PDF《洛阳市张庄地热井地热资源开发利用与保护浅析》

洛阳市张庄地热井地热资源开发利用与保护浅析 吕志涛 ( 河南省地质调查院驻马店水环分院, 河南 驻马店 463000) ) [ 摘要] 张庄地热井已完工两年多, 至今尚未开发利用.

针对张庄地热井地热流体化学特征, 对地热资源和地热水可开采 资源量进行了计算与评价, 对地热流体质量进行了七项水质评价, 提出了地热资源的开发利用方向, 并对地热资源的开发利用可 能引发的环境问题及保护措施提出了建议. [ 关键词] 地热资源;

评价;

开发利用;

环境问题;

保护措施 [ 中图分类号] P314.

1 [ 文献标识码] A [ 文章编号] 1004- 1184( 2005) 04- 0260-

03 [ 收稿日期] 2005- 05-

18 [ 作者简介] 吕志涛( 1968- ) , 男, 河南淮滨人, 工程师, 主要从事水文地质、 工程地质、 环境地质、 实害地质勘察设计工作. A Rough Analysis for Geothermal Well and Exploitation, Utilization and Protection of Geothermal Resources in Zhang Zhuang of LuoYang City LV Zhitao ( Henan Provincial Geological Investigation Institute- Zhu M adian aquatic environment branch Zhu M a Dian, Henan 463000) Abstract: Zhang Zhuang geothermal w ell has been built for over tw o years, but has not been exploited and utilized hitherto. This paper, in view of the chemical features of geothermal fluid in Zhang zhuang geothermal w ell, calculates and estimates the geothermal resources and the exploitable amount of geothermic w ater, and evaluates the geothermal fluid in seven aspects of w ater quality. T hen this paper suggests the w ay of exploitation and utilization of geothermal resources and also proposes the protective measures w hile occur environmental problems caused by the exploitation and utilization. Keywords: Geothermal Resources, Assessment, Exploitation, Environmental Problems, Protective M ea- sures

1 自然地理 洛阳市是闻名中外的九朝古都, 市区人口有 142.

2 万人, 面积544. 00km

2 , 其中平原面积363. 40km

2 , 山地面积23. 70km

2 , 丘陵面积156. 90km2 . 张庄地热井位于河南省洛阳市西南高新技术开 发区, 地理坐标东经 112° 21′ 40″ ~112° 25′ 00″ , 北纬 34° 35′ 38″ ~34° 37′ 21″ , 面积 11. 2km2 .地理位置优越, 交 通方便. 洛阳盆地属暖温带大陆性季风气候区, 具有春季 温暖、 夏季炎热、 秋季凉爽、 冬季寒冷四季分明的特 点. 多年平均降水量 601mm, 年最大降水量(

1964 年) 1047. 8mm, 年最小降水量(

1965 年) 355. 3mm, 降水 多集中在 6~8 月份, 占全年降水量的 51% 左右. 多年 平均气温 14. 9℃, 年日照时间 2227. 2h, 太阳年辐射 总量 113~125KC/ cm

2 . 水系属黄河水系, 主要河流为洛河, 注入黄河, 全长410. 1km.河道宽

500 ~800m, 多年 平均流 量66. 8m

3 / s, 洛阳桥

1958 年洪峰流量 9800m

3 / s, 枯水季 节不断流.

2 地热水化学特征 张庄地热水化学类型为 SO4 ・Cl- Na 型, 溶解性 总固体 9. 61g/ l, 总硬度 714. 57mg/ l, PH 值7. 1.

3 地热井资源储量 张庄地热井深度 1500m, 井口水温 60. 2℃, 初始 压力水头高度+ 28. 10m, 自流量 9. 0m3 / h, 抽水试验 水位降深 83. 0m 时的涌水量 464m

3 / d, 单位涌水量 5. 59m3 / d・m.

