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北京市房山區(qū)良鄉(xiāng)地區(qū)地?zé)豳Y源綜合評(píng)價(jià)報(bào)告PAGE10北京市地?zé)衢_發(fā)研究中心-PAGE85-BEIJINGCITYGEOTHERMAILDEVELOPMENTANDRESEACHCENTRE目錄TOC\o"1-3"\h\z前言 2第一章自然地理概況 6第一節(jié)交通位置 6第二節(jié)地形及河流 7第三節(jié)氣候條件 8第二章區(qū)域地質(zhì)概況 9第一節(jié)大地構(gòu)造位置特征 9第二節(jié)區(qū)域地層特征 10第三節(jié)區(qū)域構(gòu)造特征 12第三章工區(qū)地?zé)岬刭|(zhì)條件 15第一節(jié)地球物理場(chǎng)特征 15第二節(jié)新地球物理勘探方法的應(yīng)用 24第三節(jié)地層 25第四節(jié)構(gòu)造 28第五節(jié)地?zé)嵝纬蓷l件 30第六節(jié)地溫場(chǎng)特征 32第七節(jié)產(chǎn)水量分布特征 34第八節(jié)熱儲(chǔ)層壓力變化特征 35第四章評(píng)價(jià)區(qū)地?zé)崴瘜W(xué)特征 38第一節(jié)對(duì)蘭格利厄—路德維奇圖的分析 38第二節(jié)同位素地球化學(xué)分析 40第三節(jié)主要元素比值的分析 42第四節(jié)水中主要元素的變化 45第五章儲(chǔ)量計(jì)算及評(píng)價(jià) 48第一節(jié)熱儲(chǔ)層的有關(guān)參數(shù) 48第二節(jié)資源量計(jì)算 56第三節(jié)彈性儲(chǔ)量 60第四節(jié)儲(chǔ)量計(jì)算 61第五節(jié)資源和儲(chǔ)量的評(píng)價(jià) 68第六章地?zé)豳Y源開發(fā)利用綜合評(píng)述 70第一節(jié)地?zé)崴|(zhì)評(píng)價(jià) 70第七章熱田開發(fā)的效益評(píng)述 75第一節(jié)投資效益分析 75第二節(jié)經(jīng)濟(jì)效益分析 76第三節(jié)環(huán)境效益分析 80第四節(jié)地?zé)衢_發(fā)環(huán)境保護(hù)區(qū)的建立 81第八章結(jié)論與建議 83參考文獻(xiàn) 85前言良鄉(xiāng)地區(qū)賦存有豐富的地?zé)豳Y源。五十年代中末期在良鄉(xiāng)東昊天塔坡附近進(jìn)行供水水源勘探時(shí)就發(fā)現(xiàn)了30℃左右的溫水,1968年北京水文隊(duì)(北京市地質(zhì)工程勘察院前身)在良鄉(xiāng)陶瓷廠院內(nèi)施工地震觀測(cè)孔時(shí),獲得了出水溫度為36℃的地下熱水。七十年代良鄉(xiāng)鎮(zhèn)附近又先后施工了幾眼地?zé)峋?,井深均?000m以內(nèi),出水最高溫度為38.6℃。八十年代初在良鄉(xiāng)線路器材廠院內(nèi)施工的一眼地?zé)峋钸_(dá)到1300m,井底溫度為43.7℃,出水溫度為41.0℃。到一九九五年良鄉(xiāng)地區(qū)共有地?zé)峋?0余眼,出水溫度始終徘徊在36~41℃之間。1995年7月北京市地質(zhì)工程公司在長(zhǎng)陽(yáng)鄉(xiāng)南廣陽(yáng)城附近施工了一眼地?zé)峋?,井?500m,出水溫度達(dá)到54.6℃,為在良鄉(xiāng)地區(qū)尋找溫度較高的地?zé)崴该髁朔较颉?999年針對(duì)本項(xiàng)目要求,我單位在京良公路北側(cè)的西營(yíng)村附近布置了一眼地?zé)崽讲山Y(jié)合井,井深1425m,出水溫度達(dá)到60℃。近年來,由于旅游業(yè)與房地產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展,帶動(dòng)了良鄉(xiāng)地區(qū)地?zé)豳Y源開發(fā)的速度。為了查明良鄉(xiāng)地區(qū)地?zé)豳Y源分布范圍,配合北京市地?zé)峁芾硖幒头可絽^(qū)政府做好良鄉(xiāng)地區(qū)地?zé)豳Y源合理開發(fā)利用總體規(guī)劃和管理工作,一九九九年四月一日受北京市地?zé)峁芾硖幒头可絽^(qū)地礦局聯(lián)合委托,由北京市地?zé)衢_發(fā)研究中心承擔(dān)良鄉(xiāng)地區(qū)地?zé)豳Y源綜合評(píng)價(jià),工作周期一年半。本次地?zé)豳Y源評(píng)價(jià)工作的任務(wù)是:①查明良鄉(xiāng)地區(qū)及附近地層巖性、厚度、熱儲(chǔ)埋深及其邊界條件,建立地層層序;②基本查明工區(qū)地溫場(chǎng)分布規(guī)律及地溫梯度變化特征,圈定熱田面積及地?zé)岙惓7秶虎刍静槊鞴^(qū)地?zé)崃黧w的化學(xué)成分,闡述地?zé)崃黧w的補(bǔ)給、運(yùn)移、排泄條件,建立熱儲(chǔ)參數(shù)模型;④計(jì)算工區(qū)地?zé)豳Y源儲(chǔ)量。良鄉(xiāng)地區(qū)地?zé)豳Y源綜合評(píng)價(jià)的基本原則是:以前人工作成果為主,在此基礎(chǔ)上增加部分工作量為輔。前人在本工區(qū)進(jìn)行過大量的地質(zhì)工作:1958年進(jìn)行過1:25000良鄉(xiāng)工程地震勘測(cè);1959年進(jìn)行過1:50000綜合性區(qū)域地質(zhì)普查和平原區(qū)物探工作;1959年在良鄉(xiāng)附近進(jìn)行過1:25000供水水文地質(zhì)勘測(cè);1960年進(jìn)行過良鄉(xiāng)地區(qū)供水水文地質(zhì)勘探;1982年進(jìn)行北京平原區(qū)地溫普查時(shí)涉及到本區(qū);1991年編寫北京平原區(qū)地?zé)崞詹閳?bào)告包括本區(qū);截止到目前為止,良鄉(xiāng)地區(qū)共開鑿地?zé)徙@井近20眼,獲得的地質(zhì)資料是本次地?zé)豳Y源評(píng)價(jià)報(bào)告的基礎(chǔ)。原石油部等單位在北京地區(qū)所做的重力、電法、地震等工作曾涉及本區(qū),所取得的物探成果對(duì)了解良鄉(xiāng)地區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造、地層分布、熱儲(chǔ)埋深起到重要作用。本次良鄉(xiāng)地區(qū)綜合評(píng)價(jià)工作,對(duì)于前人的部分物探資料進(jìn)行了重新整理、解釋。同時(shí)對(duì)工區(qū)的部分地區(qū)采用了一些新的地球物理勘探方法。為查明工區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造特征提供了寶貴的地質(zhì)信息。特別是工區(qū)內(nèi)分布的17眼地?zé)峋牡刭|(zhì)資料,對(duì)掌握工區(qū)內(nèi)的地質(zhì)構(gòu)造、地層層序、熱儲(chǔ)層及蓋層的分布特征,地溫場(chǎng)的變化規(guī)律起到了重要作用。同時(shí)利用各井的穩(wěn)定流抽水試驗(yàn)成果,計(jì)算并推導(dǎo)了熱儲(chǔ)參數(shù),為地?zé)豳Y源綜合評(píng)價(jià)和儲(chǔ)量計(jì)算提供了依據(jù)。根據(jù)任務(wù)書的要求,良鄉(xiāng)地區(qū)地?zé)豳Y源綜合評(píng)價(jià)面積為40km2,考慮到良鄉(xiāng)地區(qū)東北隅的自然地理和地?zé)岬刭|(zhì)條件,為方便房山區(qū)政府在編制地?zé)豳Y源開發(fā)利用總體規(guī)劃時(shí)統(tǒng)一安排,特把評(píng)價(jià)區(qū)向東北擴(kuò)展到房山區(qū)的行政邊界線,面積擴(kuò)大為68km2。在進(jìn)行地?zé)豳Y源評(píng)價(jià)的68km2范圍內(nèi),具備C級(jí)儲(chǔ)量的面積為20.5km2,經(jīng)地?zé)豳Y源綜合評(píng)價(jià)可圈定為“良鄉(xiāng)地?zé)崽铩?,工區(qū)中地?zé)峋纳a(chǎn)能力為36~60℃地下熱水844.06×104m3/a,可折合熱量152.92×1010Kj/a,相當(dāng)于5.218×104t標(biāo)準(zhǔn)煤的放熱量,經(jīng)統(tǒng)計(jì)良鄉(xiāng)地?zé)崴觊_采量在50×104m3~67×104m3,僅占生產(chǎn)能力的7%左右,還有較大的開采潛力。本項(xiàng)目對(duì)工區(qū)68km2的范圍,根據(jù)地?zé)岬刭|(zhì)條件,以及所掌握的地質(zhì)資料進(jìn)行了D級(jí)儲(chǔ)量計(jì)算,其中42.5km2范圍所具備的邊界條件達(dá)到了《地?zé)豳Y源地質(zhì)勘察規(guī)范》標(biāo)準(zhǔn),計(jì)算結(jié)果經(jīng)主管單位批準(zhǔn)后可作為良鄉(xiāng)地?zé)崽镩_發(fā)利用遠(yuǎn)景規(guī)劃及進(jìn)一步布置地?zé)衢_采井的依據(jù)。本報(bào)告的完成參閱了大量的前人資料,同時(shí)也得到了有關(guān)技術(shù)科室的熱情幫助,特別是得到了北京市地?zé)峁芾硖幒捅本┦蟹可絽^(qū)地礦局的大力支持,在此表示衷心的感謝。由于人員少,時(shí)間緊,加之我們水平有限,報(bào)告中一定存在許多問題和不足,敬請(qǐng)領(lǐng)導(dǎo)和有關(guān)方面的專家批評(píng)指正。

