涉足地热资源开发产业恰逢其时_山西煤炭地质工程协会

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1、地热资源与开发利用地热资源与开发利用 2006.2.232006.2.23 引言引言 今年今年1 1月月1 1日起实施日起实施中中 华人民共和国可再生能源法华人民共和国可再生能源法， 在吹响我国开发可再生能源同时在吹响我国开发可再生能源同时 ，也为地勘单位准备了另一块巨，也为地勘单位准备了另一块巨 大蛋糕，涉足地热资源开发产业大蛋糕，涉足地热资源开发产业 恰逢其时。恰逢其时。 一一. .地热资源形成的地质背景地热资源形成的地质背景 地热资源的形成和分布受地质构造所控制地热资源的形成和分布受地质构造所控制 ，地热带一般出现在各大板块的边缘，与板，地热带一般出现在各大板块的边缘，与板 内的活动性深

2、大断裂和沉积盆地的发育和演内的活动性深大断裂和沉积盆地的发育和演 化有关。为此划分板缘地热带与板内地热带化有关。为此划分板缘地热带与板内地热带 。 地球是个巨大的热库，它由地壳、地幔和地球是个巨大的热库，它由地壳、地幔和 地核组成，越往下温度越高，地热就是指地地核组成，越往下温度越高，地热就是指地 球内部蕴藏的能量。从地球表面往下，正常球内部蕴藏的能量。从地球表面往下，正常 增温梯度是增温梯度是25-3025-30/1000/1000米，在地下米，在地下4040公里公里 的温度可达的温度可达12001200，地球中心温度，地球中心温度60006000。 所谓地热资源就是以水为载体，将地球深所谓

3、地热资源就是以水为载体，将地球深 部的热量携带到地表。部的热量携带到地表。 地球内部温度这样高，它的热量是从哪里地球内部温度这样高，它的热量是从哪里 来的？一是低温起源说，二是高温起源说，多来的？一是低温起源说，二是高温起源说，多 数学者赞同前一种观点。数学者赞同前一种观点。 地热资源类型（系统）划分：地热资源类型（系统）划分： 对流型地热系统和传导型地热系统；对流型地热系统和传导型地热系统； 水热型、蒸汽型、地压型、干热型、和岩水热型、蒸汽型、地压型、干热型、和岩 浆型等地热系统。浆型等地热系统。 目前，我国开发的地热资源主要是水热型目前，我国开发的地热资源主要是水热型 地热资源。地热资源。

4、 要构成一个地热田，必须具备盖层、热储要构成一个地热田，必须具备盖层、热储 （包括地热流体）和热源三个要素。（包括地热流体）和热源三个要素。 二二. . 地热分布主要在以下两个地区地热分布主要在以下两个地区： 一是地壳断裂活动强烈的地区；一是地壳断裂活动强烈的地区； 二是近代火山和岩浆活动的地区。二是近代火山和岩浆活动的地区。 具体可划分五种类型；具体可划分五种类型； 近代火山型近代火山型 150-300150-300 云南腾冲云南腾冲 台湾大台湾大 屯屯 近代岩浆型近代岩浆型 150-200150-200 西藏羊八井西藏羊八井 隆起断裂型隆起断裂型 90-11090-110 广东邓屋广东邓屋

5、 湖南灰汤湖南灰汤 福建福州福建福州 沉降断陷型沉降断陷型 40-10040-100 京津冀京津冀 山西山西 昆明昆明 沉降坳陷型沉降坳陷型 60-10060-100 四川四川 江汉江汉 三三. .地热资源温度分级（地热资源温度分级（ t t） 高温高温 t 150t 150 中温中温 90 t 15090 t 150 - -热水热水 60 t 9060 t 90 低温低温- - 温热水温热水 40 t 6040 t 60 - -温水温水 25 t 4025 t 40 山西地热资源温度属于低温这一级山西地热资源温度属于低温这一级 ，而以，而以4040左右居多。左右居多。 四四. .山西地热资源

