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地?zé)豳Y源開發(fā)利用

聊城市城區(qū)地?zé)岬刭|(zhì)特征與地?zé)豳Y源開發(fā)利用

  聊城市位于山東省西部，歷史悠久，享有“古運之都，江北水城”之稱。聊城市城區(qū)具有地?zé)豳Y源形成的天然條件，地?zé)豳Y源豐富。近年來聊城市城區(qū)地?zé)豳Y源開發(fā)利用規(guī)模不斷增大，在供暖、醫(yī)療洗浴、旅游開發(fā)等方面得到廣泛利用?？茖W(xué)、合理地開發(fā)利用地?zé)?/a>資源，對發(fā)展經(jīng)濟、保護環(huán)境、提高人民生活水平具有重要的意義。
 
  1 區(qū)域地質(zhì)背景聊城市城區(qū)大地構(gòu)造位于魯中隆起與臨清拗陷結(jié)合部，臨清拗陷的東南邊緣，聊考斷裂的西側(cè)。
 
  1.1 地層。
 
  受區(qū)域構(gòu)造影響，聊考斷裂以西沉積了巨厚的新生界地層，厚度在3000m以上。東側(cè)發(fā)育有古生界奧陶系、石炭—二疊系及新生界地層，新生界地層厚度不足千米。
 
  奧陶系：巖性以層狀灰?guī)r、泥灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r為主。
 
  石炭—二疊系：巖性以砂巖、泥巖夾煤層為主。
 
  古近系：主要發(fā)育東營組和沙河街組。東營組為砂巖、泥巖的交互沉積。沙河街組以灰色泥巖為主，次為粉砂巖、細砂巖、油頁巖、碳酸鹽巖的細碎屑巖沉積。
 
  聊城市城區(qū)地?zé)岬刭|(zhì)特征與地?zé)豳Y源開發(fā)利用斷裂西側(cè)沉積了巨厚的新近系、古近系地層；斷裂東側(cè)缺失古近系地層，新近系地層發(fā)育也不完全，下伏石炭—二疊系地層。在古潛山石炭—二疊系地層缺失。據(jù)聊考斷裂東側(cè)聊古1井資料，新近系館陶組發(fā)育厚度僅41m，且直接覆蓋于奧陶系地層之上。
 
 
  聊城市城區(qū)位于聊考斷裂西側(cè)，地?zé)崴?/a>主要為新近系館陶組和古近系東營組碎屑巖類裂隙-孔隙水。受聊考斷裂及其影響，熱儲層埋藏深度由南東向北西方向逐漸增大，熱儲層厚度亦有自東向西、由南向北逐漸變厚的規(guī)律。
 
  2.1 熱儲層。
 
  （1）新近系館陶組熱儲層。
 
  館陶組熱儲層為城區(qū)主采熱儲層之一，熱儲層呈層狀展布，含水層巖性以中粗砂巖、含礫粗砂巖為主。熱儲層頂界埋深為900～1100m，底界埋深1200～1400m，厚度300～400m，鉆孔揭露砂巖累計厚度100m左右，孔隙度30%左右。熱儲層地?zé)崴疁囟?/a>為45℃～53.5℃；單井涌水量502.82m3/d（聊大地?zé)峋?/a>）。
  （2）古近系東營組熱儲層?xùn)|營組熱儲層為城區(qū)主采熱儲層之一，巖性為砂巖、泥巖的交互沉積，底界埋深1600～1700m（昌潤金地?zé)峋?/a>1606.67m未揭穿），揭露最大厚度238.26m（鑫城地?zé)?/a>井），砂巖累計厚度115m左右，孔隙度26%左右；單井涌水量979.20～1623.272m3/d。
  館陶組熱儲蓋層為其上的第四系和新近系明化鎮(zhèn)組地層，總厚度940～1100m。東營組熱儲蓋層為其上的館陶組、明化鎮(zhèn)組、第四系等。蓋層巖性由多層粘性土、砂性土、砂層、泥巖及砂巖組成，隔熱性能好，為良好的熱儲保溫層。
 
