王 迪， 國殿斌， 汪新偉， 毛 翔， 羅 璐

( 1. 中國地質(zhì)大學(xué)(北京) 地球科學(xué)與資源學(xué)院，北京 100083； 2. 中國石化新星(北京) 新能源研究院有限公司，北京 100083 )

0 引言

為減少對(duì)傳統(tǒng)能源的依賴，世界上許多國家致力于新能源方面的研究，尤其是對(duì)可再生能源的研究[1-4]。地?zé)嶙鳛橐环N清潔、可再生能源，開發(fā)潛力巨大。中國地?zé)豳Y源種類繁多，分布廣泛，具有明顯的規(guī)律性和地帶性，其中水熱型地?zé)豳Y源量折合標(biāo)準(zhǔn)煤為1.25×104億t，每年可開采量折合標(biāo)準(zhǔn)煤為18.65億t，336個(gè)地級(jí)以上城市淺層地?zé)豳Y源每年可開采量折合標(biāo)準(zhǔn)煤為7.00億t[5]。

在“十三五”能源發(fā)展規(guī)劃中，中國首次將地?zé)崮荛_發(fā)利用列入其中。2017年，推出“北方地區(qū)清潔取暖”相關(guān)政策，設(shè)立大氣污染傳輸通道城市(“2+26”城市)，表明傳統(tǒng)的高能耗、高污染的供暖方式將被清潔、低碳的供暖方式替代，地?zé)釋⒊蔀橹饕臒嵩粗籟6]。河南省濮陽市為“2+26”城市之一，近幾年進(jìn)行大規(guī)模的地?zé)豳Y源開發(fā)。截至2018年底，河南省濮陽市清豐地區(qū)共開發(fā)地?zé)峋?2口，共計(jì)供暖能力為107.01萬m2，熱儲(chǔ)層位主要為奧陶系碳酸鹽巖巖溶熱儲(chǔ)，具有單井產(chǎn)水量高、鹽度低、易回灌等特點(diǎn)，地?zé)釂尉鏊繛?06.00～133.60 m3/h，井口水溫為49～58 ℃。

關(guān)于研究區(qū)奧陶系儲(chǔ)集層的研究主要表現(xiàn)在東濮地區(qū)奧陶系沉積相特征及其演化[7]、奧陶系碳酸鹽巖成巖作用及其對(duì)儲(chǔ)集層的影響[8]、東濮凹陷油氣成藏研究[9]、東濮地區(qū)奧陶系頂部儲(chǔ)集層特征及有利控制因素[10]等方面，集中于東濮凹陷油區(qū)范圍的儲(chǔ)層研究，極少開展對(duì)內(nèi)黃凸起東斜坡奧陶系巖溶熱儲(chǔ)分布特征、地?zé)崴瘜W(xué)特征和地?zé)豳Y源量精細(xì)評(píng)價(jià)等方面的研究。以研究區(qū)區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造、地震資料解釋為基礎(chǔ)，結(jié)合已有的地?zé)峋治鲑Y料，研究河南省濮陽市清豐地區(qū)奧陶系巖溶儲(chǔ)集層發(fā)育特征、橫縱向富集規(guī)律、地?zé)崴瘜W(xué)特征和地?zé)豳Y源量，為河南省濮陽市清豐地區(qū)的地?zé)豳Y源開發(fā)提供理論指導(dǎo)。

1 區(qū)域地質(zhì)特征

1.1 地質(zhì)構(gòu)造

內(nèi)黃凸起位于渤海灣盆地東南部，為一軸面走向北東、傾向南東、傾角為3°～12°的背斜[11]。清豐地區(qū)位于背斜的南東翼，北接臨清坳陷，西鄰湯陰凹陷，東接?xùn)|濮凹陷，南鄰濟(jì)源—開封坳陷。內(nèi)黃凸起主要由西界的湯東斷裂、東界的長垣大斷裂、南界的新商斷裂和北界的磁縣—大名斷裂共同控制[12-13]，其基底為一穹隆狀構(gòu)造，核部位于河南省?？h以北及內(nèi)黃縣一帶，出露太古代地層；向東南、東為斜坡，出露古生代地層。新生界沉積厚度多在0.5～1.5 km之間，呈西北薄、東南厚的特征(見圖1)。