第一章自然地理概況第一節(jié)交通位置工區(qū)位于北京市房山區(qū)良鄉(xiāng)鎮(zhèn)東北部,西距房山15km,東距北京市區(qū)三環(huán)路六里橋環(huán)島20km。京廣、京源鐵路,京石高速公路從良鄉(xiāng)經(jīng)過。良鄉(xiāng)鎮(zhèn)各種級(jí)別的公路四通八達(dá),交通十分便利。工區(qū)西南到良鄉(xiāng)鎮(zhèn),東南至永定河邊,北至大寧水庫(kù)南岸。(見圖1)圖1工區(qū)位置圖良鄉(xiāng)鎮(zhèn)是房山區(qū)政府所在地,近年來良鄉(xiāng)地區(qū)伴隨著改革開放的步伐,各項(xiàng)事業(yè)蓬勃發(fā)展,特別是旅游業(yè)和房地產(chǎn)業(yè)的興起帶動(dòng)了良鄉(xiāng)地區(qū)的經(jīng)濟(jì)繁榮。第二節(jié)地形及河流良鄉(xiāng)地區(qū)的地勢(shì)基本表現(xiàn)為西北高東南低,西側(cè)是連綿不斷的群山,東側(cè)為平原地區(qū)。工區(qū)屬于山前平原區(qū),地勢(shì)比較平坦,大部分地區(qū)被第四系地層覆蓋,只有良鄉(xiāng)鎮(zhèn)東關(guān)及大寧水庫(kù)西、南有一些殘丘出現(xiàn)。(見圖2)圖2良鄉(xiāng)地區(qū)地形河系圖工區(qū)東側(cè)的永定河發(fā)源于蒙古高原的南緣,在工區(qū)東部經(jīng)蘆溝橋、立垡、葫蘆垡等地,自北向南流出工區(qū)于天津附近匯入海河?xùn)|流入海,該河流是工區(qū)的主要河流。評(píng)價(jià)區(qū)內(nèi)還有小清河、刺猬河和啞叭河,它們均屬于海河流域永定河和大清河水系的北支流。第三節(jié)氣候條件工區(qū)屬于暖溫帶半濕潤(rùn)、半干旱的大陸季風(fēng)氣候區(qū)。春季干旱多風(fēng),氣溫回升較快;夏季炎熱多雨;秋季天高氣爽;冬季寒冷干燥。工區(qū)每年四月份開始變暖,六、七、八月份進(jìn)入季夏,九月中旬開始涼爽,十月以后氣溫降低。經(jīng)多年資料統(tǒng)計(jì),年平均氣溫11.5℃左右,一月份氣溫最低為-4.5℃,七月份氣溫最高達(dá)到25.5℃。據(jù)北京西部四個(gè)氣象臺(tái)站近20年的氣象資料統(tǒng)計(jì),本區(qū)年降水量變化較大,平均降水為650mm,其中有80%的降水集中在6~9月份。

第二章區(qū)域地質(zhì)概況第一節(jié)大地構(gòu)造位置特征良鄉(xiāng)地區(qū)在構(gòu)造位置上處于中朝準(zhǔn)地臺(tái)(Ⅰ級(jí)構(gòu)造單元)華北斷坳(Ⅱ級(jí)構(gòu)造單元)北京迭斷陷(Ⅲ級(jí)構(gòu)造單元)內(nèi)的坨里—豐臺(tái)迭凹陷(Ⅳ級(jí)構(gòu)造單元)與琉璃河迭凹陷(Ⅳ級(jí)構(gòu)造單元)的過渡區(qū)。北京迭斷陷呈南西—北東方向展布,北側(cè)以黃莊—高麗營(yíng)斷裂為界,南側(cè)以南苑—通縣斷裂為界。以良鄉(xiāng)凸起為界,北側(cè)為坨里—豐臺(tái)迭凹陷,南側(cè)為琉璃河迭凹陷。北北西向展布的永定河斷裂將坨里—豐臺(tái)迭凹陷分成東西兩部分,工區(qū)處于西側(cè)良鄉(xiāng)凸起附近。(見圖3)良鄉(xiāng)地區(qū)主要分布的地層為新生界第四系、第三系、中生界白堊系及中元古界薊縣系。僅在坨里—豐臺(tái)迭凹陷西北翼見有燕山期花崗巖沿著八寶山斷裂分布。良鄉(xiāng)附近構(gòu)造單元?jiǎng)澐趾?jiǎn)表Ⅰ級(jí)Ⅱ級(jí)Ⅲ級(jí)Ⅳ級(jí)中朝準(zhǔn)地臺(tái)燕山臺(tái)褶帶西山迭坳褶華北斷坳北京迭斷陷坨里-豐臺(tái)迭凹陷坨里-公主墳背斜夏莊向斜琉璃河迭凹陷大興迭隆起圖3工區(qū)附近構(gòu)造綱要圖第二節(jié)區(qū)域地層特征良鄉(xiāng)及附近地區(qū)可謂中國(guó)地質(zhì)工作的搖籃。自二十世紀(jì)二十年代以來,老一代地質(zhì)工作者都曾在長(zhǎng)辛店、坨里一帶開展過地質(zhì)工作。白堊系和下第三系諸多地層命名地點(diǎn)均在良鄉(xiāng)地區(qū)的北部。依據(jù)前人工作成果及區(qū)域地層發(fā)育特征,從新到老介紹如下:一.新生界新生界地層主要分布在山前平原地區(qū),新生界包括第四系及第三系地層。(一)第四系(Q)主要由沖洪積物砂、砂礫石、含礫亞砂土和砂質(zhì)粘土、粘質(zhì)砂土組成,山區(qū)邊緣分布有坡積的黃土質(zhì)含角礫粉砂和亞砂土。西北部薄,向東南部加厚,一般厚度在100m以內(nèi)。與下伏地層不整合接觸。(二)第三系(E-N)第三系主要由始新統(tǒng)長(zhǎng)辛店組及上新統(tǒng)地層組成,呈點(diǎn)、片狀分布。上新統(tǒng)地層由鈣質(zhì)膠結(jié)而成的角礫巖和紅色粘土巖組成,始新統(tǒng)長(zhǎng)辛店組地層主要為砂巖、礫巖和砂質(zhì)泥巖互層,分布在良鄉(xiāng)地區(qū)東北部長(zhǎng)辛店附近,在良鄉(xiāng)鎮(zhèn)東關(guān)的殘丘山上也見有分布,厚度約150m左右。與下伏地層不整合接觸。二.中生界中生界以白堊系地層最為發(fā)育,主要分布在良鄉(xiāng)地區(qū)的北部。白堊系包括有夏莊組和坨里組和侏羅—白堊系的九佛堂組,三組連續(xù)沉積。與下伏地層不整合接觸。(一)夏莊組(K1x)巖性主要由一套黃綠色粉砂巖、頁(yè)巖、砂巖為主,夾有砂巖及泥頁(yè)巖,上部紫色粉砂巖中夾有多層石膏。(二)坨里組(K1t)巖性由頁(yè)巖,黃綠色、黃褐色厚層礫巖,含礫粗砂巖和砂巖組成。(三)九佛堂組(Jkj)巖性為黃色砂巖、灰色頁(yè)巖夾鈣質(zhì)頁(yè)巖。三.中元古界中元古界只出露有薊縣系霧迷山組白云巖,該地層是良鄉(xiāng)地區(qū)目前已查明的唯一熱儲(chǔ)層。霧迷山組(Jxw)巖性為灰色致密塊狀硅質(zhì)條帶白云巖。良鄉(xiāng)地區(qū)地層比較簡(jiǎn)單,由于構(gòu)造原因地層缺失較多。第三節(jié)區(qū)域構(gòu)造特征依據(jù)重力、電法及人工地震資料,并被一些鉆孔資料證實(shí),坨里—豐臺(tái)迭凹陷中由于受區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造的影響,褶皺、斷裂發(fā)育。主要構(gòu)造特征描述如下:一.黃莊—高麗營(yíng)斷裂黃莊—高麗營(yíng)斷裂出露于工區(qū)北部,呈北東東向展布,傾向南東,傾角70°左右。斷裂帶寬窄不一,屬于正斷層,斷裂西北盤上升,東南盤下降。沿?cái)嗔巡假ぶ亓Φ戎稻€密集,梯度值為3~10mg/km,斷裂西側(cè)為高值,東側(cè)為低值,該斷裂是一條活動(dòng)性的深斷裂,它是劃分Ⅱ級(jí)大地構(gòu)造單元燕山臺(tái)褶帶與華北斷坳的分界線。二.八寶山斷裂八寶山斷裂出露于黃莊—高麗營(yíng)斷裂北側(cè),該斷裂走向變化大,傾向南東,傾角30~50°,為一上盤上升的逆斷裂,薊縣系地層自東南向西北推覆在新地層上,斷裂到深部被黃莊—高麗營(yíng)斷裂切割,也有人認(rèn)為兩者在某一深度合為一條斷裂。由于兩條斷裂構(gòu)造相距較近,使區(qū)域重力場(chǎng)形成寬度較大的重力等值線密集帶,局部重力梯度值達(dá)到10mg/km以上。三.永定河斷裂永定河斷裂是一條半隱伏狀斷裂,走向北北西,工區(qū)北部三家店至軍莊一帶永定河兩岸有明顯的褶皺構(gòu)造出露,東側(cè)構(gòu)造線逆時(shí)針方向有平行錯(cuò)位,證明本斷裂的存在。從三家店以南,進(jìn)入平原區(qū)后,由于這種逆時(shí)針的運(yùn)動(dòng)與北東向構(gòu)造線展布方向一致。因此斷裂行跡不清。永定河斷裂主要發(fā)育于工區(qū)的東北部,沿永定河呈南東展布。四.南苑—通縣斷裂南苑—通縣斷裂是通過地球物理勘探及鉆井資料證實(shí)的。該斷裂走向北東,傾向北西。由多條近乎平行的斷裂組成斷裂帶,沿?cái)嗔褞Р假ぶ亓Φ戎稻€密集,梯度值3~6mg/km,斷裂全長(zhǎng)約73km,南苑—通縣斷裂是劃分北京迭斷陷與大興迭隆起的分界線。五.良鄉(xiāng)—前門斷裂良鄉(xiāng)—前門斷裂是由多條相互平行的斷裂組成。它是坨里—豐臺(tái)迭凹陷內(nèi)一條主要的斷裂。該斷裂通過地球物理勘探及鉆孔資料證實(shí)。斷裂全長(zhǎng)約60km,走向北北東—北東,傾向北西西—北西,斷距大于200m。布伽重力等值線圖中有一定顯示。該斷裂主體部分在良鄉(xiāng)凸起的北側(cè)通過。在重力梯度等值線圖中可見到至少兩組大于4mg/km的梯度密集帶平行展布,進(jìn)一步證明該斷裂帶的存在。六.良鄉(xiāng)—大紫草塢斷裂該斷裂是一條隱伏性斷裂,在布伽重力等值線圖中處于“良鄉(xiāng)重力高”與“南梨園重力低”之間,形成明顯的重力梯度值增大的一個(gè)近東西向展布的狹長(zhǎng)區(qū)域,向東側(cè)轉(zhuǎn)向北東。它可能是良鄉(xiāng)—前門斷裂的組成部分。七.坨里復(fù)背斜發(fā)育于坨里—豐臺(tái)迭凹陷的西端,走向近南北,西翼陡,東翼平緩,由坨里礫巖組成的復(fù)式背斜的核部,背斜西側(cè)被第四系普遍覆蓋,形跡不太明顯,東翼由北西向東南依次有次級(jí)的坨里背斜、大苑向斜和公主墳背斜呈雁行式排列,次級(jí)褶皺規(guī)模不大,組合在一起統(tǒng)稱之為坨里—公主墳復(fù)式背斜,簡(jiǎn)稱“坨里復(fù)背斜”。八.夏莊向斜發(fā)育于坨里復(fù)背斜的東側(cè),兩者是連續(xù)過渡關(guān)系,向斜軸部由夏莊組組成,東北翼為始新統(tǒng)長(zhǎng)辛店組礫巖。長(zhǎng)辛店組礫巖以角度不整合方式覆蓋在坨里復(fù)背斜之上。此向斜呈“開闊盆狀”占據(jù)坨里—豐臺(tái)迭凹陷永定河斷裂以西的絕大部分。九.良鄉(xiāng)凸起位于良鄉(xiāng)—前門斷裂和良鄉(xiāng)—大紫草塢斷裂之間,呈北東向展布,在重力和電法資料中反映明顯,凸起上分布有新生界地層,而在良鄉(xiāng)鎮(zhèn)東側(cè)薊縣系霧迷山組地層出露地表形成殘山。

