鲁西豫东地区奥陶系岩溶热储形成演化及主控因素分析

鲁西豫东地区奥陶系碳酸盐岩中赋存丰富的地热资源,但研究区内的热储特征及其主控因素仍不明确。综合露头、岩心、薄片、测录井等地质与地球物理资料,对奥陶系碳酸盐岩岩溶热储特征、演化过程及地热田的形成进行了深入研究。结果表明,研究区奥陶系主要储集岩性为颗粒灰岩、角砾灰岩、灰质白云岩、晶粒白云岩及硅质灰岩。凸起区残厚约500~1000 m,孔隙度均值为2.76%,凹陷区残厚约0~500 m,均值为2.22%,凸起区相较于凹陷区,残厚相对大,孔渗相对较大;受兰聊断裂影响较为明显,“凹凸”呈环状分布;岩溶热储经历了胶结、白云化、压实、压溶、溶蚀、充填、重结晶及构造破裂等成岩作用综合改造;岩溶热储主要经历了早成岩期增孔(早—中奥陶世)、表生成岩期增孔(晚奥陶世—早石炭世)、中—晚埋藏期减孔(晚石炭世—早三叠世)、表生成岩期增孔(中新生代,主要发育于菏泽凸起区)4个阶段。岩性岩相、成岩作用以及构造应力控制着研究区奥陶系岩溶热储的形成演化,综合研究区地热的源—储—盖基础条件分析,明晰了研究区奥陶系岩溶热储流体循环特征,预测了地热资源量。

河北武城凸起地热田地热地质特征

在"雄县模式"和环境压力的双重驱动下,河北地区已形成我国最大的地热供暖城市群。因此,研究武城凸起地热田地热地质特征,对河北省故城县地热开发具有重要的指导意义。本文通过测井、地震和区域地质资料,结合水化学特征、同位素测试结果的分析,系统分析了地热田的不同类型热储展布、储集层物性、地下热水补给来源和循环路径特征,并精细评价了地热资源量。结果表明武城凸起地热田热储类型主要为馆陶组砂岩热储和奥陶系岩溶热储。砂岩热储区域稳定分布,主要产水层为下馆陶组,底板埋深1 200~1 600 m,单井出水量79~123 m^3/h,井口水温52~54℃;岩溶热储有利区带主要分布在寒武—三叠系卷入的背斜核部,呈南北向带状展布,主要产水层为上马家沟组、下马家沟组和亮甲山组,顶板埋深2 100~2 900 m,单井出水量75~98 m^3/h,井口水温82~85℃。地下热水来源为西部太行山脉和北部燕山山脉,热水沿着NE-SW向断裂破碎带和岩溶不整合面向上水平运移进入浅层热储,通过沧县隆起和邢衡隆起在武城凸起汇集,形成中低温地热田。地下热水质类型为Cl-Na型,最大循环深度为2 822.5~3 032.5 m,^14C测年表明砂岩热储和岩溶热储年龄分别为21 ka和32 ka。明化镇组和石炭—二叠系分别为两套热储的直接盖层。武城凸起地热田地热资源量分层精细评价结果表明,热储地热资源量合计4.86×10^10 GJ,折合标煤16.6×10^8 t。年可开采地热资源量可满足供暖面积1.1×10^8 m^2,市场开发潜力巨大。

东濮凹陷奥陶系岩溶型热储分布特征及成因研究

科学开发、利用东濮凹陷地热资源对于缓解雾霾与大气治理具有积极作用。东濮凹陷及周边基岩主要为奥陶系灰岩,地层厚度约0~1 200m,岩溶热储型地热资源开发潜力巨大。受控于区域构造发育史,加之多期岩溶作用叠加改造,各区域岩溶作用强度、影响的奥陶系地层、形成的岩溶类型均不相同。纵向上峰峰组下段、上马家沟组、冶里—亮甲山组为岩溶发育有利区;平面上北部地区岩溶储层相对较差,南部兰聊断层上升盘为有利岩溶发育区。东濮凹陷地热田增温机制主要为热传导型,地温梯度等值线与"两凹一隆"的构造形态相对应,呈NE—NNE向展布,中央隆起部位地温梯度高于次凹部位;凹陷南部地温梯度高于北部。地温梯度、基底断裂、奥陶系矿化度等平面展布特征表明,黄河断裂具有导水导热性质;长垣、兰聊断裂、奥陶系岩溶风化壳具有导水性能,且凹陷东西两侧都具有地下水源补给区;奥陶系地层具有良好的储水性能,其上的石炭—二叠系可作为热储盖层。东濮凹陷北区、中区以及南区的地热田模型特征均表现大地热流供热—低热导率岩层聚热—大气降水侧向径流补给—岩溶热储,但北区和中区为传热模式热传导,而南区为热传导兼局部深循环热对流。南区较高的地热背景、良好的导水导热通道,加之南区奥陶系基底破碎、储水性能良好,具有较好的开发潜力。东濮凹陷是油气开发的传统地区,充分利用区内油气勘探资料与废弃油气井,是高速、经济开发其地热资源的一条道路。