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『伍』 濟北地熱田齊河經濟開發區地熱勘探與開發研究
李傳磊1 程秀明1 史忠民2 劉玉仙1
(1.山東省地礦工程勘察院,濟南250014;2.山東省第七地質礦產勘查院,臨沂276006)
作者簡介:李傳磊(1975—),山東莘縣人,助理工程師,主要從事水、工、環技術工作。
摘要:通過對濟北地熱田的地質背景分析,闡明了濟北地熱田的儲、蓋、通、源等地熱地質條件。齊河地熱井的成功完成使濟北地熱資源勘查取得了突破性進展,為盡快全面開發齊河一帶地熱資源起到了示範作用。
關鍵詞:濟南地熱田;地熱概念模型;水化學場;水動力場;水溫度場;醫療礦水
為了盡快開發齊河經濟開發區一帶地熱資源,開辟新的經濟增長點,山東省地礦工程勘察院在山東省地礦局的支持下,決定在齊河經濟開發區一帶勘探開發地熱資源,並於2003年7月施工了一眼探采結合地熱鑽孔,該地熱鑽孔的成功完成使濟南北部地熱資源的勘查獲得了突破行進展。
1 齊河地熱資源地質背景
1.1 齊河地熱地質條件
1.1.1 地層特徵
根據地熱勘探及研究成果,濟南以北為一面積較大的地熱田,稱為濟南地熱田(簡稱濟北地熱田)。濟北地熱田范圍大致是:南至濟南岩體北界,北至齊河-廣饒大斷裂,西到長清斷裂東到鴨旺口斷裂(詳見圖1)。從地熱田內各地熱鑽孔揭露的地層分析,該地熱田熱儲主要為奧陶系灰岩裂隙岩溶含水層,蓋層為第四系、新近系、二疊系和石炭系。
1.1.2 構造特徵
該區位於濟南單斜前緣,受北部齊河-廣饒深大斷裂的影響,斷裂構造發育,鑽孔附近主要有NNE、NNW向兩組斷裂,它們歸屬於魯西系外旋迴層伴生構造,均為張性斷裂,切割了深部的奧陶系灰岩,是地下熱水的富集區,對地下熱水的運移和分布起了重要作用。
1.1.3 岩漿岩特徵
本區最重要的侵入體為濟南岩體,該岩體近東西向展布,橢圓狀,東西長30km,岩性主要為輝長岩,邊緣相為閃長岩,該岩體對本區地熱形成起重要作用,表現為:
圖1 濟北地熱田邊界條件圖
(1)阻擋了南部大量冷水向北徑流,對北部熱水起了重要保護作用;
(2)迫使南部一部分岩溶水向地下深處循環,形成增溫作用;
(3)岩體侵入過程中,壓應力使含水層產生裂隙和一系列的斷裂,有利於熱水的對流傳導;
(4)岩漿岩侵入體帶來大量可溶性物質成分,使地下熱水溶濾出了多種對人體有益的成分,對形成醫療礦水有重要意義(詳見圖2)。
1.1.4 熱儲的水文地質特徵
該區地熱水為裂隙岩溶水,根據區域水文地質條件,岩溶水的補給來自南部山區,地下水由南向北徑流,南部山前地帶或濟南岩體以南,裂隙岩溶發育,水交替循環條件良好,加上上覆第四系很薄,不具備良好的保溫作用。水溫低,一般16~20℃,濟南岩體以北,岩溶含水層(即熱儲)上覆為巨厚的第四系、新近系、二疊系和石炭系,地熱田地帶其厚度可達1300m以上,構成一個保溫、隔水性能良好的蓋層。本次鑽孔地層揭露,熱儲岩性以厚層質純灰岩、雲斑灰岩為主,上覆蓋層厚度達1306.53 m。由於受岩體的阻擋和埋深大等因素的影響,該區地下水處於一種半封閉狀態,水交替循環微弱,經深循環的地下熱水在此聚集,其礦化度較高,該井礦化度3.424g/L,孔口水溫57℃。
1.2 地熱水運動特徵
1.2.1 水動力場
前以所述,該區地熱水為裂隙岩溶水,根據區域水文地質條件,岩溶水的補給來自南部山區,地下水由南向北徑流,南部山前地帶或濟南岩體以南的岩溶地下水分布區,從補給區到排泄區水循環條件良好,水位變幅由大到小;岩溶水一部分在山前地帶以泉水的形式排泄,另一部分穿過岩體向深處運動,進入半封閉狀態被地溫加熱,水溫度增加,壓力增大,據鑽孔資料,水頭高出地面13 m。
圖2 濟北地熱田地熱形成概念模型圖
1.2.2 水化學場