第三章工區(qū)地?zé)岬刭|(zhì)條件第一節(jié)地球物理場(chǎng)特征良鄉(xiāng)地區(qū)為了不同的地質(zhì)目的進(jìn)行過大量的地球物理勘探工作,本次工作中又布置了大地巖性測(cè)深等新的地球物理勘探工作。分別論述如下:一.重力場(chǎng)特征北京迭斷陷在布伽重力等值線圖中表現(xiàn)得非常清晰,在西北和東南側(cè)各有一組重力等值線相對(duì)密集帶,密集帶外側(cè)重力值比較高,說明凹陷兩側(cè)為相對(duì)隆起區(qū),從區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造分析,西北側(cè)為西山迭坳褶,東南側(cè)為大興迭隆起,形成北京地區(qū)“兩隆一凹”的構(gòu)造格局。坨里—豐臺(tái)迭凹陷、良鄉(xiāng)凸起及琉璃河迭凹陷均是北京迭斷陷中的組成部分。圖4工區(qū)附近布伽重力等值線圖圖5工區(qū)剩余重力等值線圖工區(qū)重力等值線除方向性明顯外,局部還出現(xiàn)重力等值線左右擺動(dòng)的特征,它說明在坨里—豐臺(tái)迭凹陷兩翼高密度地層埋藏深度總體向凹陷軸部加深的背景下,出現(xiàn)了局部的凹凸變化。為了進(jìn)一步了解這種局部的凹凸變化,對(duì)工區(qū)的重力等值線進(jìn)行了剩余重力值的計(jì)算并繪制了工區(qū)附近的剩余重力等值線圖。(見圖5)在剩余重力等值線圖中,良鄉(xiāng)重力高反映更加明顯,并顯示出它向北東延伸。在良鄉(xiāng)、廣陽(yáng)城、西營(yíng)一線剩余重力高值帶呈狹長(zhǎng)狀分布,其兩側(cè)出現(xiàn)大面積的低值區(qū)。綜合北京地區(qū)前人工作經(jīng)驗(yàn),重力梯度值大于3mg/km,是斷裂存在的反映,為了研究工區(qū)附近斷裂構(gòu)造發(fā)育情況,對(duì)工區(qū)附近的重力梯度進(jìn)行了計(jì)算,并繪制了重力梯度等值線圖。(見圖6)圖6重力梯度圖在圖6中可見,重力梯度值大于3mg/km的地區(qū),一般以條帶狀出現(xiàn)并具有一定的方向性,呈北東東,近東西及北東向展布,近東西向的分布在“良鄉(xiāng)重力高區(qū)”的南北兩側(cè),而在工區(qū)東側(cè)以北東向分布為主,它們預(yù)示著工區(qū)附近主要斷裂構(gòu)造的展布方向。二.電場(chǎng)特征七十年代初,石油部六四六廠在良鄉(xiāng)地區(qū)進(jìn)行了大地電性測(cè)深,剖面線展布方向?yàn)槟蠔|—北西垂直主構(gòu)造線,基本覆蓋了整個(gè)工區(qū),AB/2最大深度為7000m,一般為3000m,為了突出深部電性特征繪制了正常坐標(biāo)系的視電阻率斷面圖(見圖7、圖8、圖9)。工區(qū)共有三條測(cè)線通過,(附圖一)Ⅳ測(cè)線從工區(qū)的西南部通過,(圖7)以114點(diǎn)為代表,反映出由淺到深視電阻率值高—低—高的“H”型曲線特征。114點(diǎn)以南高電阻地層埋藏深度增大,再向南側(cè)有所抬升,北側(cè)也有類似特征,只有在114點(diǎn)顯示高阻地層埋藏較淺。114點(diǎn)兩側(cè)呈現(xiàn)凹陷型斷面特征,114點(diǎn)處則為凸起特征。

圖7(a)Ⅳ線重力梯度圖圖7(b)Ⅳ線視電阻率斷面圖圖7(c)地質(zhì)剖面推測(cè)圖

圖8(a)Ⅵ線重力梯度圖圖8(b)Ⅵ線視電阻率斷面圖圖8(c)地質(zhì)剖面推測(cè)圖

圖9(a)Ⅶ線重力梯度圖圖9(b)Ⅶ線視電阻率斷面圖圖9(c)地質(zhì)剖面推測(cè)圖

圖8Ⅵ測(cè)線從工區(qū)內(nèi)部通過。94點(diǎn)的深部反映與Ⅳ測(cè)線的114點(diǎn)相似。94點(diǎn)兩側(cè)均顯示出高電阻層的埋藏深度突然增加,南側(cè)顯示出高電阻層的起伏變化,北側(cè)92-93點(diǎn)附近有鉆孔資料證實(shí)。圖9Ⅶ測(cè)線從工區(qū)的東北部通過,以68點(diǎn)為代表,顯示高電阻率地層埋深較淺,兩側(cè)明顯呈凹陷型,69點(diǎn)附近有鉆井資料驗(yàn)證。為了突出工區(qū)附近深度電場(chǎng)的變化特征,繪制了AB/2=4000m的等視電阻率平面圖。(附圖二)從圖中可見大于50Ωm的等值線呈鼻狀向北東方向延伸,視電阻率的高值區(qū)正對(duì)應(yīng)于良鄉(xiāng)剩余重力異常高值區(qū)以及向東北延伸部分。兩側(cè)的視電阻率低值區(qū)對(duì)應(yīng)于剩余重力低值區(qū)。由上述電場(chǎng)及重力場(chǎng)的分布特征分析,兩種物探解釋相互佐證。重力場(chǎng)和電場(chǎng)兩種分析結(jié)果證明了“良鄉(xiāng)重力高”的存在及其分布范圍。三.地震勘探1978年石油部為進(jìn)行北京地區(qū)石油、天然氣普查,曾在良鄉(xiāng)地區(qū)進(jìn)行過地震勘探,其中7801測(cè)線經(jīng)過工區(qū),此外尚有7806、7808測(cè)線從工區(qū)附近通過。(附圖一)本次地震勘探中沒有獲得北京地區(qū)地層巖性速度值,因此只繪制了水平迭加的時(shí)間剖面圖,該圖仍可反映不同的波阻抗界面的埋藏深度。圖107801剖面:在45點(diǎn)北側(cè)各波阻抗界面反映出逐漸加深的趨勢(shì),工區(qū)內(nèi)施工的B2井處于7801測(cè)線附近,于井深815m見薊縣系霧迷山組白云巖,井位正處于各波阻抗界面向北東傾的斜坡上,反映了沿7801測(cè)線各處?kù)F迷山組地層埋深的相對(duì)變化,到52點(diǎn)以北地層產(chǎn)狀趨于平緩,且深度增大,此處對(duì)應(yīng)于電法及重力資料反應(yīng)的凹陷區(qū)。圖107801水平迭加時(shí)間剖面示意圖圖117808測(cè)線(部分)時(shí)間剖面示意圖圖117808與7801測(cè)線近于垂直,呈北西南東向,8~10點(diǎn)間反應(yīng)某一層位的突起,11點(diǎn)附近有斷層跡象,與電測(cè)深Ⅳ線反應(yīng)的情況相似。圖127806測(cè)線(部分)時(shí)間剖面示意圖圖127806測(cè)線在工區(qū)東北部與7801測(cè)線近于垂直呈北西向延伸,11點(diǎn)附近波阻抗界面呈凹陷型,14點(diǎn)附近反應(yīng)有斷點(diǎn),13點(diǎn)附近上部地層略有上升之勢(shì),上述特征與電測(cè)線及重力資料相似。7801測(cè)線42至48點(diǎn),7808測(cè)線10至15點(diǎn)間反射波消失的原因是地層單一,且厚度較大形成不了波阻抗界面。此區(qū)域內(nèi)電法Ⅳ測(cè)線114點(diǎn)以南和Ⅵ測(cè)線94點(diǎn)以南均反映了高電阻層下降的特征,而重力值在上述兩點(diǎn)發(fā)現(xiàn)南側(cè)出現(xiàn)負(fù)的剩余重力異常區(qū),與鉆井資料揭示的白云巖地層之上覆有巨厚的白堊系地層是吻合的。7801測(cè)線48~52點(diǎn)附近Tg層的變化反映與AB/2=4000m的等值線視電阻率平面圖反映的“鼻狀突起”相似,此特征在7806測(cè)線13點(diǎn)附近的淺層反射界面中也有明顯顯示。第二節(jié)新地球物理勘探方法的應(yīng)用為配合本報(bào)告的編寫和地?zé)峋_鑿的需要,在部分地區(qū)開展了大地電場(chǎng)巖性測(cè)深,此種方法雖然還處于試驗(yàn)研究階段,但從勘探結(jié)果分析可以提供一些地下深部信息,對(duì)解決深部地質(zhì)結(jié)構(gòu)問題是有幫助的。該方法與傳統(tǒng)物探方法結(jié)合取得了較好的效果。該方法簡(jiǎn)稱Ps探測(cè),通過與已知井地質(zhì)資料進(jìn)行對(duì)比解釋地層層序及地質(zhì)構(gòu)造。Ps曲線分兩種類型,一種為凹陷型曲線,以B4井井旁探測(cè)曲線為代表;一種為隆起型曲線,以B2井井旁探測(cè)曲線為代表。(見圖13、14)其中凹陷型曲線對(duì)比在西營(yíng)村附近,(即2點(diǎn)和3點(diǎn)之間)見熱儲(chǔ)層的深度在1220~1170m之間,實(shí)際鉆探深度(良熱-20井)為1216m??碧脚c實(shí)鉆基本一致。隆起型尚無驗(yàn)證資料。圖13凹陷類型Ps探測(cè)曲線示意圖圖14隆起類型Ps探測(cè)曲線示意圖第三節(jié)地層良鄉(xiāng)地區(qū)自1968年在原陶瓷廠院內(nèi)開鑿出第一口出水溫度36℃的熱水井以來,截止到2000年5月?lián)煌耆y(tǒng)計(jì)開鑿地?zé)峋倲?shù)為19眼,其中兩眼為觀測(cè)井。