260 2005 年8月第27 卷第4期地下水 Ground w ater Aug. ,

2005 Vol.

27 NO.

4 张庄地热井地处张庄地热异常区, 是该地热异常 区内唯一地热井.地热异常区面积 11. 2km

2 , 热储层 为新近系、 古近系砂岩、 粘土岩, 热储平均厚度 430m, 热储温度 58. 46~72. 17℃, 平均温度 66. 5℃.地热异 常区地热资源储量为 108. 44M W( 3. 42*1017 J) , 地热 水资源储量为 34. 46M W( 1. 15*1017 J) .地热流体可 采资源储量计算, 采用 最大允许降深法 计算, 拟定 开采年限

30 年, 最大允许降深 150m.地热水可采资 源量为 1. 84*107 m

3 , 含热量为 1. 18MW ( 3. 73*1015 J) , 属小型地热田.

4 可采地热资源评价 根据计算

30 年拟采地热水总量只占地热异常区 地热水弹性储量的 6. 5%, 所采热量仅占地热异常区 地热储存量的 1. 09%, 二者均是有充分保证的.虽然 地热水

30 年可开采量仅占地热水储存量的 6. 5% , 但 开采末期的压力降深已近 150m.说明地热异常区热 储层富水性较差, 渗透性和导水性不好, 如增大开采 量, 势必会缩短地热水资源的开采使用年限, 造成地 热水资源的快速枯竭, 所以为保护地热资源, 应科学 合理的开发利用.

5 地热流体质量评价 河南省岩石矿物测试中心[ 认证 CM A( 2000) 量认( 国) 字( F0339) 号] 和河南省职业病防治研究所放 射卫生部门对张庄地热井水样进行了检验, 并从地热 水开发利用方向、 方式的角度出发, 按照有关水质标 准对地热水进行了各种用途水质评价及有害成份最 高允许排放浓度评价. 其结果为, 地热水的利用方向、 方式有一定局限性.作为医疗、 洗浴用水为复合型医 疗矿泉水.其中微量元素氟( F) 、 镭( Ra) 、 溴( Br) 、 碘(I) 、 偏硅酸( HSiO3 ) 五项指标达到医疗矿泉水标准, 锶( Sr) 、 锂( Li) 两项指标接近医疗矿泉水标准.利用 方式为直接利用;

作为采暖用水, 对供暖管道有一定 腐蚀性;

作为生活饮用水和饮用天然矿泉水均有多项 指标超标, 不适宜;

作为农田灌溉和渔业用水有部分 指标超标, 需作处理后方可利用. 尾水排放时, 有害成 分中氟含量超过最高允许排放浓度, 矿化度也较高, 要避免氟和盐分污染水源和造成土壤盐渍化.

6 地热水资源的合理开发利用 张庄地热异常区是洛阳首次发现并基本探明的 沉积盆地型地热资源. 通过初步勘探基本查明了地热 异常区地热水资源的埋藏分布规律及其质与量的分 布特征.合理地开发利用这一新能源, 将为洛阳经济 发展带来重大影响. 对张庄地热异常区有限的地热( 水) 资源的开发 利用, 要本着 科学布井, 探采结合;

梯级开发, 综合利 用;

保护资源, 持续发展 的原则, 提高资源综合开发 利用率, 使这一洁净能源尽快转化为经济优势, 促进 当地经济发展. 6.

1 合理开发地热水资源 张庄地热异常区热储类型在广义上属沉积盆地 型层状热储, 但地热异常与地热流体的储集与运移受 活动性断裂控制.热储层主要由古近系粉砂岩、 中- 细粒砂岩及少量砂砾岩构成, 沉积速度快, 搬运距离 短, 分选性差, 泥质含量高, 从而造成富水性、 导水性 较弱, 面上的分布不均一.从地热资源计算结果分析, 地热资源和地热水资源储量不小, 但可采资源量不 大, 地热水可采资源量仅占弹性储存量的 6. 5% , 说明 张庄地热水资源是有限的, 也是极为珍贵的. 从张庄地热井实际抽水试验资料来看, 单位涌水 量为 5. 59m

3 / d・m, 拟定开采的单井流量 560m

3 / d 也 是适宜的.若减小单井流量, 势必增大开采相关费用, 增大单井流量, 从地热异常区热储富水性、 导流性来 分析又是不可行的. 日采量 1680m

3 开采第

20 年末的 开采井最大压力水头降深为 1........