1.2 地層特征

根據(jù)區(qū)域地質(zhì)、地震資料和清豐地區(qū)已鉆的22口井資料，研究區(qū)地層由老到新依次發(fā)育寒武系—奧陶系、石炭系—二疊系、三疊系、古近系、新近系和第四系(見圖2)。

圖2 清豐地區(qū)北部NW—SE向地震剖面(剖面位置見圖1)Fig.2 Seismic section in NW—SE direction in the north of Qingfeng Area(section position as shown in fig.1)

新近紀(jì)地層為熱儲(chǔ)的區(qū)域蓋層，巖性主要為棕色泥巖與灰白色砂巖互層，地層厚度為0.3～1.3 km，埋藏深度較淺，地?zé)崴疁囟容^低，不適合作為研究區(qū)有利開發(fā)層。石炭紀(jì)—二疊紀(jì)地層厚度為37～220 m，巖性以灰色、白色、棕色礫巖和灰色、紫紅色泥巖為主，與下伏奧陶系呈不整合接觸(見圖3)。

圖3 清豐地區(qū)QF-5井地層柱狀圖Fig.3 Comprehensive stratigraphic column of QF-5 well in Qingfeng Area

2 熱儲(chǔ)特征

2.1 空間展布特征

清豐地區(qū)開發(fā)的熱儲(chǔ)層主要是奧陶系臺(tái)地相碳酸鹽巖。根據(jù)研究區(qū)區(qū)域地質(zhì)、鉆井、地震等資料，明確清豐地區(qū)奧陶系巖溶熱儲(chǔ)的空間展布特征。

內(nèi)黃凸起背斜核部位于河南省?？h以北及內(nèi)黃縣一帶，奧陶系遭受剝蝕，頂板埋深約為1.000 km，由西向東逐漸變深，新生代地層直接覆蓋其上。石炭紀(jì)—二疊紀(jì)地層為清豐地區(qū)奧陶系巖溶熱儲(chǔ)的直接蓋層，頂板埋深為1.076～1.280 km(見圖2)。

清豐地區(qū)地?zé)豳Y源開發(fā)主要集中于城區(qū)，為明確該區(qū)域熱儲(chǔ)層的空間展布特征，部署4條物探剖面，采用大地電磁測深法(MT)刻畫斷裂分布特征，厘清斷裂體系發(fā)育與優(yōu)勢(shì)熱儲(chǔ)運(yùn)移通道的關(guān)系。塔里木盆地順北特深碳酸鹽巖斷溶體油氣藏為斷裂控儲(chǔ)[14-17]，清豐地區(qū)的巖溶熱儲(chǔ)具有與其相同的勘探特征。

Ⅰ號(hào)剖面線(BB′)，測線方向?yàn)?86°，點(diǎn)距為50 m，剖面總長度為5.1 km。沿I號(hào)剖面線方向2.4～3.0 km處有很明顯的電性差異，推測發(fā)育正斷層F5、F6，傾向分別為南西向和北東向，傾角為50°～65°(見圖4(a))。

圖4 清豐地區(qū)MT反演剖面地質(zhì)解釋Fig.4 Geological interpretation map of MT inversion section in Qingfeng Area

Ⅱ號(hào)剖面線(CC′)，測線方向?yàn)?79°，點(diǎn)距為50 m，剖面總長度為3.6 km。沿Ⅱ號(hào)剖面線方向0.3～0.4 km處電性層埋深有明顯的錯(cuò)動(dòng)，推測發(fā)育正斷層F6，傾向?yàn)楸睎|向，傾角為55°～65°(見圖4(b))。

Ⅲ號(hào)剖面線(DD′)，測線方向?yàn)?8°，點(diǎn)距為50 m，剖面總長度為3.3 km。該剖面無高阻特征顯示，與Ⅳ號(hào)剖面線電性特征有很大差異，推測剖面線受近乎平行的斷裂影響。沿Ⅲ號(hào)剖面線1.0、3.0 km處電性發(fā)生輕微的變化，根據(jù)電阻率曲線變化與Ⅳ號(hào)剖面線有相似形態(tài)，結(jié)合區(qū)域斷裂展布，推測在剖面線1.0、3.0 km處分別發(fā)育正斷層F4和F3(見圖4(c))。