目前由于我們只收集到17眼地?zé)峋Y料,因此后面的評(píng)價(jià)只使用17眼地?zé)峋牡刭|(zhì)資料。良鄉(xiāng)地區(qū)地?zé)峋饕性诹监l(xiāng)鎮(zhèn)附近,由于熱儲(chǔ)埋藏深度淺,一般出水溫度在40℃左右。1995年在長(zhǎng)陽(yáng)鎮(zhèn)南廣陽(yáng)城附近開鑿出了大于50℃的地下熱水后,帶動(dòng)了良鄉(xiāng)地區(qū)開發(fā)地?zé)豳Y源的速度,引起了房山區(qū)政府的重視。同時(shí)在“良鄉(xiāng)重力高區(qū)”的外圍布置了一些深度較大的鉆井,成井深度超過了1000m,并獲得了較高的出水溫度,尤其是西營(yíng)地區(qū)的良熱-20井出水溫度達(dá)到60℃,進(jìn)一步展示了良鄉(xiāng)地區(qū)開發(fā)地?zé)岬臐摿?。依?jù)工區(qū)地?zé)峋牡貙淤Y料并結(jié)合物探工作成果,良鄉(xiāng)地區(qū)地層結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單,只有薊縣系霧迷山組一個(gè)熱儲(chǔ)層。工區(qū)內(nèi)所揭露的地層時(shí)代,巖性、厚度由新至老描述如下:一.新生界第四系(Q)表層為人工填土或耕作土,下面以粘質(zhì)砂土、砂質(zhì)粘土、粉細(xì)砂、含礫粗砂為主,局部見有砂卵礫石,底部為泥包礫石層,厚度0~100m。西北部薄,東南部厚。與下伏地層呈不整合接觸。二.新生界第三系(E-N)長(zhǎng)辛店組:(E2ch)主要巖性為灰白、紫紅色礫巖、砂礫巖夾泥巖、砂質(zhì)泥巖及細(xì)砂巖。礫石成分以安山巖及凝灰?guī)r、砂巖為主,分選性較差,次圓狀鈣質(zhì)膠結(jié)為主,分布在東南部地區(qū)。厚度0~250m。與下伏地層呈不整合接觸。三.中生界侏羅系-白堊系(J-K)夏莊組:(K2x)上部巖性特征以黃、淡黃色礫巖,含礫砂巖、粉細(xì)砂巖及薄層泥巖為主,分布在工區(qū)的東南部,厚度200~1200m。下部主要巖性為深灰色泥巖及粉砂質(zhì)泥巖為主,局部夾有薄層的砂礫巖。見有石膏、褐紅色鈣質(zhì)頁(yè)巖及泥灰?guī)r全工區(qū)都有分布,西北部薄,東南部厚,厚度30~500m不等。與下伏地層呈整合接觸。坨里組:(K1t)上段巖性為灰紫、灰黃色砂礫巖與淺灰色粉~細(xì)砂巖、泥巖互層。分布于工區(qū)西北部及東南部,中部缺失,厚度大于100m。下段巖性特征為灰紫、黃色砂巖、砂礫巖為主,砂礫石成分以安山巖、玄武巖為主,并有少量白云巖及泥質(zhì)巖。與下伏地層呈不整合接觸。九佛堂組:(Jkj)巖性為暗紫色、黃綠色礫巖,砂巖,炭質(zhì)頁(yè)巖組成的一套很有特色的巖性組合,主要特征在礫石成分中見有較多的白云巖及較典型的炭質(zhì)頁(yè)巖,視厚度約200m,只在工區(qū)西側(cè)良熱21井揭露部分地層。與下伏地層呈不整合接觸。四.中元古界薊縣系(Jx)霧迷山組:(Jxw)主要巖性以灰、深灰色燧石條帶白云巖為主,巖溶裂隙發(fā)育,是本工區(qū)目前開發(fā)的唯一的熱儲(chǔ)層,全區(qū)都有分布,揭露厚度500m左右。本組地層厚度約2000m。上述地層特征,揭露厚度見良鄉(xiāng)地區(qū)綜合柱狀圖。(附圖六)霧迷山組之下有近百米厚的楊莊組頁(yè)巖及千米左右的高于莊組白云巖。由于這兩組地層及其下伏地層埋藏深度大,從經(jīng)濟(jì)上考慮目前開發(fā)成本較大,故不再贅述。另外在工區(qū)東南部不排除有青白口系地層存在的可能。第四節(jié)構(gòu)造根據(jù)物探、鉆孔資料分析,良鄉(xiāng)凸起南北兩側(cè)熱儲(chǔ)層由淺變深,特別是北側(cè)凹陷軸部其埋藏深度可大于3500m。主要熱儲(chǔ)層為薊縣系霧迷山組白云巖。受區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造影響,良鄉(xiāng)凸起的南北兩側(cè)發(fā)育有多條近東西和北東方向的斷裂構(gòu)造,夏莊向斜的南端被良鄉(xiāng)凸起北側(cè)的斷裂切割,在區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造中該凸起做為坨里—豐臺(tái)迭凹陷和涿州—琉璃河迭凹陷的分界線。(附圖四)一.?dāng)嗔褬?gòu)造工區(qū)主要發(fā)育的斷裂構(gòu)造總體展布方向?yàn)楸睎|或北東東方向。F1斷裂:展布于良鄉(xiāng)凸起的北緣,斷裂的劃分主要依據(jù)于物探資料,經(jīng)鉆井資料證實(shí)在吳店村施工的一口1600m的地?zé)峋?00m左右鉆遇該斷裂。物探資料推斷為一條上盤下降的正斷層,傾向北北西,走向北東東,北東,該斷裂控制了良鄉(xiāng)凸起的北部邊緣,它是良鄉(xiāng)—前門斷裂在此處的具體表現(xiàn)。F2斷裂:展布于良鄉(xiāng)凸起的南緣良鄉(xiāng)鎮(zhèn)東關(guān)—南廣陽(yáng)城—西營(yíng)以北的地區(qū)。主要依據(jù)重力,電法和地震資料,斷裂已被兩側(cè)B1、B2等鉆孔資料證實(shí),斷距達(dá)460m,為上盤下降的正斷層。斷裂控制了良鄉(xiāng)凸起的南緣。在工區(qū)外西南部分布于蘇莊—大紫草塢一線,稱“良鄉(xiāng)—大紫草塢斷裂”。F3斷裂:是良鄉(xiāng)凸起上的次一級(jí)斷裂,展布長(zhǎng)度較短,與F1斷裂大致平行,分布于F1南約6km。良熱-21井在施工中于630m左右鉆遇地層破碎帶,證明該斷裂的存在,為一條上盤下降的正斷層,斷距約250m。F4斷裂:是一條規(guī)模很小的斷層,走向北東,兩端分別與F2和F3相接。該斷裂主要由鉆井資料證實(shí),除良熱-14井和陶瓷廠地?zé)峋?,梅花莊(535庫(kù))兩口地?zé)峋沧C明了該斷裂的存在。兩井相距約400m,新井于401m見薊縣系熱儲(chǔ)層,而老井于179m就鉆遇了相應(yīng)地層,斷距為222m,為一上盤下降的正斷層。F5斷裂:分布于工區(qū)東南部朱家崗附近,呈北東展布。物探資料均有顯示,該斷裂也為一正斷層,傾向北西。斷裂西北側(cè)薊縣系地層埋藏較深。F6、F7斷裂:分布于評(píng)價(jià)區(qū)的東南邊界,F(xiàn)7在評(píng)價(jià)區(qū)之外,向東約1km即為大興迭隆起,物探資料反映該斷裂為南苑—通縣斷裂帶內(nèi)一系列次級(jí)斷裂的一部分。上述七條斷裂在物探資料中均有顯示并被部分鉆孔資料證實(shí)。本次工作中在分析研究物探資料的過程中還發(fā)現(xiàn)一些小斷裂存在的跡象,由于沒有鉆孔資料證實(shí),規(guī)模較小因此本報(bào)告中不再論述。二.熱儲(chǔ)層頂板的起伏變化工區(qū)內(nèi)F1斷裂西北部,薊縣系霧迷山組白云巖埋藏較深,F(xiàn)1與F2斷裂為良鄉(xiāng)凸起的南北邊界。F2與F5之間薊縣系頂板形態(tài)為負(fù)地形,地層埋藏深度大,鉆井證實(shí)最深大于1200m。F5斷裂以南,物探資料反應(yīng)為一向南抬起的斜坡,再向南為大興隆起。在工區(qū)內(nèi)總的來看,以良鄉(xiāng)凸起為軸,兩翼不對(duì)稱,西北翼開闊,東南翼狹長(zhǎng),再向東南為一向上抬起的斜坡。第五節(jié)地?zé)嵝纬蓷l件一.熱源及通道的探討北京地區(qū)的地?zé)釋儆诔练e盆地型。地球內(nèi)部的溫度達(dá)到上千攝氏度,其熱量在向外部散發(fā)過程中逐漸降溫,在一定溫度下,地球內(nèi)的磁性物質(zhì)產(chǎn)生了消磁現(xiàn)象,例如鐵磁性消失為769℃;鈦磁鐵礦為600℃;而鎳為360℃,物質(zhì)的消磁溫度稱“居里溫度”也稱為“居里點(diǎn)”。經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)地殼物質(zhì)的“居里溫度”為550~600℃左右,這個(gè)深度稱居里點(diǎn)溫度,北京地區(qū)的居里點(diǎn)深度大約20km左右。這些熱量傳導(dǎo)到地表再散發(fā)到空氣中的量稱“大地?zé)崃鳌薄#磫挝幻娣e上單位時(shí)間內(nèi)散發(fā)的熱量)北京地區(qū)通過延慶至大興的地震測(cè)深剖面中顯示,穿越坨里—豐臺(tái)迭凹陷北部的黃莊—高麗營(yíng)斷裂的切割深度大于50km,東南側(cè)的南苑—通縣斷裂切割深度不到40km,兩斷裂均接觸到了當(dāng)?shù)氐哪厦?。處于兩條斷裂之間的良鄉(xiāng)—前門斷裂,切割深度只有25km,資料顯示剛剛觸及莫氏面。上述三條斷裂均穿過處于20km左右的居里面,它們對(duì)溫度向上傳導(dǎo)起到重要作用,工區(qū)正處于黃莊—高麗營(yíng)和南苑—通縣斷裂控制的坨里—豐臺(tái)迭凹陷中,良鄉(xiāng)—前門斷裂從工區(qū)中部通過,上述三條斷裂對(duì)工區(qū)地?zé)岬男纬蓪⒂辛己玫拇龠M(jìn)作用。上述研究是從宏觀上對(duì)北京迭凹陷中的地?zé)釛l件進(jìn)行的分析,由于各地區(qū)地層結(jié)構(gòu)不同,導(dǎo)熱性有較大差異,蓋層保溫條件也不同,因此各地區(qū)的地?zé)嵩鰷芈室灿胁顒e。