山東樂陵地區地熱開發動態分析研究

陰建新

摘? 要：近年來，地熱行業開發利用規模發展較快，實現地熱資源可持續利用顯得尤為重要，文章以山東樂陵地區地熱開發為例，進行地熱開發動態分析。通過收集、整理歷年該區域地熱資源動態監測資料，發現在館陶組熱儲層中，構造高點處水位淺，向四周逐漸加深;采暖季水位降低，非采暖季水位恢復升高，且受回灌量影響;出水溫度沒有因長期開采出現下降趨勢。同時，為實現地熱資源可持續開發利用，緩解水位下降、維持地層壓力，提出合理化建議。

關鍵詞：地熱資源;動態分析;水位;溫度

中圖分類號：P314 文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2020）06-0065-02

Abstract： In recent years， the development and utilization scale of geothermal industry develops rapidly. Therefore， it is particularly important to realize sustainable utilization of geothermal resources. This paper took Leling area of Shandong province as an example to conduct dynamic analysis of geothermal development. The author found some laws， by collecting and sorting out the dynamic monitoring data of geothermal resources over the years. It is that the water level in Guantao formation is shallow at the structural high point and gradually deepens around; the water level in the heating season decreased， increased in the non-heating season which was affected by the amount of recharge; the wellhead temperature did not decrease during long-term mining. Meanwhile， the paper put forward reasonable suggestions， in order to realize the sustainable development of geothermal resources， relieve the water level drop and maintain the formation pressure.

Keywords： geothermal resources; dynamic analysis; water level; temperature

前言

近年來，常規資源枯竭、全球氣候變暖、霧霾不斷加劇等現象的出現，使得能源供給與環境保護已成為當今社會面臨的主要問題[1]。地熱資源以其資源儲量巨大、分布廣泛、開發利用穩定、安全、清潔、高效、可再生的獨特優勢，成為實現能源生產革命、緩解環境壓力的戰略性資源[2]。

本文以德州市樂陵地熱田為研究對象，在全面搜集樂陵地熱地質、鉆井、測井、動態觀測等方面資料的基礎上，綜合分析樂陵地質構造特征、熱儲層特征、水位和溫度等動態參數特征，確定水位、溫度等動態變化情況，及開采回灌對動態參數的影響，為今后其他地熱田地熱開發動態分析研究提供依據，實現地熱田的可持續開發利用。

1 地熱地質特征

1.1 區域概況

樂陵市位于華北平原東南部的魯西北坳陷地熱區，在區域構造單元上屬于華北板塊（Ⅰ）、渤海灣盆地（Ⅱ）、埕寧隆起（Ⅲ）的次級構造單元寧津凸起（Ⅳ）區，主要受陵縣-老黃河口斷裂和慶云斷裂影響。寧津凸起北鄰長官凹陷、車鎮凹陷，東接無棣凸起，南連德州凹陷、臨邑凹陷[3]。

1.2 熱儲層屬性

通過地質鉆探、地質錄井及前期資料收集，可初步判斷該區域熱儲層特征，并劃分出第四系（Q）保溫蓋層、新近系明化鎮組（Nm）、館陶組（Ng），其中館陶組被視為主要孔隙型熱儲層。

館陶組熱儲層廣泛分布，巖性為淺灰色、灰白色含礫砂巖及砂礫巖，垂向上呈上細下粗的正旋回沉積。底礫巖明顯，礫石成分以石英為主，其次為長石，磨圓度中等，分選性一般，泥質膠結，砂礫巖成巖性差，呈疏松狀。據本區地熱鉆探資料，熱儲頂板埋深1028～1155m，呈現中間低、四周高起伏分布特征，劃分為南北兩個地熱水系統（圖1）;厚度為260～405m，分布在350m左右，同樣具有南北區塊分布特點。

據地球物理測井資料反映，孔隙度較大，多分布在20%以上，滲透率多分布在200mD以上，泥質含量小于20%，地層物性發育較好。單位涌水量1.223～5.788m3/h·m，井口水溫49～53℃;地熱水化學類型為Cl-Na型水，礦化度為5576.78～6747.91mg/L，水中含有豐富的鋰、鍶、偏硅酸、偏硼酸等對人體健康有益的微量元素成分。

2 地熱開發動態分析

2.1 水位動態特征

新近系館陶組是樂陵地區主要開采熱儲層，地熱井數量較多，積累了豐富、連續和完整的動態監測資料，其水位動態特征規律明顯。

對于單井而言，在地熱資源開發過程中，水位埋深和降幅表現為以地熱井取水點為中心向外圍區域呈逐漸減小的趨勢，并在地熱井取水點形成水位降落漏斗[4]。因此，在地熱開發前期布設地熱井時，為避免熱突破要考慮抽水影響半徑，設置合理井間距。