徐州潘塘盆地地热地质条件分析及热储靶区预测
发育 推覆断层 ， 裂 隙甚 为发育 。 盆 地 内的 内碳 酸盐 岩“ 岛丘 ” 原 本 由断裂 构造 所 分 割 ， 进 而 为火 山岩 所 包 围 ，火 山活 动势必 提高 了原本 裂 隙发育 的碳 酸盐岩 岩层 的裂 隙率 ；后 期 断裂构 造 的进一 步活
化， 增强 了裂 隙系统 的连 通性 ， 从而 为盆 地 内深层
岩“ 岛丘” 裂隙发育程度将得到提高 ， 富水性应 随 之 而提 高 。
表１ 盆地 内以往探井抽水试验成果
的良好条件 ， 但 以往施工 的 Ｃ Ｊ 一 １ 、 Ｃ Ｊ 一 ２ 两井未获 热 水 的 原 因不 难 看 出 ： Ｃ Ｊ 一 １井 终 孔 于火 山 熔 岩
中， 裂 隙 不发 育 ， 未 进 入理 想 的碳 酸 盐 岩热 储层 ，
潘 塘盆 地周边 为丘 陵高地 接受 大气 降水 的天
隙发育的碳酸盐岩 ， 富水性好。 寒武系上统多为薄
层 灰岩 ， 岩溶 发育程 度 相对较 弱 ； 中寒武 统 张夏组 厚度约 ２ ５ ０ ｍ， Ｃ Ｊ 一 ２孔 钻 厚约 ３ ２ ０ ｍ， 由厚 层 灰岩 所组成 ， 岩溶 发 育 程度 高 ， 为 良好 的岩 溶 含水 层 。 震 旦 系魏集组 一张渠 组 、 九顶 山组 、 赵 圩组 等碳 酸 盐 岩地 层 ，也 为较好 的岩溶 裂 隙含 水层 ， ｃ Ｊ 一 ２孔 ６ ０ １ ． ７ ０ ｉ ｎ 起 在 九顶 山组下段 揭 示 的最大 溶洞 高度 ３ ． ６ Ｉ ｎ ， 只是 在 推 覆体 下 盘 的深 部 ， 裂 隙 发 育相 对 较少 ，岩溶发 育程度 可 能相对 较弱 ， Ｃ Ｊ 一 ２孔 分段 抽水 试验 结果 说 明了盆地 外推 覆体 下盘 的下 构造
异常明显 ， １ ６ ０ ０ ｉ ｎ地 温 达 ４ ６ ． ８ ℃， １ ６ ５ ５ Ｉ ｎ为
储 ，从成井合理深度考虑 ，应以张夏组为主要 目 标， 兼顾 上寒武 统及奥 陶系 中下 统 。 ③成 井 瞄准碳
酸盐 岩 “ 岛丘 ” 。 由于盆地 内多个 火 山通道 分 割 了 碳酸 盐岩 热储层 为多 个 “ 岛丘 ” ， 故而 ， 盆地 内的理
然补给区。 盆地西缘以 Ｆ ６ ０ 断裂为边界， 该断裂走 向延伸约 ４ ０ ｋ ｍ，并与多条晚期 Ｎ Ｗ 向张性导水 断裂 相连通 ， 加之 Ｎ Ｗ 向断裂 的多期活 动 ， 裂隙 系
统较 为发育 ，形 成 了向盆地 深部含 水层 的 良好 补 给通道 。 盆地基 底 主要 由碳 酸盐 岩地层 所 构成 ， 并
。 一 ｓ …
热储靶 区预测及下步井位 建议
分 析潘塘 盆地地 热条 件认 为 ，潘 塘 盆地 找寻
顶
。 一 ｓ …
。 ，
奥
地 热应把 握下 列要 素 ： ① 立足 于盆地 内 ， 而不 是盆
地外 。纵 然盆 地西侧 向斜 构造 下部 可能存 在 的推
ｓ ㈣ ３ ０ ６ ． ２ ３ ２ ． ３ ８ ｏ — ｏ
只能是 有热 无水 ； Ｃ Ｊ 一 ２井施 工 于 盆地 之外 ，虽然 涌 水量 大 、 水质好 ， 但不 具 热 盖层 和 热储 条 件 ， 远
离 热源 ， 只能 是有水 不热 。
Ｃ Ｊ 一 全 孔
ｃ 卜ｚ ｚ
５ ５ ． ７ ０ １ ３ １ ． ５ ８ ｚ ． ３ ７ ９ ㈣ ｓ ｔ 寨 垩 系 。 侏 罗 ４
能 源 技 术 与 管 理
１ ４ ４ Ｅ ｎ ｅ ｒ ｇ ｙ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ａ ｎ ｄ Ｍａ ｎ ａ ｇ ｅ ｍｅ ｎ ｔ
２ ０ １ ４年第 ３ ９卷第 ６ 期
Ｖ０ １ ． ３ ９ Ｎｏ ． ６
３ ． ２ 热储层 条件
