咸阳地热资源特点

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1、咸阳地热资源特点、开发利用难点与建议1 咸阳地热特点咸阳市地处关中盆地中西部，紧临西安，历史悠久，素以“秦都、汉陵”闻名于世，为历史文化名城和旅游圣地。全市面积 10196km2，从 目 前 已 掌 握 的 地 质 资 料 来 看 ， 地 热 资 源 分 布范 围 包 括 ： 市 区 （ 秦 都 、 渭 城 ） 、 兴 平 、 武 功 、 礼 泉 、 三 原 等 地 ， 面 积 约 3000 km2。 远 景地 热 水 储 量 约 为 3450 亿 m3， 地 热 能 约 为 35050 万 亿 kcal， 相 当 于 标 准 煤 约 50 亿 t。 热 储层 位 主 要 有 第 四 系 三

2、门 组 ， 第 三 系 张 家 坡 组 、 蓝 田 灞 河 组 、 高 陵 群 ,奥 陶 系 灰 岩 等 。咸 阳 地 热 为 沉 积 盆 地 型 地 热 田 ， 城市规划区 300km2范围内，地处西一咸地热田有利地段，主要控热构造为渭河北岸断裂，具有良好的地热富集赋存条件。渭 河 北 岸 断 裂 为 地 热 水 的运 移 和 补 给 提 供 了 通 道 ， 以 该 断裂为 界 ， 将 咸 阳 地 热 分 为 南 北 两 部 分 ， 南 部 热 储 层 发 育 齐 全 ，稳 定 性 较 好 ， 埋 深 较 大 ， 盖 层 较 厚 ， 是 地 热 资 源 富 集 和 储 存 的 有 利 地 段

3、 ； 北 部 相 对 稍 差 。 咸阳 地 热 有 以 下 鲜 明 的 特 点 ：1.1 地热资源丰富：经勘查评价，市规划区 300km2内, 深度 3500m 以浅,储存的热资源总量为 5007.11012kcal, 可开采量 1043.61012kcal,折合标煤 1.43 亿 t。开采条件好的南区和中区面积 226.65 km2内，地热流体可开采量 6.98108m3。全市现有地热井平均出水温度 88.1，以年开采地热流体 698 万 m3（即按地热流体可开采量的 1/100 计），从地热流体（水）中取出 63.1可利用温度计，每年总计可从热水获取约18441012J 的热量，折合 62

4、900t 标煤的发热量。这部份热量全部用于供暖，约可为 400 万 m2的住宅面积供暖（按每年 120 天供热日，每平米耗能 45W 计）。数据资料表明，咸阳市具备发展成为以地热采暖为主的资源条件。1.2 可利用的热储层多：咸阳市区地热属关中盆地层状地热田的一部份，主要蕴藏于新生界河流相和河湖相沉积层中，局部地段还可能分布有灰岩热储。新生界热储由上而下分为四个热储层段，特 征 如 下 ：（ 1） 三 门 组 热 储 层 ： 全 区 分 布 ， 在 渭 河 北 岸 断 裂 两 侧 有 差 异 ， 北 部 埋 深 450 720 m， 厚 度 250 270m， 砂 厚 比 40%左 右 ， 平

5、均 地 温 49 ； 南 部 埋 深 470 950m， 砂 厚 比 一 般 为36%， 平 均 地 温 44 。（ 2） 张 家 坡 组 热 储 层 ： 全 区 分 布 ， 顶 板 埋 深 795 950m,底 板 埋 深 1406 2147m， 砂层 平 均 厚 度 224.6m， 砂 厚 比 平 均 为 25 ， 平 均 地 温 62 。 该 热 储 受 渭 河 北 岸 断 裂 和 长 安 咸 阳 断 裂 影 响 较 大 ， 热 储 条 件 由 北 向 南 逐 渐 变 差 。（ 3） 蓝 田 灞 河 组 热 储 层 ： 全 区 分 布 ， 热 储 顶 板 埋 深 1406 2147m,底

