31/35長(zhǎng)春工程學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版) 2013年第14卷第1期ISSN 1009-8984110-113J. Changchun Inst. Tech. (Nat. Sci. Edi. ) ,2013, Vol.14,No. 1CN 22-1323/Ndoi: 10.3969/j. issn. 1009-8984. 2013. 01. 031河南省漯河市地?zé)豳Y源計(jì)算古今(河北工程大學(xué)資源學(xué)院,河北邯鄲,056038)摘要:漯河市地?zé)豳Y源屬沉積盆地型地?zé)豳Y源。 遵照GB11615- -89《地 熱資源地質(zhì)勘查規(guī)范》和DZ40-85《地?zé)豳Y源評(píng)價(jià)方法》,采用熱儲(chǔ)法對(duì)漯河市地?zé)豳Y源量進(jìn)行了計(jì)算評(píng)價(jià),為漯河市地?zé)豳Y源開采提供了儲(chǔ)量依據(jù)。關(guān)鍵詞:地?zé)豳Y源;地?zé)醿?chǔ)量;模型中圖分類號(hào):TK521文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A文章編號(hào):1009-8984(2013)01-0110-04地?zé)豳Y源是一種十分寶貴的可再生能源[1 ,其度一般200 ~400 m。自下向上分為孔店組、沙河功能多,用途廣,有著廣泛的開發(fā)利用前景。作為一街組、東營(yíng)組。種綠色能源,地?zé)嵩谥袊?guó)已被廣泛接受印。隨著地孔店組:主要為棕紅色泥巖、砂巖和灰白色砂巖熱資源的普遍開發(fā),對(duì)地?zé)豳Y源儲(chǔ)量的計(jì)算和評(píng)價(jià)夾灰綠色泥巖、炭質(zhì)頁(yè)巖、油頁(yè)巖及煤層,其中上部顯得越來越迫切和重要。本文采用熱儲(chǔ)法對(duì)漯河市含有石膏,與下伏二迭系呈角度不整合接觸。地?zé)豳Y源量進(jìn)行了計(jì)算評(píng)價(jià),為漯河市地?zé)豳Y源開沙河街組:主要巖性為棕紅色、褐灰色、灰綠色采提供了儲(chǔ)量依據(jù)。泥巖、灰白色砂巖,局部夾薄層油頁(yè)巖。東營(yíng)組:屬淺湖相沉積建造,巖性由灰綠色、灰1地?zé)崽锏刭|(zhì)背 景條件色、棕紅色泥巖與細(xì)砂巖、粉砂巖、含礫砂巖互層1.1地層組成。地?zé)崽镂挥谥谐瘻?zhǔn)地臺(tái)華北坳陷南部的周口凹(5)新近系:新近系為區(qū)域性坳陷型河湖相沉陷內(nèi),根據(jù)鉆孔所揭露的地層由老到新分述如下:積,在區(qū)域上自西而東,地層由薄變厚,沉積了一套(1)寒武系(∈):為泥質(zhì)灰?guī)r、泥質(zhì)粉砂巖、石英以砂質(zhì)巖為主的正韻律層剖面組合,底板埋深為砂巖、白云質(zhì)灰?guī)r、鮞狀灰?guī)r、厚300~500 m。在地1 300~1 600 m。區(qū)內(nèi)厚度1 200~1 400 m。由下熱田西部寒武系(∈)西部埋藏較淺,一般在1 400~而上分為館陶組和明化鎮(zhèn)組。1 500 m,由西向東埋深逐漸增大到3 400~3 500 m。館陶組:巖性為-套下粗上細(xì)砂巖層。本組厚(2)石炭系(C):厚度僅在60~80 m之間,巖性度在150~250 m之間。為鐵鋁頁(yè)巖.石灰?guī)r、砂頁(yè)巖和煤層,是華北地區(qū)主明化鎮(zhèn)組:巖性為砂、泥巖互層。本組厚度在.要成煤時(shí)期。在地?zé)崽镂鞑咳笔?東部埋深3300~1 100~1 200 m之間。3400m,與下部寒武系呈不整合接觸。(6)第四系:第四系厚100~210 m左右,是一(3)二疊系(P):為砂巖、粉砂質(zhì)泥巖和泥質(zhì)巖套粉質(zhì)黏土、粉土及砂層所組成的松散堆積物。