显小 于盆地 内的 Ｃ Ｊ 一 １ 井， 主要是 盖层 条件 及深 部 热源 的差异 。 Ｃ Ｊ 一 ２井 的异 常深度 与 Ｃ Ｊ 一 １ 井相 近 ， 应为 盆地 内热源 侧 向传 导结 果 。
层涌水量明显减少 ，只是张夏组整体在第 ３ 层段
抽 水 时被套管 阻 隔 ，富水性未 能反 映 ，如表 １ 所 示。 但是 ， 在 盆地 内 ， 由于火 山热 动力 活动 ， 碳 酸盐
地下水及热源的循环 、 传导提高良好条件 。
３ ． ５ 以往成 井未获 地 下热水 的原 因分析
根 据 以上 分析 ，潘 塘盆地 具备 找寻 地下 热水
３ ． ４ 盆 地 内地下水 补 给条件
盆地 内位 于盖层之 下 的 由奥 陶系 一震 旦 系碳 酸盐 岩组成 的 “ 岛丘 ” ， 岩溶裂 隙发 育 ， 为盆 地 内的
主要 热储层 。 从 区域地 层含 水层 情况来 看 区一致 ， 普遍 为 岩溶裂
覆 断层下 盘也 可能存 在一 定 的有利 空间 ，但不 能
排 除类 同 Ｃ Ｊ 一 ２井有 水不 热 的风险 。 ②较 有利地 层
３ ． ３ 地温 场特征
应 是奥 陶 系 、 寒 武系 中统 张夏组 一上寒 武 统 、 震 旦
系 张渠组 一九顶 山组 。盆地基 底 推覆断 层下 盘热
据Ｃ Ｊ 一 １ 、 Ｃ Ｊ 一 ２井 测 温 资 料 Ｈ ］ ， 盆 地 内 的Ｃ Ｊ 一 １
在 １ ３ ０ ０ ｍ 以浅 ，平 均地 温梯 度 １ ． ７ ４ ℃／ ｈ ｍ，属 于 地温正 常区 ， １ ３ ０ ０ ～ １ ６ ０ ０ ｍ ｒ ｌ ｌ平 均 地 温 梯 度 ２ ． ５ ３ ￣ Ｃ ／ ｈ ｍ， 地温 梯度 显 著增 高 ； １ ６ ０ ０ Ｉ ｎ以深 地 热
５ ２ ． ７ ℃， 地温梯度达 １ ０ ． ７ ３ ℃／ ｈ ｍ， 深部地热异常显 然与 火成岩 有关 。盆 地东侧 盆地 外 的 Ｃ Ｊ 一 ２井 ， 在
１ ６ ４ ０ ｍ 以浅 ， 平 均地 温梯度 １ ． ７ ２ ｏ Ｃ ／ ｈ ｍ， 属 于地 温 正常 区 ； １ ６ ４ ０ ～ １ ６ ６ ０ｍ地温突变 ， 由３ ６ ． ９ ℃ 突变为
苏北盆地地热资源靶区优选
苏北盆地发育复杂的断裂构造格局，主要分为：
石炭系、二叠系、三叠系、侏罗系、白垩系和新生界地层。热储 １．３．１ 北东向断裂系统
层主要为新近系 盐 城 组、古 近 系 三 垛 组、古 近 系 戴 南 组 和 寒 武
总体向东发散，向西南归为一束，呈右阶组合形式，显示右
系地层。
旋的应力场特征。 主 要 控 凹 断 裂 为 基 地 断 裂 发 育，长 期 发 育，
１ 地热地质特征 １．１ 区域构造特征
江苏省地热资源主要集中在苏北盆地。其位于扬子准地
台苏北坳陷区，北抵宿迁、响水相邻，西傍安徽省，东临黄海，南 至镇江、南通两 市。 研 究 区 内 地 理 位 置 优 越，交 通 发 达。 行 政 区划有扬州市、泰州市、南通市、盐城市和淮安市。
苏北盆地属苏北 －南黄海盆地陆上部分，为中 －新生代形 成的典型陆相箕状断陷型盆地。该构造单元西侧为鲁苏隆起，
地热资源是 一 种 绿 色 低 碳、可 循 环 利 用 的 清 洁 能 源，具 有 储量大、分布广、清 洁 环 保 的 优 点，近 些 年，我 国 在 中 低 温 地 热 资源开发利用上 有 加 速 发 展 趋 势。 目 前，在 河 北、河 南 地 区 已 形成我国最 大 的 地 热 供 暖 城 市 群。 过 去，受 到 经 济 条 件 的 限 制，国家仅在黄河以北地区规定必须有采暖设施。江苏省处于 南北交界处，冬季没有取暖设施，随着物质生活水平的提高，人 们对建筑采暖有了迫切的需求。因此，本文调研苏北盆地地热 资源情况，以地温场特征、热储类型和热储分布特征为基础，结 合市场情况，优选 出 苏 北 盆 地 有 利 靶 区，为 江 苏 省 地 热 资 源 开 发提供基础性勘探资料。