依據(jù)統(tǒng)計(jì)資料證明北京迭凹陷中有較好的地?zé)崆熬?,到目前為止,尚沒有資料證明在斷裂附近地?zé)嵩鰷芈视忻黠@升高現(xiàn)象。二.熱儲(chǔ)層依據(jù)鉆井地質(zhì)及地球物理勘探成果繪制的工區(qū)熱儲(chǔ)層頂板埋深圖顯示:工區(qū)內(nèi)只有一個(gè)主要熱儲(chǔ)層即為中元古界薊縣系霧迷山組。其頂板在工區(qū)最大埋藏深度約2500m左右,最淺則在良鄉(xiāng)昊天塔出露地表,工區(qū)內(nèi)的斷裂構(gòu)造控制著熱儲(chǔ)層埋藏深度。(附圖四)根據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料,薊縣系霧迷山組的真厚度在2000m左右,其下伏地層為薊縣系楊莊組,厚度約100m,楊莊組地層下面有近千米厚度的長(zhǎng)城系高于莊組地層,巖性以碳酸鹽巖為主。該地層也可作為本工區(qū)深部后備熱水儲(chǔ)集層。推測(cè)本區(qū)高于莊組地?zé)崴疁囟葘⒈褥F迷山組地?zé)崴疁囟扔兴岣摺KE縣系霧迷山組熱儲(chǔ)層可分為四段,目前良鄉(xiāng)地區(qū)鉆探中揭露的霧迷山組地層屬于第幾段尚無法確認(rèn),但從地層產(chǎn)狀分析,層位較老的地層分布在工區(qū)北部,北部鉆井施工中揭露了800m的霧迷山組白云巖還沒穿透,依此推斷工區(qū)內(nèi)見到的霧迷山組地層的層位較新,下面還應(yīng)有大于800m厚度的霧迷山組地層,加之其下伏的高于莊組地層,推算工區(qū)內(nèi)目前鉆探能力所能鉆達(dá)的3000~4000m以淺都有熱水儲(chǔ)集層分布。另外在工區(qū)東南部不排除有鐵嶺組熱儲(chǔ)層的存在。三.熱儲(chǔ)蓋層工區(qū)內(nèi)熱儲(chǔ)蓋層為薊縣系霧迷山組之上的地層。蓋層主要由導(dǎo)水性及透熱性不好的第四系、第三系及白堊系地層組成。本工區(qū)第四系厚度較薄,第三系地層分布于工區(qū)東部邊緣,白堊系基本分布于全工區(qū)。主要由泥巖、砂巖及含水性不好的砂礫巖組成且厚度較大。在工區(qū)東南部可能存在青白口系地層,它們對(duì)工區(qū)熱水的形成起到良好的阻熱保溫作用??偟目磥?,在工區(qū)范圍內(nèi)蓋層越厚,保溫性能越好,“良鄉(xiāng)凸起”的頂部由于蓋層很薄,熱儲(chǔ)溫度相對(duì)較低,向其四周尤其南北兩側(cè)隨著蓋層的加厚,溫度不斷增加。第六節(jié)地溫場(chǎng)特征利用淺層地溫測(cè)量是尋找地?zé)岙惓5囊环N基礎(chǔ)方法,城區(qū)地?zé)崽锞褪歉鶕?jù)淺層地溫異常找到地下熱水的一個(gè)范例。良鄉(xiāng)地區(qū)第四系地層厚度一般不超過80m,特別是良鄉(xiāng)鎮(zhèn)昊天塔附近只有十幾米,甚至白云巖地層出露地表,由于熱儲(chǔ)層埋藏較淺,淺層地溫反映明顯。經(jīng)對(duì)1982年北京平原區(qū)淺層地溫測(cè)量資料分析,在良鄉(xiāng)鎮(zhèn)附近70m深度的地溫測(cè)量一般大于15℃,向四周70m深度的地溫為14℃。在區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造的影響下,工區(qū)斷裂發(fā)育,并形成了良鄉(xiāng)凸起兩側(cè)相對(duì)凹陷的構(gòu)造格局,凸起兩側(cè)沉積了巨厚的白堊系地層,起到了阻熱、保溫作用,熱儲(chǔ)溫度相對(duì)較高,而在凸起上,由于保溫蓋層較薄,熱儲(chǔ)溫度相對(duì)降低。工區(qū)內(nèi)共有地?zé)峋?7眼,根據(jù)地?zé)峋鏊疁囟纫部梢钥闯鰷囟扰c熱儲(chǔ)埋深的關(guān)系,在“良鄉(xiāng)凸起”之上熱儲(chǔ)埋深在500m左右;地?zé)峋某鏊疁囟纫话悴怀^40℃,而在凸起以外地區(qū)熱儲(chǔ)埋深在1200m左右;地?zé)峋鏊疁囟茸罡哌_(dá)到60℃,充分證明了保溫蓋層在地?zé)嵝纬蛇^程中的作用。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)工區(qū)內(nèi)地?zé)峋疅醿?chǔ)層頂板的深度以及測(cè)到的溫度值也說明了熱儲(chǔ)層埋藏越深,溫度越高。從(圖15)中可以看出,熱儲(chǔ)層每增加100m,地?zé)嵩鰷芈蕿?.5℃。良鄉(xiāng)凸起上的地?zé)峋渖w層的增溫率為每百米3.5~4.0℃之間。而在凸起兩側(cè)巨厚的白堊系蓋層地?zé)嵩鰷芈蕿槊堪倜?.5℃左右。一般在地?zé)醿?chǔ)層中地?zé)嵩鰷芈蕿?.4℃/100m,個(gè)別鉆井可達(dá)到2.0℃/100m。圖15良鄉(xiāng)附近Jxw頂板溫度由于良鄉(xiāng)地區(qū)沒有進(jìn)行過詳細(xì)的地溫梯度研究,地?zé)峋g的測(cè)溫曲線反應(yīng)的梯度值大多有一定的誤差,個(gè)別地?zé)峋捎诔删畷r(shí)測(cè)溫條件的差異,反應(yīng)不出地層真實(shí)的增溫率,故上述分析只是在現(xiàn)有條件下的統(tǒng)計(jì)數(shù)字,還有待在今后的工作中進(jìn)一步研究。但地?zé)峋某鏊疁囟仁强尚诺?。(附圖五)綜上所述,良鄉(xiāng)地區(qū)地溫場(chǎng)特征與良鄉(xiāng)的地質(zhì)構(gòu)造格局有密切關(guān)系,基本表現(xiàn)為,熱儲(chǔ)埋藏淺、溫度低,熱儲(chǔ)埋藏深、溫度高。總的趨勢(shì)由良鄉(xiāng)鎮(zhèn)向東北,熱儲(chǔ)溫度升高的較快,主要原因是由于蓋層加厚及遠(yuǎn)離西部冷水補(bǔ)給區(qū)。第七節(jié)產(chǎn)水量分布特征為了對(duì)比熱水井之間的出水能力,一般采用單位出水量的測(cè)量方法。(即水位每下降1m,單位時(shí)間的出水量)經(jīng)對(duì)工區(qū)內(nèi)的17眼地?zé)峋鏊康慕y(tǒng)計(jì)資料分析,在“良鄉(xiāng)凸起”的高點(diǎn)上,F(xiàn)4斷裂附近熱儲(chǔ)層中的出水能力最強(qiáng),單位出水量為1000m3/d·m以上,其次為F1和F2斷裂之間,單位出水量為100m3/d·m。單位出水量大于50m3/d·m的地區(qū)分布在“凸起”兩側(cè),而在其他地區(qū)一般熱儲(chǔ)層的單位產(chǎn)水量為20m3/d·m左右。反映產(chǎn)水能力趨勢(shì)的單位出水量分布圖中也反映了“良鄉(xiāng)凸起”高點(diǎn)附近經(jīng)歷了漫長(zhǎng)地質(zhì)運(yùn)動(dòng)時(shí)期的風(fēng)化剝蝕,并受到斷裂構(gòu)造的控制作用。儲(chǔ)水量豐富推斷在F5斷裂兩側(cè),單位出水量將比周圍地區(qū)稍好,因此勾繪出一個(gè)大于50m3/d·m的等值線。(見圖16)圖16熱水井單位出水量分布圖[m3/d·m]第八節(jié)熱儲(chǔ)層壓力變化特征據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),良鄉(xiāng)地區(qū)現(xiàn)有17眼地?zé)峋?,?jīng)常投入利用的約10眼,近10年來,各井年開采熱水量總合在50×104~68×104m3范圍內(nèi),平均按57×104m3計(jì)。1995年以前,工區(qū)內(nèi)地?zé)峋性诹监l(xiāng)鎮(zhèn)附近約2km2范圍內(nèi),1995年B1井鉆鑿成功后,在良鄉(xiāng)鎮(zhèn)東北約2km附近的南廣陽(yáng)城附近形成新的集中開采區(qū)。良鄉(xiāng)地區(qū)雖然沒有多年觀測(cè)的水位變化值,但用各井成井時(shí)提供的靜水位值可以粗略了解該地區(qū)熱儲(chǔ)層壓力變化的特征。特別是1995年以前各井成井時(shí)的靜水位資料,因?yàn)樗鼈兊姆植挤秶容^集中。圖17即為按各井成井時(shí)的靜水位與時(shí)間(精確到月)的關(guān)系圖。它顯示出良鄉(xiāng)鎮(zhèn)集中開采區(qū)儲(chǔ)層壓力下降的基本規(guī)律:1968~1978年平均每年水位下降1.16m,1977~1995年,平均每年下降1.89m,各統(tǒng)計(jì)點(diǎn)呈直線型;1999年海軍某部熱水井的觀測(cè)值及2000年LR21井成井時(shí)的靜水位值均在此統(tǒng)計(jì)直線的延長(zhǎng)線附近。此規(guī)律與承壓流體非穩(wěn)定理論提出的在壓力傳播進(jìn)入擬穩(wěn)定期后,當(dāng)產(chǎn)量確定后,單位時(shí)間內(nèi)的壓力變化值為一常數(shù)的觀點(diǎn)是一致的。即良鄉(xiāng)鎮(zhèn)附近在目前開采量(50~68萬(wàn)立方米/年)條件下,儲(chǔ)層壓力每年下降0.0189MPa,相當(dāng)于1.89m水柱的壓力。

