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行業(yè)資訊

滄州肅寧縣地?zé)衢_發(fā)利用及其環(huán)境保護(hù)問題

  地?zé)?/a>作為一種新能源,具有投資少、見效快的特點(diǎn),尤其在冬季供暖方面有著鍋爐無法擬的優(yōu)越性,地?zé)?/a>又屬于潔凈能源,不污染環(huán)境,能改善人們的生活質(zhì)量,開發(fā)利用地?zé)崮?/a>有著良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。肅寧縣是河北省皮毛加工地,是朔黃、京九鐵路的交匯處,隨著朔黃、京九鐵路的相繼開通,區(qū)位優(yōu)勢越來越明顯。當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,特別是當(dāng)?shù)仄っ髽I(yè)及朔黃鐵路公司等相繼建設(shè)與發(fā)展,將對(duì)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)進(jìn)一步發(fā)展產(chǎn)生更大的活力。同時(shí),對(duì)于能源的需求量將不斷增加,隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展逐步加快,對(duì)地?zé)豳Y源的需求更加迫切。本區(qū)地處冀中拗陷區(qū),地?zé)岬刭|(zhì)條件良好,地?zé)豳Y源豐富,然而肅寧地?zé)崽?/a>的地?zé)衢_發(fā)尚處在起步階段,地?zé)衢_發(fā)利用層次較低,管理粗放,影響了肅寧縣縣城地?zé)?/a>資源的科學(xué)、經(jīng)濟(jì)、合理、有序的開發(fā)與保護(hù)。  為避免盲目開采造成的失誤和浪費(fèi),為科學(xué)合理開發(fā)肅寧縣城區(qū)地?zé)?/a>資源提供科學(xué)依據(jù),本研究小組在河北省地勘局第四水文工程地質(zhì)大隊(duì)與肅寧縣華碩地?zé)衢_發(fā)有限公司有關(guān)人員的幫助下,開展了對(duì)肅寧縣城區(qū)地?zé)豳Y源研究工作。
 
  (一)所做的工作:
 
  1.收集了肅寧地區(qū)地?zé)豳Y源方面資料,取得河北省地勘局水文四隊(duì)及當(dāng)?shù)赜嘘P(guān)單位的支持,并提供技術(shù)指導(dǎo)。
 
  2.到肅寧地區(qū)進(jìn)行實(shí)地勘察,對(duì)肅寧地區(qū)地質(zhì)構(gòu)造和地?zé)釋舆M(jìn)行了解,到現(xiàn)有地?zé)峋?/a>處提取水樣進(jìn)行化驗(yàn),并作不同用途的水質(zhì)評(píng)價(jià),為地?zé)豳Y源評(píng)價(jià),合理開發(fā)肅寧縣縣城地?zé)?a href="http://www.rijz.cn/t/資源.html" >資源提供科學(xué)依據(jù)。
 
  3.了解了肅寧地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況,通過對(duì)已有地?zé)衢_發(fā)井進(jìn)行調(diào)查研究獲得地?zé)岚l(fā)展與利用的相關(guān)資料與問題。
 
  4.搜集到各地區(qū)地?zé)衢_發(fā)與利用的經(jīng)驗(yàn),并結(jié)合肅寧地區(qū)實(shí)地情況提出地?zé)崂?/a>可行性方案。
 
  5.在指導(dǎo)老師的幫助下對(duì)資料進(jìn)行了整理,對(duì)現(xiàn)存地?zé)衢_發(fā)對(duì)環(huán)境所產(chǎn)生的問題進(jìn)行統(tǒng)計(jì),并提出地?zé)?a href="http://www.rijz.cn/t/資源.html" >資源可持續(xù)利用方案  為此,我們課題組全面收集了該區(qū)的物探、石油探井、水文地質(zhì)、地?zé)岬认嚓P(guān)資料,進(jìn)行了實(shí)地勘查,,在綜合研究基礎(chǔ)上編寫了肅寧縣地?zé)豳Y源開發(fā)與可持續(xù)利用報(bào)告。
 
