南华北南缘长山隆起斜坡带寒武系岩溶地热资源特征.pdf
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1、勘探开发 184 2023年第9期1 区域地热地质背景舞阳凹陷位于河南省中部,周口坳陷中部凹陷带西端,属周口坳陷西的长山隆起部分。其北抵平顶山凸起,西、南接豫西隆起区,东南部以平舆凸起为界,是喜山期断陷作用形成的新生代盐湖凹陷,见图1。凹陷东西长约120km,南北宽约15km,面积约1900km2.凹陷北部叶鲁断层为长期继承性活动的边界断裂,控制了古近系舞阳凹陷的形成和演化,舞阳凹陷表现为东西狭长、北断南超的不对称箕状凹陷,凹陷的沉积中心靠近北部边界断裂,但向西方向有明显的迁移特征。图1 长山隆起舞阳凹陷区域构造位置(据姚亚明,2004)1.1 构造特征舞阳凹陷是周口坳陷西部的一个凹陷,地处南
2、华北地台,是燕山晚期块断运动形成的中新生代凹陷,它的主要特点为:东西狭长,北断南超的不对称式箕状凹陷为其基本特征,具有凹陷成绩、沉降中心在南北方向继承性强,东西方有迁移的规律。1.1.1 褶皱构造从构造体系分析,居于秦岭东西向构造体系的东南端和新华夏系第二沉积带之华北坳陷复合部位,主要为近东西向构造带斜贯本区起着控制作用。区域上,主体构造形态呈宽缓的北西走向的背、向斜状形态。背向斜被不同期次、不同方向的断裂构造叠加破坏。地质构造单元属于舞阳盆地,平面展布面积400平方公里,舞阳盆地西及南面为伏牛山系,北面为平顶山凸起,以叶县-舞阳-西平断裂为界,走向为北西西,长宽比为81。盆地面积约1900平
3、方公里,为一北断南超,北深南浅的箕状忿地。在其地质发展过程中由于地质构造运动,沉积沉降的差异性,在靠近叶县-舞阳-西平断裂的部位形成了若干的次凹,其中叶县次凹,老龚庄次凹,孟寨次凹继承性好,沉降稳定,为舞阳盆地沉积的主要次级构造单元。1.1.2 断裂构造叶县-舞阳-西平断层:由叶县田庄以东、舞阳辛店、西平谭店向南东延展,倾向南西,倾角6580,地层断距3001500m。以上这些区域上的主体构造:北西走向的背、向斜和断裂一般规模大,断距大,延伸长,是岩溶水系统和子系统的边界,控制了岩溶水的分布和补径排条件。1.1 地层特征舞阳县位于中朝准地台华北坳陷南部的舞阳县东凹陷内。早古生代,本区受到广泛的
4、海侵,沉积了以碳酸盐岩为主的寒武系,在长期的抬升作用之后,华北坳陷整体下沉,沉积了海陆交互相的石炭系和陆相沉积的二叠系。燕山运动之后,华北盆地开始形成,沉积了巨厚的新生代地层。根据钻孔所揭露的地层由新到老依次为:新生界第四系、新近系及古近系、古生界寒武系、南华北南缘长山隆起斜坡带寒武系岩溶地热资源特征周颖1,2 杜利1,2 魏广仁1,2 商敬超31.中石化新星(北京)新能源研究院有限公司郑州分公司 河南 郑州 4500002.中国石化地热资源开发利用重点实验室 北京 1000833.中石化集团新星河南新能源开发有限公司 河南 郑州 450000摘要:为明确南华北盆地长山隆起下古生界岩溶型地热资
5、源特征及资源潜力,以及如何高效开发利用长山隆起舞阳凹陷地热田的地热资源,以舞阳凹陷内的勘探井WT1井的钻测录等资料为基础,对岩溶型热储的地层结构、地温场、热储埋深、厚度、岩性、及储水特征,进行了研究。研究表明:长山隆起舞阳地热田是形成于南华北盆地新生代伸展断陷背景下的受深大断裂控制的传导型地热田,主要以大气降水为补给水源,深大断裂和岩溶不整合面为水运移通道;来豫西山区的水再补给、汇聚,在舞阳凹陷岩溶热储中富集,形成中-低温传导型地热系统,具有良好的盖层以及高达3.1/100m的地温梯度;寒武系岩溶热储顶板埋深10001900m,地层厚度350450m;舞阳凹陷地热田开发潜力巨大。关键词:岩溶热
6、储 南华北盆地 长山隆起 舞阳凹陷 寒武系 地热田 185 勘探开发2023年第9期新元古界震旦系。根据舞阳WT1井实钻分层数据可见,848-885m,馆陶组底砂砾岩发育。东营组发育紫红色泥岩,棕红色细砂岩,灰白色粉砂岩。舞阳下古生界主要发育寒武系辛集组地层,主要岩性为灰白色、灰色白云质灰岩,浅棕红色泥岩,含膏质。WT1井钻遇地层分层数据见表1。1.2 热储类型WT1井开采储层为古生界碳酸盐岩热储层,根据舞阳县城WT1井地热井情况。舞阳县寒武系热储层顶板埋深2182m,从整体区域地质调研情况来看,西部埋深较东部浅。灰岩、白云质灰岩历经多次构造运动,其内部裂隙错综复杂,并经后期岩溶作用,溶洞溶隙
7、发育。热储层下伏地层为高热导率的太古界变质岩系,上覆地层中生界、新生界,形成良好的保温盖层。在构造带附近,裂隙及溶隙发育,富水性较好。2 热储特征2.1 盖层特征新生界砂岩热储盖层主要由第四系粘土、粉质粘土、各粒级沙组成。第四系松散层厚度一般在400 m左右,区域上分布稳定。其中粘土和砂质粘土层具有良好保温隔热作用,有利于地热资源的富集与储存。古生界碳酸盐岩热储盖层主要为第四系、新近系、二叠系和石炭系,盖层总厚度10002500m,沉积厚度不均。其中的粘土、泥岩、砂质泥岩具有较大的热阻率和极好的隔水性能。上述盖层不仅能够减少地球内部的热能向地表散失,而且还能使地热流体形成高压。2.2 热储特征
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