第四章評(píng)價(jià)區(qū)地?zé)崴瘜W(xué)特征第一節(jié)對(duì)蘭格利厄—路德維奇圖的分析蘭格利厄—路德維奇圖解常用來分析地下熱水的來源(圖18),它圖18蘭格利厄—路德維奇圖解是由水中常見的八種主要化學(xué)元素組合而成的圖示,簡(jiǎn)稱八大元素圖(鉀、鈉、鈣、鎂四種陽(yáng)離子和重碳酸根、碳酸根、硫酸根及氯根四種陰離子的毫克當(dāng)量百分?jǐn)?shù)組成),在圖的左上方均反應(yīng)較純的地?zé)崴鼈兪呛苌俦唤髿饨邓旌系牡責(zé)崴?;圖的右下方則反映主要受近代大氣降水而形成的泉及井水。如北京懷柔縣的珍珠泉就出現(xiàn)在右下方,延慶縣佛峪口溫泉?jiǎng)t出現(xiàn)在左上方。良鄉(xiāng)地區(qū)統(tǒng)計(jì)了15眼地?zé)峋乃|(zhì)結(jié)果,它們分布在圖中心附近偏右下方,說明良鄉(xiāng)地區(qū)的地下熱水混入了較多的近代大氣降水,北京城區(qū)的地?zé)崴ㄒ訨R-35和JR-43井為代表)在圖中于良鄉(xiāng)各地?zé)峋|(zhì)顯示區(qū)的左上方,說明它們被近代大氣降水混合較少。圖19八大元素圖(局部)為了更詳細(xì)地分析工區(qū)內(nèi)各井的八大元素在圖中的分布情況,將此圖局部放大,(見圖19),按橫、縱坐標(biāo)等同百分?jǐn)?shù)分隔發(fā)現(xiàn)535-1井、震10井和LR1井處于30%線的下方;B4、B1和LR17井處于35%線的左上方,其余各井處于30%~35%線之間;再看上述三個(gè)分區(qū)中各井的位置(見圖20),它們呈現(xiàn)一定的規(guī)律:30%~35%線之間的各井分布范圍稱為Ⅱ區(qū),右下方的稱Ⅰ區(qū),其它的稱Ⅲ區(qū),處于右下方冷水成分多,左上方原水(地?zé)崴┏煞侄?,中間處于過渡狀態(tài),從此圖中可見較冷的水從工區(qū)的西南側(cè)來,沿“凸起”方向向北東東方向,冷水成分逐漸減少。圖20八大元素分布圖第二節(jié)同位素地球化學(xué)分析北京城區(qū)地?zé)崽镌M(jìn)行過較詳細(xì)的同位素化學(xué)研究,發(fā)現(xiàn)熱田中的水δD和δO18關(guān)系值處于克雷格降水直線附近,認(rèn)為它們來源于大氣降水。良鄉(xiāng)地?zé)崴笑腄值介于-76‰至-84‰之間(±2‰);δO18值介于-10.2‰至-10.05‰之間(±2‰)。δD值與北京城區(qū)熱田值相當(dāng)(-79‰~-83‰),δO18值略高于城區(qū)地?zé)崽锏闹担?11.0‰~-11.2‰),它們均處于克雷格降水直線附近,即也是來自于大氣降水。(見圖21)為計(jì)算大氣降水入滲處的高程對(duì)良鄉(xiāng)地?zé)崴樱狱c(diǎn)δO18的平均值-10.35‰,同位素梯度值取每百米0.3‰,取樣點(diǎn)的高程為43m,利用上述參數(shù)計(jì)算出的同位素入滲高程為800m左右,查800m左右高程即處于房山區(qū)西南部丘陵—低山區(qū),此處有大面積薊縣系白云巖類巖石出露。圖21北京地區(qū)熱水及冷水中氚與氧18相關(guān)圖我們有理由認(rèn)為:北京迭凹陷中的地下熱水補(bǔ)給區(qū)即為房山區(qū)西南部薊縣系大面積出露地區(qū),在漫長(zhǎng)的地質(zhì)歷史時(shí)期它們長(zhǎng)期裸露在地表,接受大氣降水的補(bǔ)給,沿著他們本身的巖溶裂隙經(jīng)深部徑流、儲(chǔ)存在地下深處,經(jīng)地殼深處上來的“熱”加溫,在一定溫度與高壓條件下溶蝕了與其接觸的巖石礦物成分形成熱礦水。在局部地質(zhì)構(gòu)造條件允許的情況下以泉的形式排出地表形成溫泉,其絕大部分在壓力作用下向低壓方向滲流并儲(chǔ)存在巖溶裂隙中,現(xiàn)代人通過鑿井技術(shù)使它們從井群中得到排泄。綜合上述理論,良鄉(xiāng)地區(qū)的地?zé)峋c北京其它地區(qū)處于北京迭凹陷內(nèi)的熱水井為同一補(bǔ)給區(qū),良鄉(xiāng)地區(qū)更接近補(bǔ)給區(qū),顯示了良鄉(xiāng)地區(qū)地?zé)崴幵诎舜笤貓D中的偏右下方的位置,也表現(xiàn)出代表地?zé)崴闹饕瘜W(xué)元素的含量較北京迭凹陷東北側(cè)的各地?zé)峋械暮科偷奶卣鳌#ㄈ绶?、偏硅酸和鉀的含量)?995年8月對(duì)B1井水中的氚取樣,分析結(jié)果為小于6TV,經(jīng)與本世紀(jì)五十年代相似緯度地區(qū)附近公布大氣中的氚值對(duì)比,經(jīng)計(jì)算認(rèn)為此水中有1954年前后的大氣降水的成分,即水的年齡大于40年。依冀中平原深井水中的C14測(cè)定結(jié)果認(rèn)為,平原邊緣地區(qū)水齡接近一萬(wàn)年,估計(jì)工區(qū)內(nèi)地下熱水齡約一萬(wàn)年左右,待C14測(cè)定結(jié)果以證實(shí)。第三節(jié)主要元素比值的分析水樣中不同元素的比值可以判斷水的來源,因?yàn)樵c后期混入的水混合后,某些元素組分的比率不受干擾,它能較真實(shí)地反映原水的化學(xué)特征。圖22Na/K含量等值線圖圖23CL/B含量等值線圖圖24CL/SiO2含量等值線圖Cl/F比(見圖25)此比值變小,說明有較冷的水進(jìn)入儲(chǔ)層,冷水的入侵從工區(qū)西南向東部進(jìn)展。各比值圖與上述對(duì)八大元素分布局部圖,結(jié)論也是一樣的。圖25CL/F含量等值線圖第四節(jié)水中主要元素的變化從上述諸多地球化學(xué)分析中認(rèn)為工區(qū)內(nèi)地?zé)崴休^強(qiáng)的補(bǔ)給,并在諸多圖件中顯示出來。我們重點(diǎn)分析某些井歷年來地?zé)崴兴瘜W(xué)元素的變化情況,這些井的選擇條件是有較多年份的水質(zhì)分析結(jié)果的地?zé)峋⑻幱谟休^明顯變化的地區(qū)。如陶瓷廠地?zé)峋|(zhì)歷年分析結(jié)果展示在八大元素圖中(見圖26),元素在一定范圍內(nèi)浮動(dòng),從在圖中標(biāo)出的變化軌跡可見它的變化趨勢(shì)。從圖中左上方向右下方飄動(dòng)盡管1998年有個(gè)反復(fù),1990與1999年有明顯的區(qū)別。圖26給出535-2井1986年和1990年兩次水樣分析結(jié)果在圖中的表現(xiàn),同樣顯示隨時(shí)間的推進(jìn),水質(zhì)分析結(jié)果在八大元素中有向右下方飄的趨勢(shì)。圖26陶瓷廠90~99年水質(zhì)八大元素變化圖(每年10~11月份)(附535庫(kù)86年與90年水質(zhì)對(duì)比八元素圖)圖27為線路器材廠熱水井同樣顯示出九十年代的水樣比八十年代的水樣在圖中也有向右下方飄動(dòng)的趨勢(shì)。這些均說明工區(qū)內(nèi)各地?zé)峋艿搅溯^冷水的補(bǔ)給。冷水的入侵必然導(dǎo)致水溫和水質(zhì)的變化,水溫的變化目前尚無出水溫度觀測(cè)資料證實(shí),熱礦水典型元素氟的含量在水化學(xué)變化中有所顯示。如處于冷水入侵較近的陶瓷廠院內(nèi)的地?zé)峋蟹暮孔跃攀曛辆啪拍昙从邢陆档内厔?shì)。(見圖28,LR5井也有此變化趨勢(shì))圖27線路器材廠熱水中八元素變化圖圖28F元素含量變化趨勢(shì)圖估計(jì)水溫下降不會(huì)很明顯,原因是有熱量補(bǔ)給,而化學(xué)元素的變化是較明顯的。建議今后的工作中,加強(qiáng)水溫和典型元素的長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)。

第五章儲(chǔ)量計(jì)算及評(píng)價(jià)第一節(jié)熱儲(chǔ)層的有關(guān)參數(shù)一.儲(chǔ)層的流動(dòng)系數(shù)kh/μ利用抽水試驗(yàn)過程儲(chǔ)層壓力的變化求解儲(chǔ)層參數(shù)。(一)非穩(wěn)定流法利用1996年元月完井的535-2井的流體試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行參數(shù)計(jì)算,因?yàn)樗且豢趧倓偼瓿傻男戮黧w試驗(yàn)初期所測(cè)得的產(chǎn)量及地層壓力(由水位及產(chǎn)水溫度的變化表現(xiàn)出來)的變化,處于儲(chǔ)層壓力變化開始階段,屬壓力傳播期,可以利用壓降實(shí)驗(yàn)的霍納(Horner)法求解有關(guān)參數(shù)。在改變井的產(chǎn)量初期,儲(chǔ)層壓力處于傳播期,邊界影響微弱,可以認(rèn)為地層是無限的,儲(chǔ)層壓力變化與定產(chǎn)量的關(guān)系如下式式中:Pwf井底流動(dòng)壓力[Mpa]Pi原始地層壓力[Mpa]Q井的地面產(chǎn)量[m3/d]B流體的體積系數(shù)[m3/m3]μ地下流體的粘度[mPa·s](厘泊)k有效滲透率[10-3μm2](毫達(dá)西)h儲(chǔ)層的有效厚度[m]t生產(chǎn)時(shí)間[h]φ儲(chǔ)層裂(孔)隙度(分?jǐn)?shù)值)Ct總壓縮系數(shù)[1/MPa]rw儲(chǔ)層中井的半徑[cm]S表皮效應(yīng)系數(shù)(無量綱)S井下滲流條件變好為負(fù)值(-),變差為正值(+)利用試井中得到的不同時(shí)刻的井底流動(dòng)壓力,標(biāo)在以Pwf為縱坐標(biāo);以lgt為橫坐標(biāo)的半對(duì)數(shù)坐標(biāo)系中即可得到一條斜率為m的直線。m=2.12076kh/μ稱儲(chǔ)層的流動(dòng)系數(shù),當(dāng)?shù)責(zé)崴牡V化度及溫度確定后,其粘度即可確定,此時(shí)地層系數(shù)kh(毫達(dá)西.米)即可求出,由于儲(chǔ)層的有效厚度很難確定,尤其是巖溶裂隙性的儲(chǔ)層,故常用有效滲透率與有效儲(chǔ)層厚度的積來進(jìn)行儲(chǔ)層條件的對(duì)比。(kh稱儲(chǔ)層系數(shù))依鉆井資料得知535-2井,儲(chǔ)層頂板402m,井深551m,揭露儲(chǔ)層厚度149m,為計(jì)算井筒內(nèi)的水柱壓力方便,計(jì)算點(diǎn)取井深450m處。