  2.3 熱源及通道。
 
  熱源主要來自正常的地殼深部熱流，以正常地溫傳導(dǎo)為主。另外，深部熱流通過聊考斷裂上涌也是重要的增溫熱源；同時，聊考斷裂活動產(chǎn)生的熱能也是補給熱源之一。聊百大與聊大地?zé)峋?/a>取水層位相當(dāng)，出水口溫度低5℃，昌潤金地?zé)峋?/a>與美景地?zé)?/a>井取水層位相當(dāng)，出水口溫度低2℃～3℃，為聊考斷裂溝通深部熱源的佐證。
 
  聊大、聊百大地?zé)峋?a href="http://www.rijz.cn/t/開采.html" >開采層位為新近系館陶組，其地?zé)崴?a href="http://www.rijz.cn/t/化學(xué)特征.html" >化學(xué)特征：地?zé)崴V化度為8283.42mg/L、3969.6 mg/L，屬咸水；pH值為7.3、7.9，屬中性水；總硬度（以CaCO3計）為1349.40 mg/L，398.66 mg/L，屬極硬水、硬水；水化學(xué)類型均屬Cl?SO4-Na、SO4?Cl-Na型水。
 
  美景、鑫城、昌潤金地?zé)峋?a href="http://www.rijz.cn/t/開采.html" >開采層位為新近系館陶組和古近系東營組混合地?zé)崴Y源，其地?zé)崴?a href="http://www.rijz.cn/t/化學(xué)特征.html" >化學(xué)特征為：地?zé)崴V化度為5035.87～10120.76mg/L，屬咸水-鹽水；總硬度為718.06～1496.61mg/L，屬極硬水；水化學(xué)類型屬Cl?SO4-Na型、Cl-Na型水。
 
  （2）有益的組份或離子地?zé)崴泻卸喾N對人體有益的組分或離子，其中館陶組地?zé)崴墟J含量已達到命名礦水濃度（聊大地?zé)峋?，偏硅酸、碘含量達到礦水濃度，偏硼酸、氟含量達到了有醫(yī)療價值濃度，聊百大地?zé)峋幸娼M份或離子濃度遠低于聊大地?zé)峋?/div>
 
  館陶組與東營組熱儲混合開采的美景地?zé)峋J?碘含量達到命名礦水濃度。溴?偏硅酸達到礦水濃度，偏硼酸達到有醫(yī)療價值濃度。昌潤金與鑫城地?zé)峋幸娼M分或離子含量相近，碘、偏硼酸、偏硅酸達到礦水濃度，還含有其它有益組分或離子。
 
  （3）離子的分布特征。
 
  館陶組與東營組熱儲混合開采時，靠近聊考斷裂地?zé)峋瘜W(xué)類型簡單，為Cl-Na型（美景地?zé)峋h離聊考斷裂為Cl?SO4-Na型（昌潤金、鑫城地?zé)峋?。地?zé)崴杏幸娼M份或離子濃度亦顯示靠近聊考斷裂濃度值高。如館陶組熱儲鍶（聊大地?zé)峋?、館陶組與東營組混合熱儲鍶?
 
  碘（美景地?zé)峋┖窟_到命名礦水濃度。為聊考斷裂傳導(dǎo)深部熱、液及有益組分或離子的有力佐證。
 
  4 可采資源量。
 
  （1）地?zé)豳Y源可開采量估算。
 
  根據(jù)美景、昌潤金、鑫城地?zé)峋畬︷^陶組和東營組熱儲混合開采估算的單位面積可利用的地?zé)豳Y源量為2.7448×109～5.080×109J/m2，平均4.0437×109J/m2，聊城市城區(qū)面積以54.31km2進行估算，聊城市城區(qū)可開采地?zé)?/a>資源量為2.196×1014kJ，折合標(biāo)準(zhǔn)煤750.40×104t。
 