Ⅳ號(hào)剖面線(EE′)，測線方向?yàn)?3°，點(diǎn)距為50 m，剖面總長度為3.5 km。沿Ⅳ號(hào)剖面線方向0.9～1.1、2.6～3.0 km處電性發(fā)生明顯的變化，推斷發(fā)育正斷層F4和F3，傾向?yàn)楸蔽鳌蠔|向，傾角為60°～70°(見圖4(d))。

圖5 清豐地區(qū)奧陶系頂板埋深等值線及斷裂體系分布

Fig.5 Roof depth map of the Ordocician karst reservoir and distribution of fracture system in Qingfeng Area

受燕山運(yùn)動(dòng)影響，渤海灣盆地發(fā)育大規(guī)模北北東向斷裂。結(jié)合鉆井資料和大地電磁剖面的地質(zhì)解釋，繪制清豐地區(qū)奧陶系頂板埋深和斷裂體系分布圖(見圖5)。由圖5可知，清豐地區(qū)主要發(fā)育北北東向斷層F3、F4和北西西向斷層F5、F6，其中F3、F4斷層西側(cè)的奧陶系巖溶熱儲(chǔ)發(fā)育高程比東側(cè)的較淺，F(xiàn)5、F6斷層北側(cè)的奧陶系發(fā)育高程比南側(cè)的深。奧陶系頂板埋深為1.129～1.337 km，鉆孔揭露厚度為297～644 m，儲(chǔ)厚比為12.7%～62.8%，平均有效孔隙度為1.02%～14.88%，滲透率相差較大，為(0.17～16.74)×10-3μm2(見表1)。QF-16地?zé)峋鏊繛?5 m3/h，推測地?zé)峋車话l(fā)育斷層，且距離F4、F5斷層較遠(yuǎn)，缺少地下熱水運(yùn)移的優(yōu)勢(shì)通道。

表1 清豐地區(qū)地?zé)峋畢?shù)統(tǒng)計(jì)

2.2 縱向分層特征

研究區(qū)奧陶系巖溶儲(chǔ)層自下而上依次為冶里組、亮甲山組、下馬家溝組、上馬家溝組和峰峰組，共經(jīng)歷4個(gè)構(gòu)造旋回，即冶里組—亮甲山組沉積期的海退半旋回、下馬家溝組下段—上馬家溝組下段沉積期的海進(jìn)—海退旋回、上馬家溝組上段—峰峰組下段沉積期的海進(jìn)—海退旋回、峰峰組上段沉積期的海進(jìn)—海退旋回[7]。根據(jù)清豐地區(qū)已鉆井資料，結(jié)合與研究區(qū)同一構(gòu)造單元的河南省南樂縣文昌苑1井產(chǎn)能測試分析，明確巖溶熱儲(chǔ)縱向分層特征。

(1)清豐地區(qū)奧陶系巖溶熱儲(chǔ)由下至上依次發(fā)育下馬家溝組、上馬家溝組、峰峰組3段熱水儲(chǔ)集層，厚度為450.00～600.00 m(見圖6)，巖性以淺灰色、灰色灰?guī)r和淺灰色白云巖為主[8]，儲(chǔ)集空間類型分為孔隙型、裂縫型、溶洞型，其中以裂縫型為主要儲(chǔ)集類型[18]。單井產(chǎn)水層為25～43層，平均每口井有32層產(chǎn)水層；單井儲(chǔ)層有效厚度為45.80～342.30 m，平均單井儲(chǔ)層有效厚度為119.00 m。