本井出水溫度40℃,水的含鹽量很低,查得其水的密度為0.99t/m3,井壓降試驗(yàn)中獲得的穩(wěn)定流量為1054m3/d。表1535-2井抽水?dāng)?shù)據(jù)表月日時(shí)水位深(m)時(shí)間(h)連續(xù)時(shí)間(min)水位降(m)儲(chǔ)層中水柱高(m)Pwf[Mpa]12222:0047.50000.00402.503.984750:1047.800.17100.30402.203.981780:1547.850.25150.35402.153.981285:2047.870.33200.37402.133.981087:5047.890.83500.39402.113.98.88923:0047.901600.40402.103.98079024:0047.9021200.40402.10231:0047.9031800.40402.102:0047.9042400.40402.103:0047.9553000.45402.053.9822954:0047.9563600.45402.055:0047.9574200.45402.056:0047.9584800.45402.057:0047.9595400.45402.058:0047.95106000.45402.0510:0047.95116600.45402.0511:0047.95127200.45402.0512:0047.95137800.45402.0513:0047.95148400.45402.0514:0047.95159000.45402.0515:0047.95169600.45402.0516:0047.951710200.45402.0517:0047.961810800.46402.043.98019618:0047.961911400.46402.0419:0047.972012000.47402.033.98009720:0047.972112600.47402.0321:0047.982213200.48402.023.97999822:0047.982313800.48402.0223:0047.992414400.49402.013.97989924:0048.002515000.50402.003.979800241:0048.012615600.51401.993.9797.12:0048.022716200.52401.983.9796023:0048.042816800.54401.963.9794044:0048.042917400.54401.965:0048.053018000.55401.953.9793056:0048.063118600.56401.943.9792067:0048.063219200.56401.948:0048.063319800.56401.949:0048.063420400.56401.9410:0048.063521000.56401.943.979206圖29Pwf=f(lgt)曲線Pwf=H×0.9900/1000=0.0099×H[MPa]。利用表1計(jì)算結(jié)果,以Pwf為縱坐標(biāo),以lgt為橫坐標(biāo)做Pwf=f(lgt)圖29,[見Pwf=f(lgt)曲線],求斜率m[MPa/cycle]。(見圖29)kh/μ=2.12076Q/m[千分達(dá)西.米/厘泊]=2.12076×1054/0.00072=3104557[千分達(dá)西.米/厘泊]=3104.557[達(dá)西.米/厘泊](二)利用穩(wěn)定試井資料求kh/μ地?zé)岢樗囼?yàn)取得的穩(wěn)定流試驗(yàn)資料較為豐富,可利用下式求得:式中:R為抽水試驗(yàn)Q和Δp為定值條件下的影響半徑[m]r為儲(chǔ)層中的井半徑[m]其它同前式。為了便于對(duì)比,利用535-2井1996年1月抽水資料獲得的降深0.56m,水量1054m3/d,水溫40℃,儲(chǔ)層井徑為152mm,求解kh/μ。影響半徑可用R=f(Q,s)公式來計(jì)算:式中:Q[l/s]S[m]R[m]e=2.71828巖溶裂隙水依裂隙產(chǎn)狀和水力坡度加1.0~1.4的修正系數(shù)。=1054×3.8595/236×0.005544=3109.112[達(dá)西·米/厘泊]與上述霍納法求得的3104.557達(dá)西·米/厘泊相近。表2工區(qū)各地?zé)峋畠?chǔ)層流動(dòng)系數(shù)(kh/μ)計(jì)算表序號(hào)井號(hào)降深(m)日出水量(m3/d)2r(mm)R(m)μkh/μ1震101.101903.41308000.702973.152LR16.328871305000.68229.163LR541.3985.221303000.6536.724LR154.0915502157000.68605.555LR86.919201507000.67463.886535-117.19310.541722500.6826.127中信0.919201528000.6735838LR163.6911441526000.65503.979535-20.5610541525500.65310910B123.282163.51525500.50148.8311B28.791277.71525000.61231.1112B36.051250.21526000.51330.0113LR1739.58401273000.5532.314LR2010.4020311526500.4731815LR219.84887.241524000.61135.41表2即為利用穩(wěn)定壓降試井資料求得的各井的kh/μ值,并繪制工區(qū)內(nèi)地層流動(dòng)系數(shù)圖。(見圖30)圖30工區(qū)儲(chǔ)層流動(dòng)系數(shù)[kh/μ]等值線圖二.利用試井資料估算儲(chǔ)層的裂(孔)隙率φ利用試井資料可用下式對(duì)儲(chǔ)層的裂(孔)隙率進(jìn)行估算式中:Kc為儲(chǔ)層壓力每下降一個(gè)大氣壓時(shí)的日產(chǎn)水量。h為儲(chǔ)層產(chǎn)水的有效厚度(m)其他同前式。儲(chǔ)層產(chǎn)水的有效厚度與揭示儲(chǔ)層的厚度有明顯的區(qū)別,如某井鉆開儲(chǔ)層100m,這100m的白云巖不會(huì)是有效的出水井段,一般裂(孔)隙發(fā)育井段不足揭示全厚度的20%,此有效厚度在巖溶裂隙井段很難確認(rèn),為估算儲(chǔ)層的有效裂(孔)隙率(φ)值取揭開儲(chǔ)層全厚度的15%。表3為利用經(jīng)驗(yàn)公式依據(jù)各井流體試驗(yàn)的結(jié)果對(duì)其φ的估算結(jié)果。將其值繪于圖31中,可見φ發(fā)育程度是有規(guī)律的,沿“凸起”頂部發(fā)育最好,兩側(cè)次之。表3工區(qū)各地?zé)峋畠?chǔ)層裂(孔)隙率(φ)估算表NO.KcμBHRrφ(%)1.震10173.000.71338000.0651.98122.LR114000.6813.55000.0651.76273.LR5238.60.651753000.0650.73224.LR1537900.681597000.1080.9525.LR827800.671487000.0750.92766.535-11810.681342500.0860.4027.中信213.300.671208000.0762.46038.LR163100.651526000.0760.92159.535-2188600.651235500.0762.200710.B19.300.501345500.0760.649111.B214500.611525000.0760.695612.B310600.511586000.0760.715213.LR17212.60.551643000.0640.326314.LR2019500.471316500.0760.844515.LR219000.611634000.0760.5518圖31工區(qū)熱儲(chǔ)層裂(孔)隙率[φ]等值線圖三.壓力傳導(dǎo)系數(shù)α[面積/時(shí)間]式中:kh/μ、h、φ均已求得,再求Ct表4工區(qū)各地?zé)峋畠?chǔ)層總壓縮系數(shù)(Ct)計(jì)算表NO.φ(%)T(℃)P(at)Cf(1/Mpa)×10-4Cw(1/Mpa)×10-4Ct(1/Mpa)×10-41.震101.98123625.814.2894.71018.9992.LR11.76273743.5815.0354.6319.6653.LR50.732241.313022.0494.4126.4594.LR150.952385019.6664.624.27605.LR80.9276388019.8894.7524.63906.535-10.402374028.6344.6033.23407.中信2.4603384513.0024.6217.6228.LR160.921539.28019.9474.5624.5079.535-22.200740513.6494.6218.26910.B10.649154.615023.2384.4027.63811.B20.69564411022.9474.4827.02712.B30.71525312022.2764.4226.69613.LR170.32634915831.3594.4035.75914.LR200.84456014020.7204.4425.16015.LR210.55184310024.9424.5129.452Ct=Cf+Cw[總壓縮系數(shù)等于地層裂(孔)隙體積壓縮系數(shù)加流體的壓縮系數(shù)]利用霍納圖板或回歸公式求得:Cw可由Cw=f(T,p)曲線求得表5為依據(jù)kh/μ、h、k/μ、φ、Ct求a,并根據(jù)上面數(shù)據(jù)繪制工區(qū)壓力傳導(dǎo)系數(shù)[a]等值線圖。