  （2）地?zé)崴砷_采量估算。
 
  根據(jù)美景、鑫城、昌潤等地?zé)峋?a href="http://www.rijz.cn/t/抽水試驗.html" >抽水試驗資料，降深20m時的地?zé)崴试S開采量為987.84～1623.27m3/d，平均單井允許開采量為1287.66m3/d[2]
 
  ；地?zé)峋侠砭酁?785.2～2489.92m，平均為2217.6m。估算可布設(shè)地?zé)峋?4眼，城區(qū)地?zé)崴砷_采量為1.803×104m3/d，合658.1×104m3/a。
 
  5 地?zé)豳Y源開發(fā)利用的幾點建議。
 
  （1）地?zé)豳Y源勘查。
 
  聊城市城區(qū)地?zé)?a href="http://www.rijz.cn/t/資源.html" >資源主要賦存于新近系館陶組和古近系東營組砂巖中，并與泥巖互層，斷裂構(gòu)造會破壞其連續(xù)性，降低含水性能，因此在地?zé)峋荚O(shè)時應(yīng)盡可能地避開斷裂構(gòu)造。
 
  （2）地?zé)豳Y源開發(fā)。
 
  地?zé)豳Y源開采時應(yīng)根據(jù)對水溫的要求不同，分層、分段開采地?zé)?/a>水。合理布設(shè)地?zé)峋瑖?yán)控單井允許開采量。
 
  根據(jù)地?zé)崴疁鼐C合梯級利用地?zé)豳Y源，充分發(fā)揮地?zé)崴膬r值。以美景地?zé)峋疄槔?，抽取的地?zé)崴?6℃～58℃）經(jīng)處理后進行供暖，供暖回水（42℃左右）進行洗浴，洗浴廢水（<35℃）用來沖洗馬桶等。
 
  地?zé)崴糜?a href="http://www.rijz.cn/t/供暖.html" >供暖、洗浴外，經(jīng)適當(dāng)處理后還可用于熱帶魚養(yǎng)殖、溫室花卉種植、灌溉等。
 
  （4）地?zé)豳Y源保護。
 
  地?zé)崴Y源并不是取之不盡用之不竭的，不合理開采，很容易破壞熱儲層，且難以恢復(fù)，并誘發(fā)次生災(zāi)害。
 
  在利用地?zé)豳Y源造福人類的同時還要注重對其進行保護，控制開采量、進行回灌是保護地?zé)豳Y源比較有效的方法。
 
  6 結(jié)論。
 
  （1）聊城市城區(qū)開發(fā)利用的地?zé)豳Y源為聊考斷裂以西的新近系館陶組和古近系東營組熱儲層。館陶組熱儲溫度45℃～50℃，礦化度2.97～8.23g/L，單井涌水量502.82m3/d，水化學(xué)類型為Cl?SO4-Na。館陶組與東營組混合熱儲溫度51℃～58℃，礦化度5.05～10.12g/L，單井涌水量979.20～1623.272m3/d，水化學(xué)類型Cl?SO4-Na型、Cl-Na型水。
 
  （2）聊考斷裂溝通了深部熱源，開采層位相同時，從聊考斷裂向西水溫逐漸降低，地?zé)崴蠸r、I等有益元素含量降低，水化學(xué)類型變復(fù)雜。
 
  （3）新近系館陶組和古近系東營組熱儲補給非常緩慢，開采利用時應(yīng)合理布設(shè)井位、控制單井開采量，有條件時應(yīng)進行回灌補源，防止過量開采造成熱儲層不可逆轉(zhuǎn)的惡化，避免次生災(zāi)害的發(fā)生。
 
  （4）地?zé)豳Y源十分寶貴，開采的地?zé)崴M可能地進行綜合梯級利用，充分發(fā)揮地?zé)崴畠r值，服務(wù)于經(jīng)濟及工農(nóng)業(yè)發(fā)展，造福地方人民。