6、山西地热资源 1. 1. 基本情况基本情况 山西最早研究地下热水（不包括山西最早研究地下热水（不包括 历史记载），大概始于上世纪七十年历史记载），大概始于上世纪七十年 代末期，据不完全统计，有关地热勘代末期，据不完全统计，有关地热勘 查报告、编图、论文等，不超过查报告、编图、论文等，不超过2020件件 。几十年来未能对全省或太原市地热。几十年来未能对全省或太原市地热 资源进行系统的地热勘查和研究，因资源进行系统的地热勘查和研究，因 此，这项工作远远落后于周边省市。此，这项工作远远落后于周边省市。 2004 2004年太原市在平原区，首次打出一眼高年太原市在平原区，首次打出一眼高 压自流地热井，

7、结束了太原市平原区无地下热压自流地热井，结束了太原市平原区无地下热 水的历史，这样，山西中部几个盆地，不论边水的历史，这样，山西中部几个盆地，不论边 山或平川，都有地下热水分布。山或平川，都有地下热水分布。 据不完全统计，山西有地下热水点约据不完全统计，山西有地下热水点约470470 个，大于个，大于6060有有7 7个、个、40401515个，其他多为个，其他多为2525 -40-40。热水分布总的特点：盆地多、山区少。热水分布总的特点：盆地多、山区少 ；南部多，北部少，中部更少；其温度大于；南部多，北部少，中部更少；其温度大于60 60 的少，的少，40 40 左右的多。最高水温在南部北左

8、右的多。最高水温在南部北 池池8181、另外，辛安、另外，辛安7373。近年来，盆地中。近年来，盆地中 部一些地热深井，水温都超过部一些地热深井，水温都超过4040。 2. 2.地热资源开发现状地热资源开发现状 近年来地热的开发利用已越来越受到世界近年来地热的开发利用已越来越受到世界 各国的重视，地热资源被广泛用于生活供暖、各国的重视，地热资源被广泛用于生活供暖、 发电、制冷、烘干、化工、农业、养殖、房地发电、制冷、烘干、化工、农业、养殖、房地 产开发、旅游、医疗、沐浴及食品精致等，显产开发、旅游、医疗、沐浴及食品精致等，显 示出日益广阔的前景。示出日益广阔的前景。 可再生能源法可再生能源法规

9、定，我国在规定，我国在20202020年可再年可再 生能源的利用将提高到全国一次性能源总消费生能源的利用将提高到全国一次性能源总消费 的的1010以上。目前，地热在能源结构中的比例以上。目前，地热在能源结构中的比例 还不足还不足0.50.5。 一些城市地区仅把地热资源用于温泉浴、一些城市地区仅把地热资源用于温泉浴、 养殖及渡假村等低附加值的产业，开发形养殖及渡假村等低附加值的产业，开发形 式比较粗放，层次偏低，地热资源的作用式比较粗放，层次偏低，地热资源的作用 并没有充分发挥出来。并没有充分发挥出来。 山西省地热资源开发利用程度也很低，山西省地热资源开发利用程度也很低， 主要是渡假村旅游，也就

10、是洗浴、理疗，主要是渡假村旅游，也就是洗浴、理疗， 如奇村、顿村、神堂沟如奇村、顿村、神堂沟. . ，还有个别养殖，还有个别养殖 。若今后将地热能广泛应用于建筑物供暖。若今后将地热能广泛应用于建筑物供暖 ，无疑，山西地热资源利用进入一个较高，无疑，山西地热资源利用进入一个较高 的层次，大大提高一个城市的环境质量。的层次，大大提高一个城市的环境质量。 3. 3.地质构造地质构造 李四光早就指出寻找地下热水，首李四光早就指出寻找地下热水，首 先应从构造入手。先应从构造入手。 山西中部由一系列新生代断陷盆山西中部由一系列新生代断陷盆 地组成：大同、忻定、晋中、临汾、地组成：大同、忻定、晋中、临汾、

11、侯马和运城等盆地侯马和运城等盆地( (图图1 1）。盆地内新）。盆地内新 生代构造运动具有明显的继承性，表生代构造运动具有明显的继承性，表 现在第三、第四纪的构造形态基本一现在第三、第四纪的构造形态基本一 致。另外、边山断裂自新生代以来一致。另外、边山断裂自新生代以来一 直在活动。直在活动。 山西主要构造形态发生在中生代燕山期，山西主要构造形态发生在中生代燕山期， 出现大规模的褶皱运动，形成了一系列复背斜出现大规模的褶皱运动，形成了一系列复背斜 和复向斜。大同、忻定盆地是在复背斜即隆起和复向斜。大同、忻定盆地是在复背斜即隆起 带上的断陷，基底为前寒武系地层。晋中、临带上的断陷，基底为前寒武系地