３ 热储类型与分布特征
苏北盆地内主要发育孔隙型热储［４］，已开发的热储层主要 为新近系盐城组和古近系三垛组，井口温度在 ４０～６０℃，推测 古近系戴南组亦有可能成为有利热储。其中，盐城组热储底板 埋深在 ２００～１８００ｍ，厚度 ４００～１０００ｍ，孔隙度高、储水性好，盐 城组的地热井井口水温 ２６～５５℃，导水系数在 １．４～１５９．６ｍ３／ ｄ，储厚 比 平 均 为 １５％ ～３５％。三 垛 组 热 储 顶 板 埋 深 ８０～ １５６０ｍ，厚度 ０～１３５６ｍ，地热井出口水温 ４０～７３℃，导水系数 ２２ ～７５ｍ３／ｄ。本区地热井揭露三垛组厚度在 ２００～３００ｍ，储厚比 ２２％ ～３３％。戴 南 组 热 储 温 度 较 三 垛 组 高，一 般 分 布 ２５～ １００℃，厚度 ０～１０５１ｍ。寒武系的碳酸盐岩热储主要分布在隆 起区，热储温度分布 ４０～９０℃（图 ２）［５］。
基于热储法的银川盆地地热资源评价
基于热储法的银川盆地地热资源评价一、地热资源概况银川盆地是中国西北地区的一个典型的新生构造盆地，地处祁连山与贺兰山之间，地形较为平坦。
根据地质勘探资料显示，银川盆地内分布有多处地热异常区，主要集中在盆地的东北部、中部和西北部，分布范围较广。
盆地内的地热资源主要以热水资源为主，温度较高，有较好的开发利用潜力。
二、热储法评价（一）地热资源的储量评价1. 热源分布情况通过地质勘探和地热地球物理勘探资料的分析，银川盆地的地热资源主要分布在河谷、裂缝和岩石层等地质体中。
裂缝型地热资源较为丰富，主要分布在盆地的东北部和中部地区，资源储量较大。
岩石层型地热资源主要分布在盆地的西北部地区，储量较为可观。
2. 热水储量评价热储法评价中，需要对地下热水的储量进行评估。
通过地下水钻孔数据和地下水化学分析资料的分析，可以得到热水的储量分布情况。
根据分析得出的数据，银川盆地的热水储量较大，盆地东北部和中部地区的热水储量较为丰富，为开发利用提供了良好的条件。
地热资源的温度是评价其开发利用潜力的重要指标。
通过地热勘探钻孔的温度资料和地热水的温度数据的分析，可以得到地热资源的温度分布情况。
根据分析结果可以看出，银川盆地内的地热资源温度较高，其中部分地区的地热水温度超过100℃，具有较好的开发利用潜力。
（四）地热资源开发利用建议在评价结果的基础上，可以提出以下地热资源的开发利用建议：1. 加强地热资源的勘探开发工作，尤其是在盆地的东北部和中部地区，加大勘探投入，寻找更多的地热资源点。
2. 发挥地热资源在供暖、发电等领域的应用价值，推动地热能的开发利用。
3. 加强地热资源的环境保护工作，加强对地热开发利用过程中环境影响的监测和治理。
4. 加强地热资源的科研合作，推动地热资源的高效开发和利用。
本文基于热储法对银川盆地地热资源进行了评价，结果表明盆地内的地热资源储量大、温度高、开发利用潜力大，具有良好的开发前景。
希望通过本文的研究，可以为银川盆地地热资源的开发利用提供科学依据，促进地热能的可持续发展。
地热资源的勘探工作研究与展望
地热资源的勘探工作研究与展望发布时间：2022-08-03T06:17:29.122Z 来源：《城镇建设》2022年第3月6期作者：郭祥震[导读] 目前世界资源日益紧缺，各个国家都在积极的寻求新能源以代替不可再生资源郭祥震辽宁省第八地质大队有限责任公司前言：目前世界资源日益紧缺，各个国家都在积极的寻求新能源以代替不可再生资源。
资源的探索使得世界的视角转向地热资源的开发与应用。
地热资源对于现在的世界来说是一种有着无限发展潜力和开发运用作用的新能源。
它的开发与应用能够促进世界经济的发展，有非常大的经济效益。
地热资源是一种清洁的可再生资源，有着广阔的开发应用前景，如用于发电、采暖、医疗洗浴、疗养、农业种养殖等领域。