  在項(xiàng)目研究過程中得到了河北省地勘局第四水文工程地質(zhì)大隊(duì)與肅寧縣華碩地?zé)?a href="http://www.rijz.cn/t/開發(fā).html" >開發(fā)有限公司有關(guān)人員的大力支持和幫助,并得到了指導(dǎo)老師的大力幫助和精心指導(dǎo),在此一并表示衷心的感謝。
 
  (二)以往地?zé)豳Y源研究程度  本區(qū)以往地?zé)豳Y源研究程度相對(duì)較低,與本區(qū)有關(guān)的研究成果主要有:1978-1982年,河北省地質(zhì)水文地質(zhì)遠(yuǎn)景區(qū)劃組完成了《河北省地下熱水開采利用水文地質(zhì)遠(yuǎn)景區(qū)劃報(bào)告》,該報(bào)告較細(xì)致地論述了區(qū)域地質(zhì)、深部構(gòu)造、平原區(qū)基巖地質(zhì)、水文地質(zhì)條件地?zé)岬刭|(zhì),圈定了平原區(qū)地?zé)岙惓^(qū)范圍。
 
  1988年,科學(xué)出版社出版了由陳墨香等人編寫的《華北地?zé)帷芬粫摃鴮?duì)包括本區(qū)在內(nèi)的區(qū)域地溫場形成機(jī)制進(jìn)行了分析,對(duì)地下熱水形成、性質(zhì)、開發(fā)利用進(jìn)行了探索,圈畫了淺部可開發(fā)的地?zé)釁^(qū),并將深部地?zé)?/a>作為開發(fā)利用遠(yuǎn)景區(qū)。
 
  1988-1989年,滄州地區(qū)新能源辦公室提交了《滄州地區(qū)地?zé)豳Y源調(diào)查研究及開發(fā)利用對(duì)策報(bào)告》,該報(bào)告給出了全區(qū)的地?zé)崴Y源量,并對(duì)全區(qū)地?zé)崴?/a>情況進(jìn)行了調(diào)查,收集石油勘探井資料265眼。
 
  2001年,河北省地勘局第三水文工程地質(zhì)大隊(duì)提交了《河北地?zé)豳Y源開發(fā)利用規(guī)劃研究報(bào)告》,該報(bào)告對(duì)包括該區(qū)在內(nèi)的全省地?zé)岬刭|(zhì)條件進(jìn)行了論述,計(jì)算了各熱儲(chǔ)地?zé)豳Y源/儲(chǔ)量,并有針對(duì)性地制定了勘查開發(fā)利用規(guī)劃。  2002年,滄州市國土資源局提交了《滄州市地?zé)豳Y源“十五”計(jì)劃及2015年規(guī)劃研究報(bào)告》,該報(bào)告論述了全市的地?zé)岬刭|(zhì)條件,估算了全市各熱儲(chǔ)地?zé)豳Y源,并進(jìn)行了勘查和開發(fā)利用規(guī)劃。
 
  2003年,華北石油管理局水電廠水文地質(zhì)勘察工程大隊(duì)提交了《河北省肅寧縣肅熱1井地?zé)岬刭|(zhì)勘查報(bào)告》,計(jì)算了地?zé)峥刹少Y源,確定了合理井距和地?zé)峋?/a>保護(hù)范圍。
  境內(nèi)有小白河、古洋河、于家河等排水河道。滄州-定州公路橫穿本縣,朔黃、京九鐵路從縣城通過,交通便利(圖1)。?
 
  工作區(qū)位于肅寧縣城區(qū),地理坐標(biāo)為東經(jīng)115°48′00″至115°51′00″,北緯38°24′30″至38°26′30″,面積13.6km2。
 
  (二)區(qū)域地?zé)豳Y源開發(fā)利用現(xiàn)狀?
 
