洛阳地区开发利用地热资源的思考

2019-02-25张宇航段金山

有色金属设计 2019年4期

关键词：出水量盖层龙门

张宇航，王飞，段金山，于超

(中化地质矿山总局河南地质局，河南郑州 450002)

0 引言

河南洛阳地区地热资源丰富，开发洛阳地区地热资源意义重大。应做好规划和布局，合理有序地开发利用地热资源。洛阳地热资源开发利用的现状介绍如下：

1 洛阳地区地热资源概况

1.1 地热资源量

洛阳地区地热资源丰富，全区可采地热资源折合标准煤为5 484 万吨。按其地热地质条件的有利程度及社会经济状况，筛选出五个地热资源开发利用前景区，分别是：张庄地热资源开发前景区、龙门地热资源开发前景区、洛阳东站地热资源开发前景区、王城公园地热资源开发前景区和李屯地热资源开发前景区。

1.2 地热地质条件

1.2.1 热储类型及热储结构

分为层状热储和带状热储。龙门一带，既有断裂控制的带状热储，又有倾斜层状寒武系灰岩热储，两者成因上存在内在联系，且平面上不可分割，为混合型热储。

1)层状热储

洛阳市区新生界沉积最厚达4 000 m，其中新近系和古近系厚度达2 400～3 500 m，由砂岩、砾岩、砂砾岩与粘土岩相间组成。砂岩、砾岩和砂砾岩是多层状地热流体的储集层，热储层上、下均有粘土岩隔水保温。第四系和新近系可作为古近系热储的盖层，盖层厚度达1 000～1 100 m。

2)带状热储

带状热储是断裂构造控制的热储，其结构主要由控热断裂、导热断裂和盖层三要素组成。洛阳龙门镇西山张沟村玉隆苑地热井，为寒武系带状热储，该井井深966 m，盖层为上古生界—新生界，厚700 m左右，井口水温达98.5℃。

3)混合型热储

位于龙门一带，热储结构由热储、盖层、控热断裂、导热断裂等四要素组成。兼具层状热储结构特征和带状热储结构特征，两者互为依存，有内在的成生联系，构造条件较复杂。

1.2.2 热储水文地质特征

1)新近系热储层

深度100～200 m左右，有含水层1-5层，厚10～50 m，水位埋深30～70 m，降深15 m时的单井出水量为100～1 000 m3/d。水温小于37℃。

2)古近系热储层

古近系热储砂岩、砂砾岩含泥量大，且多被胶结或半胶结，储水、导水性较差。据有关资料推断，洛阳市区古近系热储层，当含水层总厚度为300～400 m，且位于活动性断裂破碎带及其影响带时，其单井出水量可达20 m3/h以上，水温在40℃～50℃之间。

3)龙门下古生界碳酸盐岩热储

热储层主要为中、上寒武统灰岩和上石炭统太原组灰岩。受断裂构造的影响，灰岩中溶洞、溶隙发育，成为地热流体的主要赋存空间和运移通道。但因所处构造位置不同，溶洞和溶隙的发育程度及充填程度差别悬殊，富水性极不均一。由龙门一带已施工的地热井推断，若揭露溶洞发育的断裂破碎带，出水量一般为10～40 m3/h，最大可达80 m3/h以上，水温可达40℃以上。若揭露不到溶洞和溶隙，则出水量小于5 m3/h，水温低于30℃。

1.2.3 地热水水化学特征

1)古近系地热水

水化学类型一般为HCO3·SO4—Ca·Mg型、SO4Cl—Na型。

2)龙门下古生界地热水

水化学类型复杂，主要有HCO3—Ca·Mg型、HCO3—Na·Ca型、SO4·Cl—Na·Ca型、HCO3—Na·Ca型、HCO3—Ca·Mg型等。

2 地热资源开发利用现状和发展

洛阳地区地热资源开发历史悠久，开发形式为温泉利用和井采。开采的热储层包括新近系、古近系松散岩热储层和下古生界寒武系及奥陶系碳酸盐岩热储层。目前，洛阳地区地热利用模式为直接利用，主要用于洗浴、休闲康乐、医疗、矿泉水生产等，尚未进行地热发电及综合利用，地热供暖也未得到推广普及。但地热的开发在一定程度上推动了房地产、酒店、公共洗浴、矿泉水等行业的经济发展，取得了一定的经济、社会和环境效益。