地热资源的开发与应用能够促进世界经济的发展，对世界人民的生活品质的提升有很大好处。
现阶段，地热已经被广泛的应用到采暖、空调、农业和水产养殖、发电等生活生产中。
基于此，本文将着重对沧州市献县地热资源的勘探工作进行分析研究与展望，以期能为今后该地区的地热资源利用起到一定的借鉴作用。
关键词：地热资源；勘探；前景摘要：地热资源是一种正在被世界很多国家广泛应用的新资源，它开发出来以后价格比石油更便宜更经济更实惠。
地热资源最大的优点是无污染，完全符合我国目前的社会发展的要求。
地热在我国有着很广泛的应用，比如燃烧转化成热能为人们提供暖气，为人们在洗浴、游泳等诸多方面提供帮助。
热水中往往含有一些特殊的气体、化学组分、微量元素和放射性元素，具有医疗保健作用，可大规模地用于洗浴、饮用、医疗、地热旅游等。
因此，地热的开发利用具有重要的经济意义。
1地热资源开发利用研究现状1.1我国地热资源现状我国地热资源的勘探从无到有取得了很大进展。
新中国成立以来，我国的地质勘探技术获得了极大的发展，并在全国范围内举行了多次大型地质矿产勘探工作，实现了大面积航空测量同地面地质、遥感地质等勘查，检测到面积极大得到金属矿产，为我国经济建设提供了大量的金属矿资源，为我国经济建设提供了物质保证。
潘三矿热害调查及风温预测研究
潘三矿热害调查及风温预测研究随着我国煤矿开采深度的加深,热害成为矿井必须面临的问题。
热害不仅加大了煤矿开采的成本,同时也影响了煤矿的安全生产。
热害产生的原因调查是热害治理的前提,而风温的预测则是降温措施设计的关键。
本文以潘三矿为研究对象,对矿区井下热力状态参数进行了测试,根据热源的计算公式对井下热源进行了统计,结果显示地热是导致井下高温的主要因素。
本文结合矿区地温钻孔资料,采用理论综合分析和回归分析等方法对矿区地温分布状况进行了详细的调查,研究表明潘三矿区平均地温梯度为3.2℃/hm,属于地温正异常区；-650m水平已处于一级热害区和二级热害区之间,热害较为严重。
矿区出现地温正异常特征与多种地质因素有关,如褶曲构造、地下水的运移、地层的岩性以及岩浆岩活动等地质因素都会对地温的分布产生一定的影响。
本文结合潘三矿区地质资料对引起矿区地温异常的地质因素进行了主次分析,得出褶曲构造是导致地温异常的最主要因素。
由于潘三矿热害较为严重,井下风流温度高,需要采取降温措施。
而具体降温措施的设计,需要基于对井下风流温度进行预测评估,否则会导致成本过高或达不到降温要求。
因此,预测井下风温是降温措施设计的关键。
目前井下风温预测模型大都是数学理论模型,公式复杂,公式中的一些参数不易获取,导致应用推广能力较差。
因此本文在基于对BP算法进行改进的基础之上,提出利用BP神经网络构建风温预测模型。
预测模型在潘三矿井筒井底以及11163掘进面风温的预测中取得了良好的预测效果,风温预测的绝对误差不超过1℃。
因此,该模型预测结果对于潘三矿降温措施的设计具有实际参考意义。
为了提高风温预测模型的可操作性,本文基于matlab环境下,编制了BP神经网络风温预测GUI界面,并对界面进行了详细的操作,可实现对风温的智能预测。
基于热储法的银川盆地地热资源评价
基于热储法的银川盆地地热资源评价
地热资源是一种重要的可再生能源，在减少对传统能源的依赖和环境保护方面发挥着
重要作用。
为了开发和利用地热资源，需要进行地热资源评价。
本文以银川盆地为例，基
于热储法对其地热资源进行评价。
通过地质调查和勘探，获取银川盆地的地质概况。
银川盆地位于中国西北地区，地质
构造复杂，主要由古生代和新生代的沉积物组成。
在地质特征的基础上，确定了银川盆地
的地热潜力。
然后，进行热储量评估。
热储量是指地下岩石中储存的热能的总量。
根据银川盆地的
地质特征和地温数据，计算出盆地内岩石的热储量。
可采用数值模拟方法，建立地热储量