(2)根據(jù)清豐地區(qū)奧陶系巖溶熱儲(chǔ)連井剖面(見圖6)，峰峰組熱儲(chǔ)厚度分布在80.00～220.00 m之間，平均熱儲(chǔ)厚度為170.00 m，發(fā)育產(chǎn)水層為2～20層，平均有效厚度約為27.35 m。峰峰組下段的自然伽馬曲線高于上段的，整體在10～168 API之間，反映下部巖性主要為高放射性泥巖、泥質(zhì)灰?guī)r，上部巖性為低放射性灰?guī)r；上馬家溝組熱儲(chǔ)厚度分布在140.00～340.00 m之間，平均熱儲(chǔ)厚度為253.75 m，發(fā)育產(chǎn)水層為6～26層，平均有效厚度約為59.49 m，自然伽馬曲線整體呈低值特征，底部自然伽馬值高，為100～125 API，反映發(fā)育泥質(zhì)灰?guī)r，視電阻率曲線整體呈高阻特征，上部的高阻特征顯示灰?guī)r發(fā)育的特征，下部相對(duì)低的視電阻率特征顯示泥質(zhì)灰?guī)r發(fā)育的特征。根據(jù)部分鉆遇下馬家溝組地層的地?zé)峋y(tǒng)計(jì)，下馬家溝組熱儲(chǔ)厚度分布在80.00～120.00 m之間，平均熱儲(chǔ)厚度為107.86 m，發(fā)育產(chǎn)水層為1～13層，平均有效厚度約為20.70 m，自然伽馬曲線整體呈低值特征，曲線幅值變化小，為10～40 API，視電阻率曲線整體呈高阻特征，顯示低放射性灰?guī)r發(fā)育特征[19]。

(3)峰峰組、上馬家溝組和下馬家溝組發(fā)育產(chǎn)水層。根據(jù)文昌苑1井產(chǎn)能測試分析，不同層位產(chǎn)水能力存在差異。其中，峰峰組為研究區(qū)的主要產(chǎn)水層段，日絕對(duì)產(chǎn)水量為1 448.31 m3，產(chǎn)能占總產(chǎn)能的83.97%；上馬家溝組和下馬家溝組為次要產(chǎn)水層，日絕對(duì)產(chǎn)水量分別為105.49、171.06 m3，產(chǎn)能分別占總產(chǎn)能的6.11%和9.92%。儲(chǔ)層產(chǎn)能貢獻(xiàn)能力由大到小依次為峰峰組>下馬家溝組>上馬家溝組(見圖7和表2，其中圖7的產(chǎn)水量為測井時(shí)的瞬時(shí)產(chǎn)量)。

圖6 清豐地區(qū)奧陶系巖溶熱儲(chǔ)連井剖面Fig.6 Stratum correlation of the Ordocician karst reservoir in Qingfeng Area

圖7 南樂地區(qū)文昌苑1井測井曲線與產(chǎn)能剖面測試

清豐地區(qū)奧陶系巖溶熱儲(chǔ)發(fā)育三套儲(chǔ)集層，不同的構(gòu)造—沉積旋回造成儲(chǔ)集層在縱向上存在差異，其產(chǎn)能貢獻(xiàn)能力從大到小依次為峰峰組、下馬家溝組和上馬家溝組。中—晚奧陶世區(qū)域性的加里東運(yùn)動(dòng)，使華北地塊整體抬升并發(fā)生海退，造成石炭系—二疊系平行不整合覆蓋在奧陶系峰峰組之上，峰峰組形成的溶蝕孔、縫、洞被充填；后期，巖溶熱儲(chǔ)經(jīng)歷三疊系至下古近統(tǒng)沉積前的印支—燕山運(yùn)動(dòng)期的擠壓—松弛作用，形成一系列斷裂和裂縫，是導(dǎo)致地下熱水富集、運(yùn)移的主要因素和優(yōu)勢(shì)通道。

2.3 地溫場特征

地溫梯度是指地球內(nèi)部恒溫帶以下深度地溫隨深度的變化率，在鉆井內(nèi)，地溫測量結(jié)果通常用測溫曲線表示[20]。清豐地區(qū)開發(fā)的地?zé)豳Y源主要集中于河南省清豐縣城中部，橫向變化不大；縱向上，由于多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)作用和地層發(fā)育厚度不同，地溫梯度變化明顯。采用鉆孔穩(wěn)態(tài)連續(xù)測溫方法，研究清豐地區(qū)真實(shí)地溫變化，取年平均溫度(15.9 ℃)和恒溫帶平均深度(20 m)，推算奧陶系巖溶熱儲(chǔ)的地溫梯度。