夾煤層及長(zhǎng)石石英砂巖,厚1 155~1 330 m。在地1.2 構(gòu)造熱田西部缺失,東部分布比較普遍,埋深2 000~地?zé)崽镌趨^(qū)域構(gòu)造上處于中朝準(zhǔn)地臺(tái)華北坳陷2 200 m.的周口凹陷,周口凹陷斷裂比較發(fā)育,對(duì)本區(qū)有影響(4)古近系:頂板埋深1300~1 600 m,區(qū)內(nèi)厚的斷裂均為隱伏斷裂,可劃分為東西向和南北向兩個(gè)斷裂帶。中國(guó)煤化工收稿日期:2012-10-12漯河地HCNMHG碩山一郾城凸作者簡(jiǎn)介:古今(1986-),女(漢) ,河南武陟,碩士起之東端(圖1)。主要研究礦山地質(zhì)環(huán)境。古今:河南省漯河市地?zé)豳Y源計(jì)算1112地?zé)崽餆醿?chǔ)特征及其埋藏條件業(yè)上二山地?zé)崽锞哂泄嵋饬x的熱儲(chǔ)層為新近系熱儲(chǔ)層Fe平頂山邸女城凸起廊城和古近系熱儲(chǔ)層。2.1新近系熱儲(chǔ)漯河新近系由下而上分為館陶組和明化鎮(zhèn)組。橫剖面圖見圖2,縱剖面圖見圖3.館陶組熱儲(chǔ):熱儲(chǔ)層厚度為30~70 m,巖性為細(xì)砂、粉砂、中砂。明化鎮(zhèn)組熱儲(chǔ):熱儲(chǔ)層厚度為100~200 m,巖圖1郾城凸起邊界示意圉性為細(xì)砂、粉砂、中砂,溫度40~57 C._90°人民路與驗(yàn)大東海金運(yùn)京珠J莊體育中心電視臺(tái)。 軍轉(zhuǎn)站。山峰交叉口 飯店。肉食.. 高速找子路村拐張村(測(cè)點(diǎn)號(hào))10 11 12141511617181920212223巨500篆1 0o0N1 500_B2 000圄2地?zé)崽?新近系橫剖面圍.90°。3地?zé)豳Y 源計(jì)算與評(píng)價(jià)3.1概念模型豢! 00漯河市地?zé)豳Y源類型屬沉積盆地型。根據(jù)比例R0.51 kmDZ40- -85《地?zé)豳Y源評(píng)價(jià)方法》評(píng)價(jià)熱儲(chǔ)的規(guī)定,本圄3地?zé)崽镄陆悼v剖面圖次地?zé)豳Y源計(jì)算的目的層為大于40C的低溫地?zé)豳Y源儲(chǔ)層,相應(yīng)的埋藏深度為600 m以上。從上到2.2古近系熱儲(chǔ)下可劃分為新近系熱儲(chǔ)層、黏土層、古近系熱儲(chǔ)存古近系自下向上分為孔店組、沙河街組、東層。地?zé)崽锏纳w層由新近系上部多旋回厚層黏性巖土組成。新近系熱儲(chǔ)由新近系砂巖層組成,古近系營(yíng)組。熱儲(chǔ)層厚度為40~60 m,巖性為細(xì)砂、粉熱儲(chǔ)由古近系砂巖組成。熱流體通道主要為砂巖孔砂。橫剖面圖見圖4,縱剖面圖見圖5,溫度70°隙和裂隙,地?zé)崽锏臒嵩磥碓从谏畈康臒醾鲗?dǎo),屬傳導(dǎo)性地?zé)豳Y源。為方便地?zé)豳Y源計(jì)算,將新近系砂以上。巖層沉積結(jié)構(gòu)，簡(jiǎn)化為在平面上無限伸展、在垂向上視為一個(gè)統(tǒng)一熱流體通道,其上部為蓋層、下部為相90對(duì)隔水的黏土巖層所組成的三層結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的概念模氯盟4E目型;將古近系砂巖層沉積結(jié)構(gòu)，簡(jiǎn)化為在平面上以比例RO JkmF、F2、Fs斷裂為透水界、在垂向上視為一個(gè)統(tǒng)一熱.流體通道,其上下為相對(duì)隔水的黏土巖層所組成的圄4地?zé)崽?古近系橫剖面圖三層結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的概念模型。由于斷裂分割的影響,90°在斷層以外古近系的厚度增大,本次計(jì)算僅作透水e1 000邊界處理。