6、 板 埋 深2283.0 3002.0m， 厚 度 855 1066m， 砂 层 平 均 厚 度 263.5m， 砂 厚 比 平 均 31 ， 平 均 地 温89.2 ， 为 咸 阳 的 主 要 开 采 热 储 层 段 。（ 4） 高 陵 群 热 储 层 ： 全 区 分 布 ， 顶 板 埋 深 2283 3002m,厚 度 100 693m， 砂 层 平 均 厚度 67m， 砂 厚 比 平 均 15 ， 平 均 地 温 118 。1.3 热储层静水头压力大：咸阳市已成功开凿井深 14643558m 的 24 眼地热井，均为自流井，最大压力 1.2Mpa，可自流开采，开采利用耗能低，比较经济（见

7、表 1）。表 1 咸阳市区现有地热井 2005 年 6 月地热水头情况表井号位置深度(m)取水深度(m)05 年 6 月水头 (m)井号位置深度(m)取水深度(m)05 年 6 月水头 (m)1 秦都 1600 1134-1602 +16.0 10 202 2471 1857-2431 +38.02 渭店 1602 1247-1600 11 795 3100 2400-3100 +58.03 城建 1751 1329-1751 +20.0 12 普 1 2976 1903-2938 +45.04 古泉 1958 1332-1958 0 13 普 2 3558 2603-3309 +34.05

8、天运 2588 2142-2523 -35.0 14 185 2000 1467-1987 +1.56 绿浪 2798 2122-2755 -90.0* 15 工职 2813 1999-2812 +31.07 505 2658 2049-2589 +35.0 16 秦阳 3380 2613-3335 +30.08 茭达 2750 1980-2740 +45.0 17 帝都 2128 1241-2110 +20.09 偏转 3000 2520-2981 -100.0* 18 国贸 3495 2605-3458 +80.0注* ： 该井情况特殊水位降深数值代表性不强，数据仅供参考1.4 地热水温度

9、高：咸阳市区地热增温梯度随深度增加而增高，埋藏深度 454950m 的三门组平均地热增温梯度 2.96/100m，埋深 22833500m 的高陵群则增至 4.12/100m（见表 2）。深部钻井测温统计资料表明：1000m 深度平均地温 54.5、2000m 深度平均地温81.3、2500m 深度平均地温可达 95.4，是地热增温率较高的地区，3000m 深度以上的地热井出水温度均可高达 90以上，有的甚至可高达 120，是地热资源开发利用极其有利的地区。1.5 地热水中矿物质含量丰富：现有 18 个地热井的水化学分析资料表明，其主要水化学类型为氯化钠型，次为氯化物重碳酸钠、重碳酸硫酸钠型水

10、，矿化度变化在 17038468mg/L之间，渭河北岸断裂带及其以北矿化度较高，水化学类型较单一，多为矿化度大于5000mg/L 的氯化钠型水；渭河沿岸及其以南矿化度较低，水化学类型较复杂，多为矿化度20005000mg/L 的重碳酸硫酸钠型水。地热水中氟、碘、偏硼酸、偏硅酸、锶等特殊组份含量普遍较高，多数达到医疗热矿水命名矿水浓度标准，为氟、碘、偏硼酸、偏硅酸类或氟、碘、偏硼酸、偏硅酸、锶类医疗热矿水，可作为医疗热矿水开发利用，满足医疗洗浴、康乐保健、旅游度假不同选择的需要。表 2 咸阳市不同层位的地热增温率地 层 深度（m） 平均地温梯度（/100m）秦川群 0-700 4.03三门组 4

11、54-950 2.96张家坡组 585-2152 3.26蓝田灞河组 1390-3007 3.62高陵群 2283-3500 4.121.6 开发已形成一定规模，原始状态已发生了改变：咸阳市地热资源开发利用始于 1994 年，现已有地热井 18 眼，开采深度 16003558m，主要开采上第三系张家坡组、蓝田灞河组和下第三系高陵组热储层，井出水温度 65120，年开采量已增至 271 万 m3，截至 2005 年底，累计开采量达 1357.59 万 m3（见表 3）表 3 咸阳市区地热水逐年开采量统计 单位：万 m3热 储 00 年前 2000 2001 2002 2003 2004 2005