地下水由南向北徑流,南部山前地帶,裂隙岩溶發育,水交替循環條件良好,從補給區到排泄區某些離子含量逐步增加;濟南岩體以北齊河附近,由於受岩體的阻擋和埋深大等因素的影響,該區地下水處於一種半封閉狀態,水交替循環微弱,經深循環的地下熱水在此聚集,其礦化度較高,為3.424g/L,水化學類型為SO4·Cl-Ca·Mg型,岩漿岩侵入體帶來大量可溶性物質成分,使地下熱水溶濾出了多種對人體有益的成分,對形成醫療礦水有重要意義(其主要化學組分見表1)。
表1 齊河地熱井地熱水化學組分一覽表
1.2.3 水溫度場
濟南岩體以南,為灰岩的裸露區及半裸露區,第四系很薄,由於灰岩的地溫梯度較小,為0.5~1.0℃/100m,不具備良好的保溫作用,因此,水溫低,一般為16~20℃。濟南岩體以北,岩溶含水層(即熱儲)上覆有巨厚的第四系、新近系、二疊系和石炭系,地熱田地帶其厚度可達1300m以上,其岩性為粉質粘土、砂岩、頁岩、泥岩,地溫梯度為3.0~3.8℃/100m,構成一個保溫、隔水性能良好的蓋層,隨著蓋層厚度的增加,其溫度也逐漸升高,齊河附近水溫高,一般為40~60℃。如濟南市華山鎮桃園地熱井蓋層厚度413m,水溫36℃;齊河地熱井蓋層厚度為1306.53m,水溫57℃。
2 齊河地熱單井可采資源量計算
根據齊河地熱井抽水試驗資料。抽水前測得該井自流量為65.03m3/h,自流時水頭高出地面 4.90m。抽水時,測得壓力水頭高出地面 13m。降深為 17.55m,出水量為107.73m3/h,經山東省儲委辦公室組織專家評審,該鑽孔單井可采資源量為2585.52m3/d。計算得出岩層滲透系數(K)為0.8620m/d。抽水時,孔口水溫為57℃,以上參數可用於開采資源計算與評價。
2.1 單井可采地熱資源計算
(1)熱水中獲得的熱資源量
QW=Qc(tw-t0)
式中:QW為單井可采地熱資源量,J/d;Q 為可采熱水量,m3/d;c 為水的比熱容,取4.18×106J/(m3·℃);tw為井口水溫,取57.0℃;t0為基礎溫度,以濟南市年平均氣溫13.5℃。
計算結果:QW=4.71×1011J/d,摺合標准煤16.1t/d(煤的熱值2.93×107J/kg)。
(2)100年所放的總熱量
W=36500QW=1.72×1016J,摺合標准煤5.87×105t。
2.2 可有效利用資源量計算
QW=Qc(tw-ti)
式中:QW為可有效利用熱資源量;ti為熱水利用後廢棄溫度根據利用方式不同分別取(1)供暖(40℃);(2)洗浴(37℃);(3)游泳(30℃);(4)土壤加熱(25℃);(5)養魚(18℃)。
計算結果如下:
(1)ti=40℃,QW=1.84×1011J/d,摺合標准煤6.28t/d。
(2)ti=37℃,QW=2.17×1011J/d,摺合標准煤7.41t/d。
(3)ti=30℃,QW=2.92×1011J/d,摺合標准煤9.97t/d。
(4)ti=25℃,QW=3.46×1011J/d,摺合標准煤11.81t/d。
(5)ti=18℃,QW=4.22×1011J/d,摺合標准煤14.4t/d。
3 地熱資源開發利用前景分析
地熱能一直以「清潔能源」而著稱,它可以用來發電,取暖,養殖、洗浴。我國地熱利用發展最快的是供暖和養殖。地熱能直接利用的技術性、可靠性、經濟性、環境的可接受性已經被世界各地的實際利用所證實。
濟南市是個文化底蘊較濃厚的城市,旅遊資源十分豐富,趵突泉、千佛山、大明湖名揚天下,濟南北部齊河一帶地熱開發使濟南不僅擁有冷泉而且還有溫泉,從而豐富了泉文化的內涵。
根據濟南市城市發展規劃,齊河地熱開發為濟南市區北跨、招商引資、綠色農業等都有著十分重要的意義。為此,齊河地熱開發前景十分廣闊。
4 開發過程中應注意的問題
4.1 化學污染
