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1、太原市地热资源概况及开发利用前景2007-01-05
2、作者：杨欣荣
3、来源：山西科技
4、【大中小】【打印】【关闭】 地热资源是一种清洁、廉价的新能源,同时又是一种具有医疗保健等多种用途的新资源。太原市位于汾渭地堑地热带,根据地热地质条件推测,太原市三给地垒以南,太原东山大断裂以西和太原西边山大断裂以东的亲贤地垒区、边山断阶带和晋源凹陷区地热资源丰富。尤其是位于市中心的亲贤地垒区地热资源更为丰富,而且热储层埋藏深度小(小于1500m),单井可开采量大(1000m3/d～2000m3/d),水温高(可达50℃～70℃),是最适宜
5、开采和开采条件最经济的地区。 目前太原市的地热资源尚未得到合理规划,充分利用,一个重要原因是对太原市地热地质条件、地热资源状况认识不清,文章是在以往工作基础上,对太原市热矿水分布状况、地热地质背景、热储模型、地热资源状况和勘探开发利用前景进行了初步研究,为今后太原市可持续发展和合理开发利用地热资源,减少风险提供了水文地质科学依据。 1 太原市热矿水分布状况 地下热水作为能源开发主要的物性指标是温度,因为温度的高低标志着它载运热能的大小,从而决定了其开发利用的方式和经济效益,根据已有规范,将地下热水的下限温
6、度确定为25℃。太原市煤炭资源丰富,是以煤炭为主要能源的省会城市,几十年来太原市很少进行过地下水热水调查研究工作,这方面的成果也很少见。 太原市的地热普查工作始于七十年代,1972年3月山西省地质局水文队在太原及清徐一带进行过地热物探普查工作,并提交了普查报告。山西省地质工程勘察院1995年5月在太原近郊的神堂沟施工两眼热矿水井,S1号热水井:井深603.71m,井口水温43℃,出水量1728m3/d;S2号热水井:井深801.08m,井口水温42℃,出水量1440m3/d。首次打出了具有理疗作用的优质热矿水,揭开了
7、太原盆地热矿水的面纱,结束了太原盆地没有热矿水的历史。 此后,太原东山统计学校、煤炭学校、伞儿树村等地钻凿了井深1000m左右的岩溶水热矿水井三眼。其中统计学校井深1166.76m,水温39℃,出水量1328.16m3/d。2003年12月山西省地质工程勘察院在本院西院钻凿成功一眼深1339m的岩溶热矿水井,井口水温54℃,涌水量2000m3/d,是目前太原市井深最深,水温最高,水量最大的热矿水井。太原市地下热水点主要集中太原断陷盆地东西山边山断裂带,两侧隆起山区很少,而盆地中部至今还未打出热矿水。 2 地热田
8、地质背景 太原断陷盆地位于山西陆台新生代汾渭地堑的中部,它呈北东向镶嵌在沁水复式向斜的北隅,西部为南北向的吕梁复背斜,北部为北东向的五台背斜,南部为南北向斜的太行复背斜。四周被断裂围限,定型于新生代第三纪。太原断陷盆地大致依太原———榆次交界的田庄断裂分为南北两部分,太原断陷盆地北部在新生代处于SSE—NNW向拉张作用为主阶段,发育了SN向地堑系。太原断陷盆地北段晚近时期控制性断裂主要为东、西边山断裂带,汾河断裂带及田庄断裂带。这些断裂均为晚近时期的活动断裂。太原断陷盆地北段可进一步划分为次级地垒和凹陷。三给地垒以南
9、发育有城区凹陷,亲贤地垒和晋源凹陷。各凹陷的周边是地垒和断阶。 断阶是指隆起山区和凹陷之间的过渡带,呈阶梯状跌落。太原城区凹陷新生界厚400m～600m,西铭断阶新生界厚100m～200m,城东断阶新生界厚200m,三给地垒新生界厚50m～200m,亲贤地垒新生界厚200m～400m,黄陵断阶新生界厚200m～500m,晋源凹陷新生界厚600m～1000m。太原盆地除三给地垒和部分断阶带上基底为石炭二叠系外,亲贤地垒及其他凹陷和断阶带上基底均为三叠系。热矿水主要分布于三给地垒以南太原盆地区。 3 热储模型太原盆
10、地地热田热储模型由盖层、热储层、热源及地下热水源组成。 3.1 盖层热 储盖层主要由新生界第三系及第四系松散层和二叠、三叠系碎屑岩及石炭系煤系地层所构成。一般地区厚500m～1500m,晋源凹陷2000m～2500m。第四系松散层多为粘土,只含少量砂层及砂砾石层,厚100m～300m,第三系主要由红色粘土所组成(底部夹少量砂砾石),厚100m～700m不等。新生界第三系及第四系地层总厚100m～1000m,不成岩。结构疏松、孔隙度大,密度小,导热性能差,热阻大,是盆地奥陶系灰岩最上部的热储保温层。二叠、三叠系及
11、石炭系地层以泥岩类地层为主,导热率小于下部奥陶系灰岩层,是奥陶系灰岩热储层的第一热储保护层。 3.2 热储层 太原盆地热储层主要由中奥陶系碳酸盐岩所组成,其中峰峰组上段及上、下马家沟组上段以灰岩及白云质灰岩为主,裂隙、岩溶普遍发育,是太原盆地深部主要岩溶类型热储层,厚350m左右,岩石密度2