12、 总计张家坡组 37.00 10.21 10.27 10.20 12.73 20.13 10.70 111.24蓝田灞河组 130.55 92.79 87.56 89.13 90.23 93.49 55.68 639.43蓝-高混合 66.47 44.89 62.69 69.43 77.14 81.70 55.21 457.53合 计 234.02 147.89 160.52 168.76 180.10 195.32 270.99 1357.59地热水的开发已改变了热储的原始状态，热水水头已出现了不同程度的下降，动态观测资料表明：热水头年下降幅度小的在 1.73.13m，有的年下降幅度可大于

13、10m（天运、绿浪、偏转各井），深度 2000m 以浅的地热井年下降幅度小于 3m，深度 2000m 以上的地热井后下降幅度大，一般达 67m（见表 4），水头下降幅度的大小，既有地区差别，也有层次上的差异。深井的下降幅度高于浅井的下降幅度，表明深部地热水的循环补给条件差，这是值得重视的。 表 4 咸阳市区地热井热水头年下降幅度统计表井号位置深度(m)取水深度(m) 年均水 位降(m)井号 位置深度(m)取水深度(m) 年均水 位降(m)1 秦都 1600 1134-1602 1.90 10 202 2471 1857-2431 6.502 渭店 1602 1247-1600 11 795 3

14、100 2400-3100 7.333 城建 1751 1329-1751 1.77 12 普 1 2976 1903-2938 2.174 古泉 1958 1332-1958 13 普 2 3558 2603-3309 5 天运 2588 2142-2523 10.63 14 185 2000 1467-1987 1.706 绿浪 2798 2122-2755 17.50 15 工职 2813 1999-2812 7 505 2658 2049-2589 6.69 16 秦阳 3380 2613-3335 8 茭达 2750 1980-2740 3.13 17 帝都 2128 1241-21

15、10 9 偏转 3000 2520-2981 23.00 18 国贸 3495 2605-3458 注* ： 该井情况特殊水位降深数值代表性不强，数据仅供参考1.7 断裂带附近资源富集，有利于集中开发：渭河北岸断裂对咸阳市区地热资源的形成分布有重要影响，因其北部上升，南部下降，在南部形成了巨厚的新生界地层，为地热资源的赋存提供了有利条件，渭 河 北 岸 断 裂 又 为 深 部 地 热 水 的 运 移 和 补 给 提 供 了 通 道 ， 使 之 成 为 地 热 资 源富 集 、 储 存 的 有 利 地 段 ， 有 利 于 集 中 开 发 。2 开发利用的难点咸阳地热资源的主要赋存层位为新生界第三

16、系弱胶结的碎屑岩类地层，这类地层的共同特点是以孔隙含水为主，渗透性差异较大，渗透性及水的补给条件随埋深的增加而渐弱，垂向联通性差，从天津、西安、华北地区开采利用同类热储地热资源的情况看，普遍存在以下难点：2.1 持续开发利用，热水水头下降速度较快。年下降速率少则 23m，多者 57m，浅层下降幅度小，深层下降幅度大，累计下降幅度随累计开采量及开采年限的增加而增大，使开采取水成本逐年增加，有的 20-30 年后，水位已降至 100m 以下，直接影响井的使用年限。2.2 地层渗透性较差，给余热水的回收（回灌）再利用增加了难度。地热回灌必须选择在渗透性能较好的层位和地段，灌、采比一般只能达到 0.4 左右，存在机械（泥砂）、化学、空气堵塞问题，回灌成本较高。2.3 热弃水矿化度较高，排放对环境会造成一定的污染。2.4 资源可开采率低，地下储存的丰富热能不能得到充分利用。据概略计算，在地热集中开