦岭、昆仑造山带，以独特形式表现出来，传统称之为“共和缺口”［2］。按地质力学划分，属昆仑—秦岭纬向构造带与河西系构造复合部位的沉降带。按板块构造观点称之为中央造山带“秦昆岔口”［3］。

共和盆地是新近纪初形成的断陷盆地，四周被断褶带隆起山地围限，北侧是青海南山断褶隆起带，南侧是河卡南山断褶隆起带，西为鄂拉山构造岩浆岩带，东为瓦里贡山构造岩浆岩带。

共和盆地周边均受山前深大断裂的控制，挽近期构造活动强烈，山体隆升，盆地大幅度下降，沉积了较厚的第四系冲洪积、河湖相堆积物和新近系湖相堆积物，上部为砖红色泥岩、砂质泥岩互层，下部为褐红色砂质泥岩夹砂砾岩。仅在盆地南部边缘局部有侏罗系羊曲组出露，岩性为灰绿、灰白色砂岩、砾岩夹煤线的泥岩组成。三叠系广泛出露在盆地周边隆起区和组成盆地基底，下、中、上三统具全，下、中统为海相，上统为陆相。

侵入岩主要是印支—燕山期，以花岗岩、花岗闪长岩、石英闪长岩和斑状花岗岩等为主，侵入于中、下三叠系。由三叠系和印支—燕山期中酸性岩体构成褶皱基底。

盆地内发育有三级湖相阶地和多级黄河阶地，说明中更新世以来，盆地随青藏高原隆升一直处于间歇性抬升状态［4］。

2 地热田地热显示

根据野外调查及收集的前人资料，共计54个地热异常点(钻孔、生产井、民井、泉水)资料分析，泉水点主要分布在恰卜恰河谷中下游(上他买以东南一带)及阿乙亥沟一带沟谷深切区，泉水多以下降泉为主，少数为上升泉，一般水量小于1.0 L/s，最大为 4.97 L/s，水温一般在 12 ～17℃，分布在中下游冲洪积平原一带的钻孔、生产井，孔深一般在96.00 ～310.00 m，井口水温 24 ～42.5℃，在恰卜恰镇河谷平原一带，地下水埋藏较深，在300 m以内井深中，水位埋深18.00－94.5 m 不等，井口实测水温在 15.5～30℃。在恰卜恰镇南青年公园内施工一口地热勘探井，井深1 203.48 m，697～1 150 m热储段内出水量达1 136 m3/d，水温高达72.5℃［1］。

3 恰卜恰地热田热储特征［1］

恰卜恰河冲洪积平原第四系下更新统地层和新近系碎屑岩地层均存在有热储层，从热储埋藏条件热储特征及控热控水因素初步分析，其热储类型应属层状热储兼有带状热储的特征。现分第四系下更新统热储和新近系热储分述于下:

3.1 下更新统低温热储特征

该热储在恰卜恰镇以北地段，地热流体以第四系孔隙潜水或弱承压水存在，水位埋深70～95 m，热储层为第四系下更新统冲湖相的粉细砂、中砂及含砾中粗砂夹亚砂土、亚粘土薄层，厚度大于100 m，单位涌水量0.70 ～2.70 L/s.m，换算单井涌水量(10吋口径，5 m降深)300～546 m3/d，富水性中等，水温8～30℃;恰卜恰镇南至上他买冲洪积平原，热储顶板埋深45～52 m，盖层岩性为亚粘土，厚18～25 m，热储层为第四系下更新统含砾中粗砂、中细砂，厚度大于100 m，水位埋深 8.40～11.35 m，属承压水，单位涌水量3.07 ～5.86 L/s.m，换算单井涌水量1 327 ～2 532 m3/d，属水量丰富地段，水温27℃;上他买至阿乙亥沟地段，随着恰卜恰河谷的深切，地势随之降低，有自流水分布，热储顶板埋深21.00 ～52.97 m，水头高出地面10.01 ～15.43 m，自流量为6.877 ～12.17 L/s，水温18 ～35℃(表1)。

综上述，下更新统低温热储盖层厚度从北向南由＞120→52→21 m，热储厚度由410→530→300→70 m，岩性为下更新统粉细砂、中粗砂及含砾中粗砂，透水性好、富水性较强，单位涌水量 0.70～2.70l/s，换算涌水量300～1 300 m3/d，水温 18～35℃，矿化度 0.404～0.641 g/L，属 CL·HCO3·SO4—Na型水。据 300 m 内测温资料计算，下更新统低温热储地热梯度为5.06～8.10℃ /100 m，热流值为1.61 ～1.78。该低温热储具有埋藏浅、易开采、水量大、水质好的特点，只是温度低，具有一定的开发利用价值。

