开封坳陷中牟凹陷馆陶组砂岩热储地热系统成因模式及开发潜力

摘要

地热系统成因机制研究与地热资源量精细评价是实现区域地热高效开发的基础。本文选取开封坳陷中牟凹陷为研究对象，基于区域地质构造特征，结合地热井和水化学分析资料，对该凹陷地温场、热储展布规律及水化学特征等因素进行了剖析，构建了地热系统概念模型，并分层系精细评价地热资源量。结果表明，中牟凹陷地热系统的热源主要来自壳幔的热传导，大地热流值约45～65 mW/m²,其北部的焦作—新乡—商丘断裂为其深部热流向上传递的有利通道。热储为馆陶组砂岩，在区内分布较稳定，底板埋深在1600～2200 m,热储垂向上可识别出30～48层砂体，累计厚度介于130～420 m,孔隙度约16%～32%,砂地比最高可达67%。热储物性空间上具有凹陷东部优于西部、馆下段优于馆上段的特征。馆陶组地热井的井口水温68～85℃,单井水量106～155 m³/h,水化学类型以Cl-Na为主，矿化度10000～30000 mg/L。厚约1200 m的上覆第四系和明化镇组地层构成区域的良好盖层。地热水的来源整体接受西部和西南部山区的大气降水补给，经深部热传导增温后，侧向补给给热储层。中牟凹陷馆陶组砂岩热储地热资源量约2245.41×10～8 GJ,每年可开采地热资源量为5.61×10～8 GJ,折合标煤1.92×10～6 t。年开采地热资源量可满足约6770万m²的供暖面积，开发潜力巨大。

关键词

地热系统 / 成因模式 / 资源量评价 / 砂岩热储 / 馆陶组 / 中牟凹陷

基金资助

中国石油化工股份有限公司科技项目(JKL21003);中国石油化工股份有限公司科技项目(JP22087); 国家自然科学基金项目(52174048)