QF-6井地層溫度—深度關(guān)系(見圖8(a))表明，地層溫度和井深呈明顯的線性關(guān)系，即隨儲(chǔ)層深度的增加，地溫梯度逐漸變大；QF-7井地層溫度—深度關(guān)系(見圖8(b))整體上具有傳導(dǎo)型地?zé)嵯到y(tǒng)特征。根據(jù)兩口地?zé)峋臏y溫結(jié)果計(jì)算，奧陶系儲(chǔ)層地溫梯度分別為2.48、1.79 ℃/100m，其直接蓋層石炭紀(jì)—二疊紀(jì)地層地溫梯度分別為2.09、2.50 ℃/100m，奧陶系巖溶熱儲(chǔ)有裂縫發(fā)育，導(dǎo)致側(cè)方有溫度較低的地?zé)崴\(yùn)移，產(chǎn)生局部對(duì)流現(xiàn)象。兩口地?zé)峋男陆o(jì)地層地溫梯度分別為0.76、0.87 ℃/100m，推測熱流在該層位傳遞速度較快。根據(jù)測溫?cái)?shù)據(jù)，計(jì)算兩口地?zé)峋牡谒募o(jì)黏土層地溫梯度分別為4.97、6.17 ℃/100m，表明研究區(qū)第四系為主要的區(qū)域熱蓋層，石炭紀(jì)—二疊紀(jì)地層為奧陶系巖溶熱儲(chǔ)的直接蓋層。

表2 南樂地區(qū)文昌苑1井測井解釋

圖8 清豐地區(qū)典型地?zé)峋貙訙囟取疃汝P(guān)系Fig.8 Relationship between formation temperature and depth of geothermal wells in Qingfeng Area

清豐地區(qū)為典型的(C-P/O)型儲(chǔ)蓋組合，主要是由于加里東運(yùn)動(dòng)造成中—上奧陶統(tǒng)與上石炭統(tǒng)之間的沉積間斷；加里東運(yùn)動(dòng)早期，從崮山沉積期到紅花園沉積末期，整個(gè)海水退出華北地臺(tái)，沉積的巖性主要以膏質(zhì)白云巖、白云巖、灰質(zhì)白云巖和燧石白云巖為主。晚奧陶世地層發(fā)生巖溶作用，峰峰組暴露于大氣環(huán)境并發(fā)生巖溶作用，之后海平面上升，巖溶縫隙、縫洞被充填，該地區(qū)的有利熱儲(chǔ)主要沿?cái)嗔颜共肌?/p>

3 地?zé)崴瘜W(xué)特征

從清豐地區(qū)已完鉆的22口地?zé)峋羞x取6口生產(chǎn)井，測試的地?zé)崴畞碜杂诰?.6～1.9 km的地?zé)峋?，每口井的取水段位于距井?03.90～644.00 m處，濾水管進(jìn)入取水層，上部加套管和止水器。這種井深結(jié)構(gòu)保證地?zé)崴皇苌蠈永渌绊?，從井口采集的地?zé)崴畼悠坊究梢源韸W陶系儲(chǔ)層的地?zé)崴?。直接在井口密封灌裝氫氧穩(wěn)定同位素的樣品，在美國Beta Analytic實(shí)驗(yàn)室，利用gas-bench IRMS同位素質(zhì)譜儀進(jìn)行測試，δD和δ18O的分析精度分別為±2.0‰和±0.3‰。

3.1 氫氧同位素特征

地下水主要來源于大氣降水和各種地表水的滲入補(bǔ)給，氫氧穩(wěn)定同位素方法在確定地下水成因類型和地下熱水的來源等方面具有重要意義[21]。清豐地區(qū)共測試3個(gè)樣品的氫氧同位素，奧陶系巖溶熱儲(chǔ)層地?zé)崃黧w的氫氧同位素組成數(shù)據(jù)基本落在大氣降水線附近(見圖9(a)、表3))，在當(dāng)?shù)赜晁€左下方，表明地?zé)崴膩碓幢容^單一，早期在隆起區(qū)接受大氣降水補(bǔ)給，入滲補(bǔ)給地下水，經(jīng)過深部的循環(huán)加熱，以深大斷裂為運(yùn)移通道并進(jìn)入淺部地層。