  肅寧縣地?zé)豳Y源開發(fā)起步較晚,2004年才打了第一眼地?zé)衢_采井,但發(fā)展速度較快,主要用于供暖、供熱水、洗浴、游泳娛樂、皮毛加工及溫室種植養(yǎng)殖等,下面介紹兩個(gè)地?zé)衢_發(fā)利用實(shí)例:?
 
  1、肅寧縣一中地?zé)衢_采井?
 
  肅寧一中地?zé)衢_采井為館陶組地?zé)峋?/a>,井深2250m,井口水溫81℃,涌水量2760?m3/d,礦化度1200?mg/l。該地?zé)峋┡?/a>面積140000m2,其中暖氣掛片供暖面積75000m2,待供暖回水溫度降至50℃左右進(jìn)行二級(jí)利用,供地板輻射采暖溫泉洗浴,地板輻射采暖面積65000m2,并供5000多師生溫泉洗浴和部分教職工家居供熱水。采暖后的大部分地?zé)嵛菜?/a>直接排放。?
 
 
  (一)構(gòu)造特征?
 
  肅寧縣城區(qū)在構(gòu)造上位于冀中坳陷饒陽凹陷蠡縣斜坡底部肅寧洼槽內(nèi),饒陽凹陷是一個(gè)東斷西坡發(fā)育完整的大型單斷凹陷,蠡縣斜坡位于凹陷西緣,基底是高陽大背斜的東翼,其內(nèi)幕構(gòu)造為東傾單斜,由元古界、下古生界和中生界組成。沿潛山面地層出露上老下新,背斜軸部是薊縣系霧迷山組,順東坡而下,是寒武系、奧陶系,到坡腳有巨厚的中生界。潛山頂面新生代地層各組層段沉積具全,沒有典型的層層超復(fù)關(guān)系。
 
  方向,來自西部太行山區(qū),地層西薄東厚,碎屑顆粒西粗東細(xì),砂巖比例西大東小。斷裂具有兩期性,早期斷層一般都沒有穿過沙三段地層,晚期斷裂發(fā)育于漸新世以后,向下一般穿過沙一段,向上穿過館陶組地層,活動(dòng)規(guī)模小,斷距垂直落差一般在50-200m,同生斷層很少,斷裂繼承性差。?
 
  肅寧城區(qū)基底為寒武系,西高東低,埋深4800m左右。
 
  (二)地層特征  本區(qū)發(fā)育有第四系、上第三系和下第三系,因本區(qū)主要熱儲(chǔ)層為上第三系明化鎮(zhèn)組、館陶組熱儲(chǔ)層,所以下面由淺至深分層詳述上第三系地層特征。
 
  1、 第四系(Q)
 
  底界深度303.0m-401.0m,為黃灰色、灰黃色粘土夾灰白色砂層。與下伏上第三系明化鎮(zhèn)組呈不整合接觸。
 
  2、上第三系明化鎮(zhèn)組上段(Nm上)
 
  底界深度934.5m-1225.0m,為灰黃色、淺棕紅色中、粗砂巖互層,泥質(zhì)純、性軟,吸水膨脹,造漿性強(qiáng),砂巖顆粒較粗,成巖性差,膠結(jié)物少,呈散砂狀。
 
  3、上第三系明化鎮(zhèn)組下段(Nm下)
 
  底界深度1724.0m-1965.0m。巖性主要為棕紅色、暗棕紅色、紫紅色泥巖與淺灰色粗砂巖、含礫砂巖呈不等厚互層,泥巖質(zhì)純、性軟,砂巖分選較差,泥質(zhì)膠結(jié),疏松,巖屑呈散砂狀。與館陶組呈整合接觸。
 
  4、上第三系館陶組(Ng)
 