熱源為地球內(nèi)部的高溫?zé)崮芤詡鲗?dǎo)、對(duì)g1 500流的方式向地表傳遞。瑟2 0EP+C3.2熱儲(chǔ) 中的地?zé)醿?chǔ)量計(jì)算比例尺9」km采用熱儲(chǔ)中國(guó)煤化工n古近系熱儲(chǔ)圖5地?zé)崽锕沤悼v剖面圖中的地?zé)醿?chǔ)量HCNMH G熱儲(chǔ)法的地?zé)醿?chǔ)量按式(1)計(jì)算112長(zhǎng)春工程學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)2013,14(1)Qk = CAd(t,一,)(1)孔險(xiǎn)度/%式中:QR.地?zé)醿?chǔ)量,kcal;年一 r20_熱儲(chǔ)面積,m2;d-- 熱儲(chǔ)厚度,m;1 500熱儲(chǔ)熱度,C;t;一-基準(zhǔn)溫度(即當(dāng)?shù)氐叵潞銣貙訙囟然蚰昶骄鶜鉁?,C;2 000C--熱儲(chǔ)巖石和水的平均熱容量,kcal/(m'旦●'C),由式(2)求出。怒2500C=pc●.c.(1-φ) + pwcu$ .(2)式中:pc、Pw".分別為巖石和水的密度,kg/m3;3 000C.、Cw":分別為巖石及水的比熱容,kcal/.濟(jì)陽(yáng)拗陷(kg●"C);一冀中拗陷3 500φ一巖石的孔隙度,%.將式(2)代人式(1)即得式(3):(b)華北盆地新生界泥巖孔隙度-深度曲線Qk= Ad[p.c(1-φ) +pw cw$)](t,一t,)圖6新生界矽巖、泥巖孔隙度一深度統(tǒng)計(jì)曲線(3)參數(shù)確定:面積以漯河規(guī)劃區(qū)74 km2計(jì)算;新新近系底板埋深1 300~1 600 m,φ值取30%; .近系熱儲(chǔ)厚度140.0 m;古近系熱儲(chǔ)厚度50 m;新古近系底板埋深1500~2 000 m,φ值取20%.近系熱儲(chǔ)溫度為50 C,古近系熱儲(chǔ)溫度為80 C ;基熱儲(chǔ)中地?zé)醿?chǔ)量計(jì)算結(jié)果:新近系地?zé)醿?chǔ)量為準(zhǔn)溫度取17 C;據(jù)DZ40--85《地?zé)豳Y源評(píng)價(jià)方法》7.979 96X1011 MJ,古近系地?zé)醿?chǔ)量為4. 055 89X表4查得:C.為0.21,cw為1(kcal/kg. "C);p.取1. 75,pw取1(g/cm'),巖石的孔隙度(面)參考《中國(guó)1011 MJ.地?zé)豳Y源形成特點(diǎn)及潛力評(píng)估》建立的新生界砂巖、3.3熱儲(chǔ) 中的地?zé)崃黧w儲(chǔ)存量計(jì)算泥巖孔隙度--深度統(tǒng)計(jì)曲線。本次計(jì)算采用的孔隙儲(chǔ)存的地?zé)崃黧w量計(jì)算公式如下:度值從統(tǒng)計(jì)曲線量取(圖6)。Q# = Fdφ式中:Q#-地?zé)崃黧w 儲(chǔ)存量,m';孔隙度/%00 r10_ 2030 40， 50F--熱儲(chǔ)面積,m2;含水層厚度,m;. 孔隙度,%。1000參數(shù)確定:熱儲(chǔ)面積:74 km2 ;含水層厚度:新E近系140 m,古近系50 m;孔隙度:新近系30%,古這1500近系20%.熱儲(chǔ)中地?zé)崃黧w儲(chǔ)量計(jì)算結(jié)果:新近系地?zé)醿?chǔ)量為3. 108X109 m' ,古近系地?zé)醿?chǔ)量為7.40X10* m'。3.4熱儲(chǔ)中的地?zé)崃黧w可開采的計(jì)算2 500L采用水熱均衡方法求出的可開采量結(jié)果如(a)華北盆地新生界砂巖孔蹤度-諜度曲線表1。表1地?zé)崃黧w可開采計(jì)算結(jié)果含水層厚度最大降深滲透系數(shù)可開采量熱儲(chǔ)層.m面積/m2/km2水力坡度/%補(bǔ)給帶 寬度/m/m.d-1μ/10-m/106 m'●a1新近系40500. 