表1 第四系下更新统低温热储水文地质资料一览表

3.2 新近系中低温热储特征

在恰卜恰镇以南一带，据R1号地热勘查井资料，新近系中低温热储顶板埋深697 m，其上为下更新统亚粘土、亚砂土及中粗砂地层和新近系上新统大厚层泥岩，构成了良好的隔热保温盖层。其下部为新近系上新统(N2)及中新统(N1)的热储层段，长大于500 m，热储层岩性为粉细砂岩、中砂岩、含砾中粗砂岩，为良好的热储层，厚98.4 m。测试结果，静水位埋深73.62 m，抽水降深37.22 m，出水量为13.148 L/s，单位涌水量为 0.353 L/s.m，1 200 m 实测井底温度为83℃、井口温度为72.5℃，计算地热梯度为5.80℃/100 m，大地热流值为1.75，利用SiO2温标计算井底温度为99.8℃，矿化度为 1.412 g/L，属 HCO3·CL—Na 型水。在阿乙亥以东，因瓦里关山隆起形成隆起西侧大斜坡，褶皱断裂发育，新近系热储在此翘起，热储顶板埋深仅25～30 m，热储厚度大于250 m，热流体水头高出地面15.43～18.18 m，井口涌水量3.68 ～5.85 L/s，单位涌水量0.23 ～0.39 L/s，水温35 ～42.5℃，概算地热梯度10.68 ～17.03℃ /100 m，大地热流值2.35 ～3.74，矿化度 1.942 g/L，属 CL·SO4—Na·Ca型水。

总的看来，新近系热储埋藏深度较大，具有热储厚度大，富水性中等或强富水，水质好，水温高的特点。

4 地热资源开发利用

4.1 下更新统低温地热资源开发利用

下更新统低温热储中的地热资源，主要分布在恰卜恰河谷冲洪积平原区，具有埋藏浅(＞300 m)、易开采、水量大、水质好的特点，且水温较低(18～35℃)可用于城镇生活饮用水，工业用水、农业灌溉用水，由于水温适中可用于医疗洗浴、游泳，若利用热泵技术也可用于采暖。

4.2 新近系中低温地热资源开发利用

新近系中低温热储分布于恰卜恰地热深部，以R1号井为代表，热储顶板埋深于700 m热储岩性为新近系(N)中细砂岩及含砾中粗砂，热储段厚度＞500 m水位埋深73 m，热流体温度72.5℃，单井单位产水量为 30.52 m3/d.m，开采深度宜在1 500～2 000 m，为最经济的适宜开采区。该中低温热储地热流体矿化度低小于2 g/L，且达到医疗矿水标准(F、BO2、HSiO2和水温)。埋藏深度在宜井深度内、水量大、水质好、水温高，用途极为广泛，可用于医疗、洗浴、游泳、大棚种植、温室养殖、采暖供热及发电。按1 500 m井深计算，降深130 m单井最大开采量为3 526.2 m3/d，每天可供1731人·次洗浴，每年可供12 870床位医疗，单井开采热量14.95 ×1010KJ/a，供暖标准:5.5 ×1010KJ/m2·a，一眼井可供暖7.55×104m2建筑面积。农业温室标准3.5×106KJ/m2·a，一眼井可供11.86 ×104m2建筑面积。

5 结论与建议

5.1 结论

(1)共和盆地为一新生代断陷盆地，具有盆地传导兼断裂对流型型良好地热地质背景，与其东、西两侧构造岩浆带断裂型地热分布构成秦昆结合部南北向地热代［4］。

(2)下更新统低温热储特征:岩性为粉细砂、中粗砂及含砾中粗砂，透水性好、富水性较强，单位涌水量0.70～2.70 L/s，换算涌水量 300 ～1 300 m3/d，水温 18 ～35℃，矿化度0.404 ～0.641 g/L，属 CL·HCO3·SO4—Na 型水。该低温热储具有埋藏浅、易开采、水量大、水质好的特点，只是温度低，具有一定的开发利用价值。

(3)新近系中低温热储特征:热储层岩性为粉细砂岩、中砂岩、含砾中粗砂岩，为良好的热储层，厚98.4 m。该热储埋藏深度较大，具有热储厚度大，富水性中等或强富水，水质好，水温高的特点。具有较高的开发利用价值。