  底界深度2300-2350m,為紫紅色泥巖夾淺灰色、灰白色粗砂巖、含礫砂巖、砂礫巖,底部為雜色礫巖。泥巖質(zhì)不純,性軟,成巖性差;砂巖、含礫砂巖、砂礫巖,粒度自上而下逐漸變粗,分選性較差,泥質(zhì)膠結(jié),疏松;礫巖成份以石英,燧石為主,礫巖堅(jiān)硬,顏色混雜,分選差,泥質(zhì)膠結(jié),疏松。
 
  (三)地溫場特征
 
  肅寧地?zé)崽?/a>屬沉積盆地傳導(dǎo)型地?zé)崽?/a>,其熱源來自地殼深處,區(qū)域大地熱流是本區(qū)的恒定熱源。在地殼深部,熱流平均分布,當(dāng)進(jìn)入地殼上部后,在基巖凸起與凹陷構(gòu)造格局的制約下,熱流重新分配布局,在正向構(gòu)造與負(fù)向構(gòu)造的交接轉(zhuǎn)換部位,熱流方向發(fā)生偏轉(zhuǎn),不再保持完全的垂直向上,有從凹陷部位向凸起部位相對(duì)加大而在凹陷部位相對(duì)減弱的趨勢。依據(jù)相關(guān)資料,本區(qū)地溫梯度一般>3.0℃/100m,西部地溫較高,而東部較低,這與基巖埋深由西向東加深呈負(fù)相關(guān)。
 
  (四)熱儲(chǔ)層特征
 
  本區(qū)熱儲(chǔ)層自上而下可分為上第三系熱儲(chǔ)層、下第三系熱儲(chǔ)層及基巖熱儲(chǔ)層。  上第三系熱儲(chǔ)層包括明化鎮(zhèn)組和館陶組兩套熱儲(chǔ)層,是本區(qū)最具開發(fā)價(jià)值的熱儲(chǔ)層。
 
  本區(qū)明化鎮(zhèn)組熱儲(chǔ)層以上部第四系地層為蓋層,屬孔隙熱儲(chǔ)層,地層底界深度1724.0m-1965.0m,分為上、下兩段,其砂層發(fā)育,巖性為灰白色、淺灰色中、粗砂巖、含礫砂巖。1050m-1350m層段砂巖厚度達(dá)94-153m,孔隙度30%,根據(jù)區(qū)域資料,單井出水量1200m3 /d,水溫可達(dá)45℃以上,礦化度在1000mg/l左右。  館陶組熱儲(chǔ)層在冀中坳陷內(nèi)普遍發(fā)育,巖性穩(wěn)定,旋回性強(qiáng),是本區(qū)一個(gè)最重要的熱儲(chǔ)層,也是熱流體的富集層,其具有埋藏適中、水溫較高、出水量大的特點(diǎn)。該熱儲(chǔ)層以上部第四系和明化鎮(zhèn)組地層為蓋層,屬孔隙型熱儲(chǔ)層,巖性為淺灰色、灰白色粗砂巖、含礫砂巖、砂礫巖、礫巖。儲(chǔ)水砂層具有層數(shù)多,但單層厚度薄的特點(diǎn),單層厚度4-15m,一般6-9m,底部砂層總厚81-101m不等,聲波孔隙度一般25-27%,底礫巖聲波孔隙度偏低,一般20%左右。本區(qū)館陶組底界埋深2300-2350m,根據(jù)區(qū)域資料,單井出水量1200m3 /d,水溫大于80℃,礦化度小于2000mg/l。
 
  基巖熱儲(chǔ)層埋藏深,達(dá)4800m左右,構(gòu)造復(fù)雜,勘探程度低,進(jìn)行地?zé)衢_發(fā)投資高、風(fēng)險(xiǎn)大,目前經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件下不適合進(jìn)行地?zé)峥碧?/a>。而下第三系熱儲(chǔ)層為東營組、沙河街組含水砂層,由于受沉積壓實(shí)和斷層發(fā)育影響,造成斷塊分割、儲(chǔ)層薄、物性差、產(chǎn)水量小、水礦化度高,利用價(jià)值不高。