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关于苏北油区地热资源勘查的研究

2020-04-09 385 上传者：管理员

摘要：沉积盆地型油气田与油气层相比分布范围更广，可在沉积盆地型油气田进行地热资源开发。苏北油田地处海安、东台等江苏沿海城市，地热资源丰富，具有广阔的应用前景。通过改造废弃油气井实现地热资源的开发，对油田进行热储资源量及地热田分布的调查，以期为未来地热资源综合开发利用提供可参考的资料。

关键词：
地温场
废弃油井
热储层
热储资源量
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研究区位于江苏省南通市海安县、盐城市大丰区及淮安市洪泽区。该区属于北亚热带湿润性气候区，季风影响明显，四季分明，气候温和，光照充足，雨水充沛，无霜期长。地处中纬度地带、海陆相过渡带。研究区是江苏长江经济带的重要组成部分，集“黄金海岸”与“黄金水道”于一身，拥有长江岸线226km，拥有海岸线210km，是中国沿海地区土地资源最丰富的地区之一。同时该地区地下蕴藏着丰富的石油、天然气、地热等资源，是浙江油田的主产区之一。研究区域包括海安凹陷区、大丰探区和洪泽凹陷区。本次工作在充分收集、整理、分析油田已有钻井、测井、录井等资料的基础上，结合试水试验和抽水试验，计算出各油区地热资源储量和可采资源量，详细了解该地区地热资源分布情况，查明各热储层的孔隙度、渗透系数、温度、产量及化学组分等参数，圈定地热分布有利区块，为今后地热资源开发利用提供了有利依据。

1、研究区构造

研究区位于苏北盆地内，苏北盆地是苏北—南黄海盆地的陆上部分，面积约35000km2。北邻鲁苏隆起，南邻苏南隆起。盆地内部的滨海隆起与海上的中部隆起相连；陆上的盐阜凹陷、东台凹陷向海延伸与南部凹陷相接。苏北盆地西南窄（约80km），东北宽（约200km），呈帚状分布；盆地槽线与郯庐断裂呈30°交角；构造走向近郯庐断裂处为北东向，远离后转为北东东到近东西向；这种展布规律与郯庐断裂的活动性质密切相关。见区域构造图(图1)和主要断裂展布图（图2）。

图1区域构造图；图2主要断裂展布图

2、研究区热储层

研究区地层发育主要有第四系东台组、新近系、古近系地层，新近系地层自上而下发育新近系盐城组二段、一段，古近系三垛组二段、一段，戴南组，阜宁组四段、三段、二段、一段。本区新近纪盐城组、古近纪三垛组和戴南组均有热储分布，热储类型为孔隙裂隙型热储。新近纪盐城组热储在海安凹陷和大丰探区均有分布，分布面积为200km2左右，岩性主要是粗粒碎屑沉积，以细砂层、含砾不等粒砂层、砂砾层为主。该层热储平均孔隙度为26%左右，平均渗透率为400mD。顶板埋深260—400m，平均热储厚度为550m，温度60℃左右。

古近系三垛组热储在海安凹陷、大丰探区和洪泽凹陷均有分布，岩性以粉砂、砂质泥岩为主，与细砂岩、含砾不等粒砂岩、砾状砂岩呈不等厚互层。三垛组热储埋深差别极大，热储厚度分布不均匀，平均60—150m，温度在30℃—100℃之间变化，该层热储平均孔隙度为20%左右，平均渗透率为130mD，古近系戴南组热储在三个区块均有分布，顶板埋深2000—3280m之间，平均热储厚度为20—100m，温度40℃—100℃之间。该层热储平均孔隙度为18%左右，平均渗透率为110mD。

3、研究区地温场特征

地温梯度是反映地热增温带中温度随深度变化规律的参数。苏北盆地大地热流值为55—83mW/m2，平均值68mW/m2。本区恒温带深度为30m，恒温带温度为17℃。海安凹陷的地温梯度为2.8℃/100m—3.5℃/100m，平均为3.0℃/100m。地温梯度的变化从南到北逐渐增高（见图3）。

