济南东部宁家埠地区地热资源特征与开发利用探讨

王玉星

摘要：我国济南东部宁家埠地区包含着比较丰富的地热资源，在地质构造热储地质条件上占据一定的优势，是地热资源开发的有利地区。本文主要对济南东部宁家埠地区地热资源特征与开发利用进行探讨。

关键词：地热资源特征;开发利用;策略探讨

地热资源的有效开发利用能够有效减少采用常规能源产生的废气、煤灰渣等多种物质排放量，对于城市治理污染、减少雾霾具有重要作用。济南地区具有丰富的地热资源储存量，具有优良的水质、开发利用程度高。

1济南东部宁家埠地区地质背景概述

第一，地层岩性，主要对济南市东部地区进行研究，结合现在已有的钻孔资料，该研究区位内主要为第四系覆盖，在下伏包含三叠系、奥陶系、石炭一二叠系。其中奥陶系主要是该区位内主要的热储层，主要是灰色、深灰色和豹皮灰岩的岩性为主，呈现出厚层状，在该区位内大约有800米的厚度。

第二，地质构造，对于济南东部的地热资源进行研究，主要是在齐河凸起和邹平周村凹陷的交接地带区位进行研究，总体呈现出向北缓倾的单斜构造，文祖断裂是主要断裂，总体的走向NNW，倾向SW，具有70-80度的倾角，同时断裂东盘相对呈现出上升现象，西盘呈现出下降趋势，是以高角度张性断裂，是良好的导水和导热断裂。

第三，该地区具有一定的水文地质条件，主要包含水层，在奥陶纪马家沟群灰岩中赋存，具有明显的受构造控制，其中含水层主要向北和北东方向倾伏的单斜断块展现。另外，该研究区位的南部裸露区位富水性相对比较弱，在隐伏区的富水性比较强，特别在黄土崖地带，汇流条件比较好，裂隙岩溶的浓烈发育，其中单井涌水量平均都高于5000m3/d。地下水主要以HCO3-Ca·mg的水化学类型为主[1]。

地热异常区的周围，通常是远离山前地段，具有较深的奥陶纪石灰岩顶板，地下水的补、径、排的条件越来越差，遭受到弱透水结构和岩浆岩体的阻碍之后，就会很容易构成半封闭或者相对比较封闭的含水系统，通过对其深部进行传导热能，实行长时间的加热之后，就會逐渐增高水温，形成岩溶热水区。

第四，我们根据当地区域的地址资料进行分析，该研究区位在侵入岩形成时代主要是中生代燕山晚期，岩体的侵位主要是浅层为主，在石炭一二叠纪地层中进行主要侵入，在岩浆岩地层的脆弱一带上侵或者顺层侵入，主要有辉绿岩、闪长岩等为主要岩性，岩浆的侵入有利于地下热量的传输和运移，是该地区形成地热的主要客观因素。

2济南东部宁家埠地区地热资源特征

第一，地温场特征主要有气水平变化特征。地温梯度变化和奥陶系灰岩埋藏深度息息相关，并且受到该地区内隐伏断裂构造的一定影响。地温梯度在构造断裂周围相对较高，地温梯度值通常大于每一百米2.5摄氏度，但是在其他地区，地温梯度值通常都是小于这个数值。另外，地温场具有垂向变化特征，在该研究区域内具有比较明显的变温带、恒温带和增温带的变化规律，通常变温带大约有12米的深度，恒温带是12-20米，平均大约有16米的深度，温度在14.20-15.20摄氏度之间，平均的温度是14.8摄氏度。增温带是20米之下的部分，经常产生地温升高的情况[2]。

第二，热储层特征。该研究区域内的热储层是奥陶系马家沟群，在垂向上当作一个包含热储岩组，主要呈现出层状。该区位内的地热类型是属于岩溶裂隙层状传导型热储，受到明显的文祖断裂掌控，同时具有带状热储特征，属于层状兼带状热储。基底结构对热储层进行控制，具有比较大的顶界面起伏，章宁1地热井奥灰顶板埋深在954米，这个地热井正南方向距离4.5千米的地方是章桃1地热井奥灰顶板埋深387米，这两个地热井都没有揭露奥灰热储层底板。我们根据物探研究资料进行分析，该研究区位内的奥灰顶板埋深在387-1200米，主要呈现出从南向北顶板麦生越来越大的分布规律。

第三，地热水化学特征主要有水化学组分特征，章宁1的地热水主要是无色透明，没有异味，没有肉眼可见物，pH值是7.05，总硬度是2766.26mg/L。地热水中锶、氟能够达到命名矿水浓度，其中偏硼酸、偏硅酸能够达到医疗价值浓度，地热水为氟·锶型医疗热矿水，蕴含较大的医疗价值[3]。另外，地热水化学成分的形成和演变主要是含水介质的化学成分和水化学作用、同时是沉积环境和水循环等多种影响因素协同作用的结果。

3济南东部宁家埠地区开发和利用

第一，章丘不断加快城镇化建设，充分发挥地热资源的重要作用，作为重要的绿色能源具有较大的开发利用潜力。地热水出水的温度大约在45摄氏度，可以直接用来供暖，可以使用地热换热和水源热泵进行结合的供暖形式，有效避免地热水的腐蚀，提高供水的质量和效率。

第二，充分利用地热资源开发娱乐、旅游和地产。地热地区的东南侧是绣源河风景区，新建设的高铁横穿风景区，同时距离秀慧高铁站只有3千米的距离，在向南方向和朱各务水库只有4千米的距离，向西的方向具有龙山文化发现的地城子崖遗址，大约距离7千米，距离洛庄汉墓具有6千米，这地热地区具有明显的区位优势。相关管理部门可以将该地热区规划成室内外游泳馆、垂钓休闲园区、温泉度假村、游览观光等相关娱乐、旅游区，或者建立别墅和高级宾馆具有一定的居住功能。另外，地热水中具有一定的水化学特征，包含多种矿物质，具有较高的医疗保健价值，可以建立浴疗保健，采用热矿水进行洗浴，对患有风湿病、冠心病和高血压的人群具有一定的治疗作用。

结束语：济南东部宁家埠地区蕴含非常丰富的地热资源，同时具有较高的医疗意义，有利于对其进行合理开发利用。本文主要对该区域地热资源地质背景和特征进行分析，探讨了其开发利用策略，同时需要人们做好地热资源的保护工作，对开发利用工作开展加强动态监测，充分发挥地热资源的重要价值。

参考文献：

[1]孙晓程. 探究我国地热资源与可持续开发利用[J]. 门窗， 2019， No.174（18）：262-263.

[2]陈安河. 地热资源特性论述与可持续开发利用模式解析[J]. 北方环境， 2020， 032（001）：229-230.

[3]武强， 涂坤， 徐生恒，等. 我国能源供给与消费优化精准配置探讨——以浅层地热能与建筑物供暖制冷配置为例[J]. 中国能源， 2020， v.42（05）：7-10+22.

中石化新星（北京）新能源研究院有限公司郑州分公司，河南，郑州，450000