模型，通过计算模拟得到热储量的分布和大小。
还需评估热储岩的热导率、容重和孔隙度
等参数，以确定盆地内热储岩的储存能力。
接下来，进行地热水资源评估。
地热水是指地下岩层中储存的热水资源。
根据银川盆
地的地下水位、水文地质和地温数据，评估盆地内地热水的分布和含量。
还需分析地热水
的温度、流量和水质等指标，以确定其可利用性和经济性。
进行地热资源开发潜力评价。
综合考虑热储量和地热水资源的评估结果，评价银川盆
地的地热资源开发潜力。
结合地热利用技术和经济因素，确定地热资源的利用方式和规模，为银川盆地的地热资源开发提供科学依据。
中国大陆科学钻探靶区深部温度预测
中国大陆科学钻探靶区深部温度预测汪集;胡圣标;程本合;李铁军;杨文采;程振炎【期刊名称】《地球物理学报》【年(卷),期】2001(044)006【摘要】依据中国大陆科学钻探(CCSD)两口先导孔中地热测量和岩石样品热物性参数,对5000m深钻的可能钻遇温度进行了预测.先导孔中地温梯度介于19-26℃/km;岩石热导率变化为2.64-8.81W/(m@K),平均(3.94±1.26)W/(m@K);实测热流值为76-80mW/m2;30块岩石样品放射性生热率变化为(0.09-2.17)μW/m3,450m深度以上层平均(0.76±0.5)μW/m3,以下层段平均(0.48±0.2)μW/m3,生热率随深度递减,但变化趋势难以明确判定.分别对热流和热导率取上、下限,采用不同的生热率随深度的分布函数,区分考虑或不考虑热导率的温度相关性,分别计算出5000m深度内可能的温度分布剖面.计算结果表明,超深井于5000m垂直深度上的温度将达到110-140℃,2000m深度的探井钻遇温度将介于54-64℃.此外,考虑热导率的温度效应后预测的温度一般高于未考虑热导率温度效应5-8℃.【总页数】9页(P774-782)【作者】汪集;胡圣标;程本合;李铁军;杨文采;程振炎【作者单位】中国科学院地质与地球物理研究所,北京,100029;中国科学院地质与地球物理研究所,北京,100029;中国科学院地质与地球物理研究所,北京,100029;中国科学院地质与地球物理研究所,北京,100029;中国地质科学院地质研究所,北京,100037;中国地质科学院地质研究所,北京,100037【正文语种】中文【中图分类】P314【相关文献】1.中国大陆科学钻探(CCSD)深部地层微生物研究——两株未培养地下微生物菌株原位含量的分析 [J], 王远亮;夏莹;东秀珠;董海良;杨克迁;董志扬;黄力2.苏鲁超高压变质岩区深部流体He-Ar的系统关系:中国大陆科学钻探工程在线流体监测的解析 [J], 曾令森;詹秀春;梁凤华;罗立强;许志琴3.中国大陆科学钻探孔区的垂直地震剖面调查 [J], 朱光明;杨文采;杨正华;杜有成;杨贵明;姚虹;杨占江;程振炎4.中国大陆科学钻探井区深部构造地震波反射特征 [J], 杨正华;朱光明;张宇航;吴永新5.变质岩区地震波速度的特点及其影响因素——以中国大陆科学钻探孔区为例 [J], 姜修道;朱光明因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
天津地热潘庄凸起构造区热储动态调查与浅层地温能勘查招标文件【技术分册】
中国地质调查局水文地质环境地质调查中心2018年地质调查项目委托业务第1包:潘庄凸起构造区热储动态调查与浅层地温能勘查（项目编号/包号:错误！未找到引用源。
/001）磋商文件(技术要求分册)中国地质调查局水文地质环境地质调查中心五矿国际招标有限责任公司2018年4月第三章评分标准评分标准1234第五章技术要求一、委托业务名称及概况委托业务名称：潘庄凸起构造区热储动态调查与浅层地温能勘查。