图3地温梯度变化等值线图；图4 Y102井地层测温曲线

海安凹陷、白驹凹陷和洪泽凹陷地温场以凹陷为单元分布，地温、地温梯度的分布与深大断裂构造的关系密切。海安凹陷、白驹凹陷和洪泽凹陷属于东台凹陷区的次级构造，其凸起和凹陷及其断裂呈北东向相间排列，地温场也显示了北东向高低相间排列的趋势。深大断裂是沟通地表水向深部深入的通道，同时也是古近系及以下地层中深部热水向上运移的通道。研究区地温场总体受基地构造形态、沉积盖层厚度、深大断裂、地层放射性等因素控制。

4、地热流体水化学特征

本次研究对新近纪盐城组、古近纪三垛组和戴南组热储中地热流体进行了取样分析。从水化学分析资料看出：上述三层热水均为HCO3－Na型水，按苏林（Sulin）的油田水成因分类属于大陆水；其分布变化规律明显受埋深控制，埋藏深度越大，矿化度越高；地热流体中的主要离子具有随深度增加而增大的规律。通过102井射孔抽水试验，抽取戴南组水样，分析结果有四项指标达到了有医疗价值浓度要求，分别为氟、溴、碘、锂；有三项指标达到了命名矿水浓度，分别为溴、碘、锂。该层地下水可作为理疗热矿水开发利用，后期还需要做多方面的分析研究。（详见表1）。

表1理疗热矿水水质标准( GB/T 11615-2010 )

5、地热资源量计算

研究区热储资源量采用《地热资源地质勘查规范》（GB/T11615-2010）中的“热储法”进行计算。苏北油区热储总热能为16.25×108t标准煤，热流体总资源量为1069.02×108m3；总热流体可采资源量为248.92×108m3，可采热流体所含总热能资源量为1.58×108t标准煤。苏北油区地热田属于中小型中低温地热田。

6、废弃油井改造地热井

本项目可充分利用油田废弃油井改造为地热井，实现以地热能替代油田站场燃气锅炉。对废弃油井的利用，将有助于加快地热资源开发进程，盘活油田资产；同时减少二氧化碳、氮氧化合物排放，实现节能减排，为油田可持续发展提供保障。

7、抽水试验

抽水试验的目的是测试地层产水能力，求取地热资源评价参数，以及地层水作为温泉、矿物提取源的评价参数。本次试验是以102井做为评价井，将油井进行射孔改造，射开热储层分布的井段，采用空压机抽水，完成盐城组、三垛组和戴南组各三个降深的抽水试验。经试验计算得出以下结论（表2）。

表2试验成果表

8、地热资源开发利用

苏北油区在居民和公共建筑夏季制冷、生活洗浴、温室种植、养殖、油田热注等方面需要大量的热资源。这些方面每年都消耗大量常规能源（煤、油、气），而这些需要热资源的方面大部分都可以利用地热资源来代替。今后随着常规能源需求的增加和可开采储量的减少，供需矛盾日趋紧张，价格飞涨。地热资源与常规能源相比，具有环保、可持续利用、价格低廉等诸多优点。地热资源的开发利用可以带来较好经济利益和社会效益，地热资源开发利用在本区具有巨大的需求和市场前景。地热资源综合开发利用（见表3）。

表3地热水综合利用表

9、结语

苏北油田地热资源丰富，具有较高的开发潜力，可以通过利用地热资源解决油气生产过程中的能源消耗及城镇居民生活供热问题。根据苏北油田地热资源分布特点及目前利用程度，建议在工业和民用方面积极推广，逐步形成民用及工业地热资源开发利用两大经济产业。

参考文献：

[1]介霖,朱儒勋,等.中国石油地质志卷八江苏油气区.1987年.

[2]王拥军,等.洪泽凹陷管镇次凹断裂发育与油气成藏.石油天然气学报,2008年.

[3]王华玉,刘绍文,等.华南下扬子区现今地温场特征.2012年.

[4]王良书,李成,施央申,等.下扬子区地温场和大地热流密度分布.地球物理学报,1995.

安继虎;唐磊.苏北油区地热资源勘查.吉林水利.2020(01).