圖9 清豐地區(qū)熱流體δD-δ18O關(guān)系和Piper三角圖解Fig.9 Piper diagram and relationship between δD and δ18O of thermal fluid in Qingfeng Area

表3 研究區(qū)地下水水化學(xué)和同位素測試結(jié)果

注：T為采樣時(shí)測量溫度。

3.2 水化學(xué)特征

清豐地區(qū)地?zé)崴偟V化度(TDS)為2 540～3 360 mg/L，屬于咸水。陽離子以Na+、Ca2+、Mg2+、K+為主，且礦化度Ca2+>Na+>Mg2+>K+；陰離子以Cl-、SO2-4、HCO-3為主，且礦化度SO2-4>Cl->HCO-3。pH為6.76～7.69，屬于弱堿性(見表3)。Piper三角圖表明，清豐地區(qū)地?zé)崴年栯x子以Ca2+和Na+為主，陰離子以SO2-4為主，Cl-次之，屬于SO4·Cl-Ca·Na型水(見圖9(b))，具有典型的巖溶型熱礦水特征。

龍古1井位于東濮凹陷和魯西南隆起區(qū)過渡帶，奧陶系熱儲(chǔ)層中水化學(xué)類型為SO4·Cl-Ca·Na型，總礦化度為4 039 mg/L。雅典城1號(hào)井位于山東省菏澤市鄄城縣，開發(fā)熱儲(chǔ)層位為奧陶系巖溶熱儲(chǔ)，水化學(xué)類型為SO4·Cl-Ca型，總礦化度為3 819 mg/L。清豐地區(qū)地?zé)崴赡艽嬖隰斘髀∑饏^(qū)大氣降水的補(bǔ)給，大氣降水滲入地下后，沿蘭聊斷裂向西運(yùn)移，經(jīng)深部循環(huán)加熱混合，通過斷裂和巖溶不整合面向上運(yùn)移。

4 地?zé)崽锍梢蚰Ｊ郊百Y源量

4.1 成因模式

根據(jù)研究區(qū)區(qū)域構(gòu)造、巖溶熱儲(chǔ)儲(chǔ)集層發(fā)育特征、地?zé)崴愋秃脱a(bǔ)給來源，初步建立清豐地區(qū)地?zé)崽锍梢蚰Ｊ?；結(jié)合過內(nèi)黃凸起北部典型地震剖面，繪制清豐地區(qū)地?zé)崽锍梢蚰Ｊ綀D(見圖10)。

圖10 清豐地區(qū)地?zé)崽锍梢蚰Ｊ?剖面位置見圖1)Fig.10 Genetic model of geothermal field in Qingfeng Area(section position as shown in fig.1)

內(nèi)黃凸起大地?zé)崃鳛?4.19 mW/m2[22]，與渤海灣盆地平均大地?zé)崃?63.6 mW/m2)[23]相差較小，表明清豐地區(qū)地?zé)崽锸且粋€(gè)在正常大地?zé)崃鞅尘跋?、以太行山山脈和魯西隆起區(qū)的大氣降水為補(bǔ)給水源[24]，沿深大斷裂和巖溶不整合面下滲，經(jīng)過基底凹凸帶長距離運(yùn)移，在內(nèi)黃凸起奧陶系碳酸鹽巖儲(chǔ)集層中富集，為典型的中低溫傳導(dǎo)型地?zé)嵯到y(tǒng)。

(1)與渤海灣盆地其余的二級(jí)構(gòu)造單元相比，內(nèi)黃凸起區(qū)域離補(bǔ)給源更近，距太行山灰?guī)r裸露區(qū)直線距離為70～130 km，距魯西南隆起區(qū)直線距離為110～190 km。