委托业务概况：本标段为中国地质调查局地质调查二级项目“天津潘庄凸起构造区地热资源调查”浅层地温能调查工程，在充分收集前人资料的基础上，开展潘庄凸起构造区热储动态调查与浅层地温能勘查，基本查明工作区热储压力、温度、水质、开采量和回灌量等要素年际变化特征，分析近三年来热储动态变化规律，为工作区地热资源的勘查评价提供基础数据；开展浅层地温能勘查，实施勘探孔施工与原位热响应试验。
经费控制数及来源：2018年度经费控制数175.00万元，经费来源于中央财政。
二、工作起止时间起止时间：自合同签订之日起至2018年12月31日。
三、工作区自然地理、经济及交通工作区位于天津市东丽区，地处位于天津市中心市区和滨海新区之间。
气候气象上隶属北温带半干旱半湿润季风气候区，四季分明，冬季寒冷干燥，夏季高温高湿、雨热同期；春季干旱多风，冷暖多变，秋季天高云淡，风和日丽。
构造单元上位于潘庄凸起构造区，地理位置处于东经117°13′~117°36′，北纬39°00′~39°21′，南北长约40km，东西宽约35km。
行政单元上主要隶属天津市东丽区，工作区涵盖的主要行政区划有：东丽区、宁河区西南部、津南区北部、北辰区东南部、以及中心城区东部。
工作区核心区距天津市中心24km，距天津港30km，距天津经济技术开发区19km，距京津塘高速公路出口10km，距天津滨海国际机场12.5km。
工作区已形成地下城市轨道交通、陆上铁路公路系统、河运海运路线、以及航空运输航道的三维立体式交通网，交通条件便捷。
地热能的地质勘探与资源评价研究
地热能的地质勘探与资源评价研究地热能是一种源源不断的清洁能源，具有巨大的开发潜力，对于我国能源转型和环境保护具有重要意义。
地热资源的勘探与评价是地热能开发利用的重要环节。
近年来，随着我国对可再生能源的重视和地热能产业的快速发展，备受关注。
一、地热资源的概念及特点地热资源是指地球内部储存的热量，是一种可以持续利用的可再生能源。
地热资源主要分为高温地热资源、中温地热资源和低温地热资源。
高温地热资源温度在150℃以上，适合直接利用；中温地热资源温度在60℃-150℃之间，适合发电、供暖等利用方式；低温地热资源温度在60℃以下，适合浴疗、温室等利用方式。
地热资源具有分布广泛、稳定可靠、环保清洁等特点，是一种理想的清洁能源。
但由于地热资源的分布不均匀、勘探成本高、开发利用技术复杂等限制，地热能的开发利用一直面临着挑战。
二、地热能的地质勘探地热能的地质勘探是确定地热资源分布、温度和规模的过程。
地热能的地质勘探工作包括地质调查、地球物理勘探、水文地质勘探等环节。
地质调查是地热资源勘探的起点，通过野外地质调查和样品分析等工作，获得地热资源的地质背景和热点分布情况。
地球物理勘探是通过测量地球物理参数，如地温、地热流、地磁等，确定地下热源的位置和温度。
水文地质勘探是研究地下水文地质条件，确定地下水位、水质等信息，为地热资源的开发利用提供基础数据。
地热资源的地质勘探是一项复杂的工作，需要多学科、多专业的配合。
地热勘探人员需要具备地质、地球物理、水文等方面的知识，熟悉勘探技术和方法，才能顺利完成勘探任务。
三、地热资源的资源评价地热资源的资源评价是对地热资源进行数量评估和经济评价的过程。
资源评价的目的是确定地热资源的储量、可开发程度和经济价值，为地热资源的开发利用提供科学依据和技术支撑。
资源评价的方法主要包括地质方法、地球物理方法和数学模型等。
地质方法是通过地质勘探数据，分析地热资源的产热机制、分布规律和矿床特征，推断地热资源的规模和状况。
徐州市主城区浅层地温能开发适宜性分区研究
图 M"徐州市主城区第四系厚度等值线及岩溶分布 #$%&M"Z5-6(04-0A 6+$*84(11*)46)50-4/8-016/$160$J56$)4
$46+(,-$450J-4@)4()2a5@+)5>$6A