12、层。晋中、临 汾盆地处在复向斜上，基底为中生界、古生界汾盆地处在复向斜上，基底为中生界、古生界 地层。侯马、运城盆地为上、下古生界地层。地层。侯马、运城盆地为上、下古生界地层。 了解盆地基底地层很重要，山西中南部热了解盆地基底地层很重要，山西中南部热 储以碳酸盐岩裂隙岩溶地层为主，还有第三系储以碳酸盐岩裂隙岩溶地层为主，还有第三系 孔隙热储（如最近一水完成河津孔隙热储（如最近一水完成河津18011801米的热米的热 水井）。北部为孔隙热储及变质岩系裂隙热储水井）。北部为孔隙热储及变质岩系裂隙热储 。 图1 五五. .山西中部断陷盆地的深部热源山西中部断陷盆地的深部热源 根据根据地球物理勘探资料

13、、根据根据地球物理勘探资料、山西省大地热山西省大地热 流值等值线图流值等值线图（图图2 2）和）和山西省居里等温面埋深山西省居里等温面埋深 等值线图等值线图，可以了解山西深部的地热地质状态。可以了解山西深部的地热地质状态。 据据图图2 2，盆地深部中地壳为低速高导层，为一软，盆地深部中地壳为低速高导层，为一软 弱带，从盆地向两侧山区逐渐变薄以至消失，其具弱带，从盆地向两侧山区逐渐变薄以至消失，其具 有高温熔融物质的特征，这是盆地深部的热源，对有高温熔融物质的特征，这是盆地深部的热源，对 地热资源的形成具有重要意义。地热资源的形成具有重要意义。 八十年代，山西就绘制了大地热流值图，可以看八十年代

14、，山西就绘制了大地热流值图，可以看 出，中部盆地热流值都比较高，一般为出，中部盆地热流值都比较高，一般为1.7-1.91.7-1.9大地热大地热 流值（流值（FHUFHU）, ,相当工程单位相当工程单位71.12-79.55mw/m71.12-79.55mw/m 2 2 ，而，而 山区为山区为1.2-1.41.2-1.4（或（或50.24-58.6250.24-58.62）。）。 大地热流值高，表证地壳薄，居里等温面埋藏大地热流值高，表证地壳薄，居里等温面埋藏 浅，深部热状态高的基本认识，浅，深部热状态高的基本认识， 华北大地热流值平均为华北大地热流值平均为1.5FHU1.5FHU。新西兰某地

15、。新西兰某地 热区高达热区高达21.0FHU21.0FHU，该国地热资源相当丰富。，该国地热资源相当丰富。 上述资料表面，山西中部盆地地壳深处，自上述资料表面，山西中部盆地地壳深处，自 北而南有带状热源分布，横剖面为透镜体状，北而南有带状热源分布，横剖面为透镜体状， 即向盆地边部或进入山区，热源透镜体很快变即向盆地边部或进入山区，热源透镜体很快变 薄或尖灭。这就是盆地热水分布多，而山区热薄或尖灭。这就是盆地热水分布多，而山区热 水少的原因所在。水少的原因所在。 盆地深部有热源分布，是打热水井的前提，盆地深部有热源分布，是打热水井的前提， 但还必须把握热储是否有良好的封闭条件，开但还必须把握热储是否有良好的封闭条件，开 发盆地地下热水对此应给予充分的重视。发盆地地下热水对此应给予充分的重视。 图2 图3 六六. .太原盆地地热地质太原盆地地热地质 盆地周边为断裂所围限，两侧由东西边山大断裂盆地周边为断裂所围限，两侧由东西边山大断裂 所控制，北界是兰村断裂，南端为晋中盆地控制性交所控制，北界是兰村断裂，南端为晋中盆地控制性交 城深大断裂（城深大断裂（图图4 4、太原地质构造纲要图）。基底表、太原地质构造纲要图）。基底表 现为地垒与凹陷相间的两凸三凹的构造特征，自北而现为地垒与凹陷相间的两凸三凹的构造特征，自北而 南依次为城北凹陷、三给地