(2)清豐地區(qū)發(fā)育大量NE向和NW向斷裂，斷裂對(duì)巖溶熱儲(chǔ)層產(chǎn)水量具有重要影響。

(3)清豐地區(qū)碳酸鹽巖巖溶熱儲(chǔ)埋藏深度淺，頂板埋深為1.2～1.3 km，水溫較高，井口水溫為50～58 ℃，出水量較大，單井出水量為106.00～160.35 m3/h。上覆的石炭紀(jì)—二疊紀(jì)地層和新生代地層提供良好的保溫隔熱作用，奧陶系層狀熱儲(chǔ)在內(nèi)黃凸起東斜坡帶上呈面狀展布。

4.2 資源量

清豐地區(qū)地?zé)崽餅槌练e盆地傳導(dǎo)型地?zé)崽?。根?jù)研究區(qū)鉆井資料揭示的熱儲(chǔ)層厚度、孔隙度、溫度等數(shù)據(jù)，以清豐縣行政規(guī)劃面積833.5 km2為評(píng)價(jià)區(qū)面積，采用熱儲(chǔ)體積法估算清豐地區(qū)奧陶系巖溶熱儲(chǔ)地?zé)豳Y源量。根據(jù)測井解釋數(shù)據(jù)確定熱儲(chǔ)層物理參數(shù)，其中巖溶熱儲(chǔ)平均有效厚度為118.69 m，平均溫度為54.25 ℃，平均孔隙度為7.15%，當(dāng)?shù)啬昶骄鶜鉁貫?5.9 ℃，地?zé)崴芏葹? 000 kg/m3，巖石密度為2 700 kg/m3，水比熱容為4 180 J/(kg·℃)，灰?guī)r巖石比熱容為920 J/(kg·℃)。

根據(jù)DZ 40—1985《地?zé)豳Y源評(píng)價(jià)方法》，計(jì)算清豐地區(qū)奧陶系巖溶熱儲(chǔ)地?zé)豳Y源量[25]，巖溶熱儲(chǔ)回收率為15%。清豐地區(qū)奧陶系巖溶熱儲(chǔ)地?zé)豳Y源總量為9.90×108GJ，折合標(biāo)準(zhǔn)煤為3.38×107t，其中可采地?zé)豳Y源量為1.49×108GJ，折合標(biāo)準(zhǔn)煤為5.08×106t。按照開發(fā)利用年限100年計(jì)算，年可采地?zé)豳Y源量折合標(biāo)準(zhǔn)煤為5.08×104t；按照每個(gè)采暖季每平方米消耗的熱量相當(dāng)于2.83×10-4t標(biāo)準(zhǔn)煤計(jì)算，可滿足180萬m2的供暖面積，具有良好的市場開發(fā)價(jià)值。

5 結(jié)論

(1)河南清豐地區(qū)位于內(nèi)黃凸起南東翼，奧陶系頂板埋深為1.2～1.3 km，井口水溫為50～58 ℃，單井出水量為106.00～160.35 m3/h，石炭紀(jì)—二疊紀(jì)地層為奧陶系巖溶熱儲(chǔ)的蓋層，奧陶系層狀熱儲(chǔ)呈面狀展布。

(2)清豐地區(qū)儲(chǔ)層產(chǎn)能貢獻(xiàn)能力由大到小依次為峰峰組、下馬家溝組、上馬家溝組；斷裂是地?zé)崴\(yùn)移的優(yōu)勢(shì)通道。地?zé)崴|(zhì)類型為SO4·Cl-Ca·Na型；地?zé)崽锍梢蚰Ｊ绞且蕴猩缴矫}和魯西南隆起區(qū)的大氣降水為補(bǔ)給水源，沿深大斷裂和巖溶不整合面下滲，由西向東經(jīng)過基底凹凸帶長距離運(yùn)移，在內(nèi)黃凸起奧陶系碳酸鹽巖儲(chǔ)集層中富集，為典型的中低溫傳導(dǎo)型地?zé)嵯到y(tǒng)。

(3)清豐地區(qū)奧陶系巖溶熱儲(chǔ)地?zé)豳Y源總量為9.90×108GJ，折合標(biāo)準(zhǔn)煤為3.38×107t，年可開采地?zé)豳Y源量可滿足180萬m2的供暖面積，具有良好的市場開發(fā)價(jià)值。