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產業技術研究

貴州省地熱資源特征及勘查開發探討

貴州省地礦局地球物理地球化學勘查院 曹衛剛 陳治 方永坤 周祖虎

摘要:貴州省有著非常豐富的地熱資源,可采熱礦水資源量大,熱水井與溫泉水溫主要在30到50°的溫度范圍,以低溫為主。主要的熱儲構造類型分為三種,主要為層狀熱儲、帶狀熱儲以及組合熱儲等,特別是組合熱儲是貴州地區,最具開發潛力的熱儲構造類型,貴州地區存在五個地熱流體儲集單元,在勘探開發地熱資源方面,還存在勘查程度低,開發利用比較粗放等問題,引發嚴重的資源浪費。因此加強貴州地區地熱資源特征研究,對科學合理開發當地地熱資源具有非常重要的現實意義。


關鍵詞:地熱資源;特征;開發;貴州省

20 世紀 70 年代貴州省便開展有關地熱資源方面的調查和研究工作,雖然取得了很大的研究成果,但是總體而言,當地地熱資源勘查工作水平相對較低。近年來隨著經濟社會不斷發展,對于地熱資源需求越來越大。在此背景下加強貴州地熱資源勘查研究,掌握當地地熱資源狀況,對科學合理開發地熱資源具有重要的推動作用。為此,下文對貴州省地熱資源特征及其勘查開發進行探討。
 
一、地熱資源基本特征
貴州當地的溫泉以及熱水井主要為低溫特點,主要處在30到50℃之間,溫度最高的能夠達到65℃,最低溫度在21℃左右。黔南,黔東北以及黔中和和黔北地區溫泉以及熱水井溫度相對較高,區內北東向斷裂帶對這些溫泉和熱水井起著明顯的控制作用。貴州當地有著非常豐富的地熱資源,主要為循環型熱礦水(受深斷裂控制),還有的熱鹵水為沉積盆地深埋型,貴州習水以及赤水地區主要分布沉積盆地。深藍行熱鹵水,而其他地區都是循環型熱礦水。依照熱礦水儲存地質構造條件,貴州當地熱儲層主要包括層狀、帶狀以及組合狀幾種類型,特別是組合特征熱儲,是貴州當地最具開發潛力的熱儲層。

層狀似層狀結構,是層狀熱儲的主要熱儲集單元,在層狀的含水層中儲集熱流體,貴州當地的震旦系以及三疊系碳酸鹽巖可溶巖,在厚度上非常的穩定,發育巖溶特征,而且具有很強的滲透性以及較高的熱導率。在其上覆部位如果存在的破碎原厚度較大,熱導率低和滲透性弱,具有封閉條件特征,就促進層狀熱處形成。貴州地區這種熱儲構造具有非常廣泛的分布特征,特別是特別是黔東,黔北以及黔中地區,倍和老地層出露于核部,地熱流體在熱儲中具有非常豐富的資源量,呈現均勻性的分布,埋藏的深度和熱儲的封閉條件以及熱液流體溫度有著非常緊密的聯系,與帶狀的熱儲相比,這種熱儲熱資源勘探與開發較為簡單,具有很高的成井率。

對于帶狀熱儲而言,不僅具有非常大的規模,而且具有深的切割特點,呈現破碎的巖石特征以及較強的導水性,主要是富集地熱流體的重要部位,表現為帶狀特點分布于平面上,向地表運移的地熱流體,通常不會混入較多的淺部冷水,不會造成較大的熱量散失,具有較高的溫度特點,但是受補給因素影響,溫泉流量通常不大,在規模上此類熱處相對較小,主要呈現均勻的帶狀空間分布,相對而言具有更大的勘察難度。

混合型熱儲是共同存在帶狀熱儲于成壯熱儲的一種熱儲特征,貴州地區混合型熱儲非常常見,斷裂構造發育于成壯熱儲上,導致斷裂帶周圍富集地熱流體。當地很多溫泉都是由于地熱流體,在此類熱儲構造中,伴隨斷裂帶在地表出露而成。在斷裂帶上升過程當中的混合型熱礦水,由于淺部冷水混入幾率比較大,同時混入較大的量,所以地表出露溫泉水,溫度相對不高,促成通過人工深井進行揭露,同時針對地表淺部的冷水進行止水之后,會大幅提高井水溫度。如貴州貴陽新添寨地區婁山關群地層(地表寒武系),主要的溫泉溫度處在21到25℃之間,但是通過深井對水溫進行揭露。達到45到62℃水溫條件。