1048 6000.61.7.841. 50古近系74中國(guó)煤化工0. 26合計(jì)MHCNMH G_1.76古今:河南省漯河市地?zé)豳Y源計(jì)算1133.5 熱儲(chǔ)中可利用的熱量和熱能量t的計(jì)算Q并--地?zé)崃黧w可開采量,m2 /d;熱儲(chǔ)中可利用的熱量和熱能量以可開采的地?zé)醫(yī)o--熱儲(chǔ)溫度,C;流體量釋放的熱量和熱能量來計(jì)算。熱儲(chǔ)基準(zhǔn)溫度,C;即:Q,= 4.186.(t-4o) : AQ妊Q一-地?zé)崃黧w可釋放的熱量,MJ;86 400t-一計(jì)算年限,取 100 a.Q= 4.186X (tp -to) Xt勘查區(qū)熱儲(chǔ)可利用的熱量和熱能計(jì)算結(jié)果見式中:QA-一地?zé)崃黧w可利用的熱能量,MW;表2。表2熱儲(chǔ)中可利用的熱和熱能計(jì)算成果表熱儲(chǔ)類型熱儲(chǔ)溫度Ta/C基準(zhǔn)溫度to/C Q允開/106 m3●a1Qs/MW年限/aQ/10* MJ新近系5171.50.6.57100207 20古近系0.261.83 .合計(jì)1.768.40264 883. 68X107 kg/a煤燃燒釋放的熱量。4結(jié)語(yǔ)本次勘查初步查明漯河市規(guī)劃區(qū)地?zé)崃黧w可開參考文獻(xiàn)采量(D+E)8.40 MW。其中D級(jí)[(新近系熱儲(chǔ))[1]廖忠禮,張予杰，陳文彬,等.地?zé)豳Y源的特點(diǎn)及可持續(xù)開發(fā)利用[J].中國(guó)礦業(yè),2006,15(10):8-9.資源量6. 57 MW,E級(jí)(古近系熱儲(chǔ))資源量[2]鄭克梭.促進(jìn)地?zé)峥稍偕茉吹目辈殚_發(fā)[J].水文地質(zhì)1. 83 MW,為- -小型地?zé)崽?。按開采100 a計(jì)算,溫工程地質(zhì),2006 ,33(4):1.熱水可開采量為1. 76X10* m'/a,釋放的熱量為[3] DZ40- -85,地?zé)豳Y源評(píng)價(jià)方法[S].2.64X108 MJ/a,相應(yīng)的熱能為8.40MW,相當(dāng)于[4]GB11615--89,地?zé)豳Y源地質(zhì)勘查規(guī)范[S]..Geothermal resource algorithm of Luohe city Henan provinceGU Jin(College of Resource ,Hebei University of Engineering ,Hebei Handan 056038 ,China)Abstract: The geothermal resource in Luohe city is belong to sedimentary basin type. Accoding toGB11615- -89 Geologic Exploration Standard of Geothermal Resources and DZ40- -85 Geothermal re-sources evaluation method,in this paper , the writer adopts geothermal reservoir method to calculate Luohegeothermal resource , providing the basis for the Geothermal resource exploitation of in Luohe city.Key words: geothermal resource; geothermal reservoir ; model中國(guó)煤化工MHCNMH G