7.震旦系城山组( *.震旦系张渠组+九顶山组( 1.寒武系下段( 5.寒武系中段( !.寒武系上段( >.奥陶系中+下段( @.石炭系中+上段( B.二叠 系( A.侏罗系蒙阴组( 7=.白垩系王氏组( 77.下更新统( 7*.中上更新统( 71.全新统( 75.青白口系( 7!.黏土( 7>.页岩( 7@.砂岩( 7B.灰岩( 7A.白云岩
7"研究区自然概况
徐州市位于江苏省北部!主城区面积 >55 aX* ! 年平均气温 75 l!一月平均气温 +=.@ l!七月平 均气温 *@ l!供热与供暖天数均为 A= 0!为浅层地 温能开发提供了较好的条件% 徐州市地处黄泛平 原!位于鲁南山区南缘!属华北平原的一部分% 总
ห้องสมุดไป่ตู้
收稿日期 *=7B +=7 +7*( 修订日期 *=7B +=1 +=!% 基金项目 江苏省地质矿产勘查局, 徐州城市规划区浅层地温能调查与评价# 编号 *=7! +,U+> 号$ - 项目资助% 第一作者简介 景佳俊#7AB1+$ !男!工程师!主要从事水工环和地热地质研究工作% IX#(T" 1A1!AA*BAidd.-MX%
图 B"徐州市主城区地质剖面示意图 #$%&B"'().)%$*-.1(*6$)4)26+(,-$450J-4@)4($4a5@+)5>$6A
江苏徐州城市规划区浅层地温能潜力评价及环境效益分析
江苏徐州城市规划区浅层地温能潜力评价及环境效益分析刘爱斌;翟如伟;景家俊;陶文杰【摘要】浅层地温能属于清洁、安全、可再生的地热资源,是国家重点支持开发利用的能源方向.徐州城市规划区总面积3157 km2,主城区面积641 km2.通过调查规划区水文地质-工程地质钻探、热物性试验、施工钻孔热响应试验等工作手段,大致查明了规划区浅层地温能赋存的地质背景、形成条件、分布规律及地温场特征,进行浅层地温能开发利用适宜性分区,进而进行浅层地温能资源潜力评价及环境效益分析.根据评价分析结果,若徐州市城市规划区的浅层地温能资源全部开发利用,节能减排效益十分可观.%Shallow geotherm is a kind of clean,safe and renewable energy.The urban planning area of Xuzhou City,Jiangsu Province,covers a total area of 3157 km2,including 641 km2 of downtown area.Based on the hydrogeological and engineering geologicaldrilling,thermal property test and thermal response test in the planning area,this paper recognizes the geological background,forming conditions,distribution and geothermal field characteristics,and divides the suitability zones for exploitation and utilization of shallow geothermal energy,then evaluates the resources potential and analyzes the environmental benefits.The results show that the energy saving and pollution reduction effect is considerable.