貴州地區有5個地熱流體處及單元,上統燈影組(震旦系上統)白云巖構成第一儲集單元,泥巖、粉砂巖(牛蹄塘—金頂山組)寒武系下統地層,是隔熱保溫蓋層的主要組成。清虛洞組-奧陶系下統紅花園組(寒武系下統),白云質灰巖以及白云巖共同組成熱儲集層,隔熱保溫蓋層主要有粉砂巖以及粉砂質泥巖和泥巖湄潭組(奧陶系下統)所組成。白云質灰巖(泥盆系上統-石炭系中統)共同組成第三處及單元熱儲層,石英砂巖以及泥巖的祥擺組-舊司組是重要的隔熱保溫蓋層。石灰巖(擺佐組-上同馬平組)組成第四處及單元,泥巖以及砂巖的灑志組-梁山組是其主要的隔熱保溫蓋層,石灰巖的茅口組以及統棲霞組(二疊系)第五儲集單元主要組成,二疊系以及三疊系和峨眉山玄武巖是隔熱保溫蓋層主要特征。
 
二、地熱資源的勘查開發存在的主要問題
(1)貴州地區雖然有著豐富的地熱資源,但是勘探研究還存在很大不足,沒有充分查清當地地熱資源儲量,很多研究工作只停留在區域調查以及相關層面分析上,在地熱勘查方面還存在很大不足,特別是地熱資源分布空間以及可開發利用資源,和相關的開發利用方案方面還存在很大不足,亟待進一步深入研究。
 
(2)存在盲目施工的現象,影響工作效率。貴州當地很多地熱資源開發過程當中都是一些建設單位。依照自身需求,通過專探隊伍來進行鉆井施工,缺乏完善的前期調查工作,導致成井效率不高。
 
(3)開采比較盲目加重資源浪費。很多中心城市由于缺乏系統研究,沒有充分查清當地地熱資源儲量,在開發利用方案上面還存在很大不足,很多時候都是盲目的進行地熱資源開采,造成資源開展非常的混亂,主要表現在很多開采景點過于集中,由于這些地熱井之間距離太小,對地下水位造成很大影響,更影響到地下水流場,很多潛不的冷水匯集到地熱流中,導致地熱溫度下降,而且還污染水質破壞資源。在地熱井布置方面存在不合理問題,特別是存在非常大的“井間干擾”,而且還有資源過度開采現象,引發地熱水資源嚴重下降發生枯竭。地熱資源屬于不可再生資源,處于封閉條件下的熱儲地熱資源,需要采取科學的人工補灌工作,才能確保開采與補充的平衡性。然而很多開發商對這一問題缺乏足夠認識,開采過程當中采用掠奪式的方式進行開采,家具地熱資源消耗與浪費。
 
(4)缺乏完善的地熱管理體系。由于在地熱資源管理方面還缺乏較為完善的法律法規與政策規劃,導致地熱資源管理過程當中執法力明顯不足,無法有效監督地質資源勘探開發工作,造成地熱資源勘探開發過程當中問題重重。
 
三、地熱資源勘查開發建議
(1)針對貴州省地熱資源,加強詳細調查于了解,充分掌握當地地熱資源現狀和資源量,針對地熱資源實際科學的并相關開發規劃。并充分考慮當地經濟社會發展水平,對地球資源平穩有序的進行開發,才能實現地熱資源的合理利用。
 
(2)作為地熱資源管理的主要部門,省國土資源部。應當進一步加強當地地質資源勘查設計開發與保護方面的管理工作,確保地熱資源勘查開發的科學性與合理性,地熱資源勘探開發單位必須要具備相應資質,才能進行地熱資源開發。
 
(3)科學控制開放性的熱儲應開采量,確保規范開展,封閉熱儲地熱資源進行開采過程當中,應當科學的構建回灌系統,為地熱資源資源科學可持續利用奠定堅實的基礎。