化學污染主要是地熱流體中的可容固體,非凝結氣體如NH3,H2S等,熱水中
4.2 地面沉降
當從熱儲中抽取地熱水後,改變了原系統的壓力分布,從而產生地面沉降,沉降與地質條件密切相關,地熱井開采利用後建議加強水質、水量、地面沉降等方面的監測。
5 結語
(1)齊河地熱井其實測井口水溫為57℃,屬低溫地熱資源中的溫熱水。
(2)該井熱儲層為奧陶系八陡組、五陽山組灰岩,補給來源充足。該地熱井自流量為1506.72m3/d,壓力水頭高出地面13m,當降深為17.55m時,出水量為2585.52m3/d,單井可開采量為2585.52m3/d。
(3)該井地下熱水水化學類型為水化學類型為SO4—Ca型水;按其所含的微量元素根據有關規范規定可命名為鍶水、氟水,偏硅酸含量達到礦水濃度,偏硼酸濃度達到有醫療價值的濃度。可用於醫療洗浴、溫室、土壤加溫等。
(4)在開發利用時對該井的水質應進行綜合評價,並對水溫、水位、水質進行長期動態監測,以便為合理開發利用提供科學依據。
該區地熱資源開發,要做到「統一規劃、依法管理,合理布局,綜合利用」,以便使地熱這種寶貴的資源可持續開發利用。
參考文獻
GB 11615-89.地熱資源地質勘查規范.國家技術監督局.
中華人民共和國地質部.1979.水文地質鑽探規程(試行).
『陸』 重金懸賞。濟陽濟北開發區有多少家公司
濟北經濟開發區始抄建於1995年,襲1999年被批准為市級經濟開發區,2003年被列為省級經濟開發區。近年來,我們以招商引資和環境創新為重點,大膽借鑒外地先進經驗,創新工作思路,在起步較晚的情況下,走出了一條依託開發區建設實現縣域經濟快速發展的新路子。截止目前,進區企業和項目230多個,投資規模達到46億元,其中過千萬元的項目98個。
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濟陽縣濟北開發區派出所0531-84233466 打這個電話找戶籍科
『捌』 濟北經濟開發區的區位優勢
濟北經濟開發區所位於的泉城濟南位於華北地區中部,既是中國東部沿海經濟大省——山東省的政治、經濟、文化、科技、教育和金融中心,也是中原地區走向環渤海經濟圈的跳板。南抱群山,北依黃河,地勢平坦,資源豐富,在交通、環境、經濟等方面有著得天獨厚的優勢。
(一)成本優勢。空間大,地勢平坦,土地資源充裕,開發利用投入相對較低;區域內群眾要求改善生產、生活現狀的願望十分強烈,改造拆遷的阻力相對較小,區域開發成本整體較低。
(二)交通優勢。轄區內有名列全國第三位的鐵路編組站、津浦鐵路、京福高速公路、繞城高速和即將建設的京滬高速鐵路貫穿南北,形成了進出暢通、內外交通便捷的交通網路。市內公路四通八達,形成「四縱四橫」大框架,近幾年槐蔭區對經十西路、經一路、經六路、濟微路、二環西路、張庄路等進行了綜合改造,村級公路硬化、綠化、美化全部達標,為濟南西部的開發建設構建了初步框架。
(三)環境優勢。自然環境優美,空氣質量良好,玉符河、小清河、臘山河流域覆蓋面廣,水資源豐富,平均水位海拔30米;地下水日可開采量60萬立方米,能滿足50萬市民用水;玉清湖水庫已向濟南市主城區供水。
(四)經濟優勢。汽車、機械、輕化、建材、食品為主導產業的30多個產品在國內外享有盛名。槐蔭區的第三產業形成了以濟南華聯商廈、小商品市場為中心的西市場商貿中心;以山東潤華汽車貿易中心為代表的經十西路商貿中心等幾大商貿中心;並形成以小商品批發市場、山東汽車配件城、段店集貿中心等10大市場為主導的大流通格局。
(五)政策優勢。外來投資企業是經濟發展的重要組成部分,政府在繼續依法保障區內投資者權益的同時,將為外來投資商創造更加安全、更趨完善、更為優化的發展環境。為搞好招商引資,發展槐蔭經濟,我們將全面整治治安、人文、政策、服務等多個環境,形成親商、爭商、愛商、幫商的良好氛圍。