(見圖32)圖32工區(qū)儲(chǔ)層壓力傳導(dǎo)系數(shù)[a]等值線圖表5工區(qū)各地?zé)峋畠?chǔ)層壓力傳導(dǎo)系數(shù)(a)計(jì)算表NO.kh/μhk/μφCt(×10-4)a(×10-4)cm2/s(×104)m2/d1.震102973.153390.100.0198118.999239.52069.32.LR1229.163.565.470.0176319.665189.21634.73.LR15605.55758.070.007326.45941.8361.24.LR536.72590.620.009524.2762.723.35.LR8463.88489.660.009324.63942.2364.66.535-126.12340.770.00433.2345.850.17.中信358.320197.150.024617.622413.33570.98.LR16504529.700.009224.50743.0371.59.535-2312923135.170.02218.269336.32405.610.B1148.83344.380.006527.63824.4210.811.B2231.11524.440.007027.02723.5203.012.B3334.01585.760.007226.69630.025913.LR1732.30640.510.003335.7594.337.214.LR20318.003110.260.008425.1648.5419.015.LR21135.41632.150.005529.45213.3114.9第二節(jié)資源量計(jì)算資源量可分為基礎(chǔ)資源量和地?zé)豳Y源量?;A(chǔ)資源量即稱資源底數(shù)。它是指某一深度以淺儲(chǔ)層中能被開發(fā)出來的熱量。即儲(chǔ)層內(nèi)平均溫度與當(dāng)?shù)啬昶骄鶜鉁刂疃?jì)算出的資源量,其回收率按15%計(jì)算。地?zé)豳Y源量是儲(chǔ)層內(nèi)平均溫度與25℃之差計(jì)算出的資源量。地?zé)嵋?guī)范中規(guī)定大于25℃稱地?zé)豳Y源。資源量常用熱儲(chǔ)法計(jì)算,它是依地?zé)岬刭|(zhì)工作中提供的熱儲(chǔ)層的形狀及體積做基礎(chǔ)進(jìn)行計(jì)算的。熱儲(chǔ)法也稱體積法,其公式如下:R=V{ρc·Cc(1-φ)+ρw·CwΦ}(T-t)η式中:R熱量[Kcal]V儲(chǔ)層體積[m3]ρc、ρw分別為儲(chǔ)層巖石和水的密度[kg/m3]Cc、Cw分別為儲(chǔ)層巖石和水的比熱[Kcal/kg℃]T儲(chǔ)層的平均溫度[℃]t儲(chǔ)層中熱量被開采后的剩余溫度[℃]η熱量的回收率[%]一.基礎(chǔ)資源量為計(jì)算方便,依照工區(qū)內(nèi)參數(shù)情況將工區(qū)分為A至F六個(gè)區(qū)(見圖33)。圖33計(jì)算分區(qū)圖A—F分別計(jì)算它們的體積,并在相關(guān)的參數(shù)圖中取各區(qū)的代表值,計(jì)算結(jié)果例于表中,計(jì)算過程從略。表6工區(qū)3000m以淺基礎(chǔ)資源量計(jì)算表分區(qū)Skm2V×109m3φ%T℃t℃ρcCcρwCwηR×1012KcalA1728.90.755811.52.788t/m30.22×103Kcal/t℃1.0t/m31.0×103Kcal/t℃0.15124.2B1219.20.55882.40C615.01.053.558.33D814.40.75861.88E1832.40.6563154.15F716.50.7550.559.48共計(jì)68(Kcal=4.1868Kj)540.46(一).3000m以淺基礎(chǔ)資源量工區(qū)內(nèi)3000m以淺基礎(chǔ)資源量(t=11.5℃)為540.46×1012Kcal,折合2262.80×1012Kj。(見表6)以開采100年計(jì),每年可供開采熱量為2262.80×1010Kj。(二).2000m以淺基礎(chǔ)資源量依目前經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件,認(rèn)為開采2000m以淺的地?zé)豳Y源是較經(jīng)濟(jì)的,2000-3000m深度為亞經(jīng)濟(jì)型,3000m以深目前認(rèn)為是不經(jīng)濟(jì)的,但有特殊需要者例外。工區(qū)內(nèi)2000m以淺基礎(chǔ)資源量(t=11.5℃)為211.23×1012Kcal,折合884.38×1012Kj。(見表7)表7工區(qū)2000m以淺基礎(chǔ)資源量計(jì)算表分區(qū)Skm2V×109m3φ%T℃t℃ρcCcρwCwηR×1012KcalA1711.90.755011.52.788t/m30.22×103Kcal/t℃1.0t/m31.0×103Kcal/t℃0.1542.35B79.20.55032.69C69.01.045.528.33D86.40.75022.77E1814.40.655557.87F79.50.7542.527.22共計(jì)63211.23以開采100年計(jì)。每年可供開采熱量為884.38×1010Kj。二.地?zé)豳Y源量(一)3000m以淺的地?zé)豳Y源量工區(qū)內(nèi)3000m以淺地?zé)豳Y源量為382.76×1012Kcal。折合1602.54×1012Kj。以開采100年計(jì)算,每年可供開采的熱量為1602.56×1010Kj。(見下表8)表8工區(qū)3000m以淺地?zé)豳Y源量計(jì)算表分區(qū)Skm2V×109m3φ%T℃t℃ρcCcρwCwηR×1012KcalA1728.90.755825℃2.788t/m30.22×103Kcal/t℃1.0t/m31.0×103Kcal/t℃0.1588.16B1219.20.55858.48C615.01.053.539.58D814.40.75843.91E1832.40.6563113.74F716.50.7550.538.89共計(jì)68382.76(二)2000m以淺地?zé)豳Y源量工區(qū)內(nèi)2000m以淺地?zé)豳Y源量為135.88×1012Kcal。折合568.90×1012Kj。(見表9)以開采100年計(jì)算,每年可供開采的熱量為568.90×1010Kj。表9工區(qū)2000m以淺地?zé)豳Y源量計(jì)算表分區(qū)Skm2V×109m3φ%T℃t℃ρcCcρwCwηR×1012KcalA1711.90.755525℃2.788t/m30.22×103Kcal/t℃1.0t/m31.0×103Kcal/t℃0.1527.50B79.20.55021.23C69.01.045.517.08D86.40.75014.79E1814.40.655539.91F79.50.7542.515.37共計(jì)63135.88三.資源量計(jì)算小結(jié)表10工區(qū)資源量計(jì)算表資源類型資源量(1010kj/a)備注地?zé)豳Y源量經(jīng)濟(jì)型568.902000m以淺儲(chǔ)層中的熱量亞經(jīng)濟(jì)型1033.662000~3000m儲(chǔ)層中的熱量共計(jì)1602.563000m以淺儲(chǔ)層中的熱量基礎(chǔ)資源量經(jīng)濟(jì)型884.382000m以淺儲(chǔ)層中的熱量亞經(jīng)濟(jì)型1378.422000~3000m儲(chǔ)層中的熱量共計(jì)2262.803000m以淺儲(chǔ)層中的熱量第三節(jié)彈性儲(chǔ)量由于熱儲(chǔ)層的承壓性,熱儲(chǔ)層中的流體被開采時(shí),儲(chǔ)層壓力下降。它導(dǎo)致儲(chǔ)層巖石膨脹,裂(孔)隙體積縮?。欢x存在其中的流體因壓力下降而體積增大,這種共同作用的結(jié)果把儲(chǔ)層巖石裂(孔)隙中的流體釋放出來。這種被釋放出來的量稱彈性儲(chǔ)量,它用下列方程式來描述:W0=ΔP{φVCw+V(1-φ)Cf}式中:W0彈性儲(chǔ)量[m3]ΔP壓力下降值[MPa]V儲(chǔ)層巖石體積[m3]Cw、Cf分別為流體及巖石的壓縮系數(shù)[l/MPa]φ儲(chǔ)層巖石的裂(孔)隙率[%]式中有關(guān)參數(shù)在前面的章節(jié)中已求出,可以利用此式估算出當(dāng)儲(chǔ)層壓力下降0.5MPa(相當(dāng)于50m水柱的壓力)時(shí)3000m以淺儲(chǔ)層的彈性儲(chǔ)量。3000m以淺的彈性儲(chǔ)量為13903.11×104m3,以開采100年計(jì)算,每年開采量為139.03×104m3,相當(dāng)于開采熱量為8.047×1010Kcal/a,折算為33.691×1010Kj/a。(見表11)表11工區(qū)3000m以淺的彈性儲(chǔ)量表分區(qū)V×109m3φ%Cw×10-4Cf×10-4平均

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