【期刊名称】《地质与资源》【年(卷),期】2017(026)003【总页数】7页(P296-302)【关键词】浅层地温能;城市规划区;地温能容量;节能减排;经济效益;江苏徐州【作者】刘爱斌;翟如伟;景家俊;陶文杰【作者单位】江苏省地质矿产局第五地质大队,江苏徐州221004;江苏省地质矿产局第五地质大队,江苏徐州221004;江苏省地质矿产局第五地质大队,江苏徐州221004;江苏省地质矿产局第五地质大队,江苏徐州221004【正文语种】中文【中图分类】P314浅层地温能是指地表以下一定深度范围内，温度低于25℃，在当前技术经济条件下具备开发利用价值的地球内部的热能资源，是地热资源的重要组成部分［1-2］，属清洁、安全、可再生能源，是国家重点支持开发利用的能源方向.全面开发利用浅层地温能将产生巨大的节能减排效益，对促进城市规划区可持续发展，减少煤炭石油等高碳能源消耗，减少温室气体排放，达到经济社会发展与生态环境保护双赢的一种经济发展形态具有重要意义［3］.1.1 自然地理特征徐州位于江苏省北部，地处黄泛平原，同时又位于鲁南山区南缘.总体地形特征：西北和东南部为平原区，中东部和西南部为低山丘陵及山前、山间平原区.黄泛冲积平原分布于废黄河两侧，地势低平，地面标高26.40～37.00 m，地势总体微向东南倾斜.按地貌成因和形态特征，可划分为剥蚀堆积地貌、堆积平原和冲积垄状高地三大类型.徐州市地处北亚热带与暖温带之间过渡带，属湿润－半湿润季风气候区，日照充足，四季分明.徐州年气温14℃，一月平均气温－0.7℃，七月平均气温27℃，年均降水量800～930 mm，最大年降水量为1297 mm，最小年降水量为259.5 mm.本次评价徐州城市规划区总面积3157 km2，主城区面积641km2. 1.2 地层结构特征徐州城市规划区内第四系分布较广泛，规划区内沉积类型有冲积、冲湖积、冲洪积、湖沼积、坡洪积等.规划区第四纪地层划分方案见表1.受基岩起伏面和古地理环境的变化影响，其厚度变化较大：微山湖－卧牛山以西为40～140 m，潘塘－棠张一带40～65 m，其他地区10～40 m（图1）.1.3 浅层地温场分布特征1.3.1 地温场垂向分布地壳浅层地温场在垂向上的变化特征受地层岩性、结构、孔隙度、当地气候、地下水活动等多种因素的影响，自上而下依次为变温带、恒温带和增温带［4-7］.徐州城市规划区恒温带温度16.6～17.1℃，埋深20～30 m，恒温带温度比徐州年平均气温略高2.6～3.1℃，浅部地温梯度2.0～2.3℃/hm.变温带地温场受太阳辐射变化的影响，呈现出昼夜和季节性变化特征（图2、3）.变温带的温度与气温呈现高度一致性，可见地温的变化受气温影响，变幅小于气温.根据徐州地区煤矿勘探及其他勘探资料统计，徐州及丰沛地区的千米地温，最高为49.00℃，平均39.19℃，地温梯度平均最高2.81℃/hm，平均2.28℃/hm.不仅低于华北准地台，也低于江苏省的平均水平.但在单孔中存在局部地温梯度异常，如柳泉景山勘查区，900～1000 m地温梯度达到5.27℃/hm；潘塘盆地中施工的两个钻孔，在1600 m以下地温异常明显，地温梯度平均4.3～10.73℃/hm.1.3.2 地温场平面分布从地温等值线图（图4）以及测温数据可以得出以下结论：规划区20 m埋深深度的地温普遍低于19℃，温度范围基本在17.0～19.0℃.规划区温度规律大致是西高东低.1.3.3 岩土热物性及地温场岩土热响应规划区第四系松散沉积物比热容室内测试结果范围大致在1.50～1.64 kJ/（kg·K），导热系数室内测试结果范围大致在1.71～1.87 W/（m·K）；基岩比热容室内测试结果范围大致在0.89～1.61 kJ/（kg·K），导热系数室内测试结果范围大致在1.34～2.81 W/（m·K）.根据热响应实验结果，岩土体导热系数主要受岩性影响，不同岩性的岩土样其热物性有明显差异.单孔换热量夏季为62～78 W/m，冬季46～50 W/m.潘塘盆地换热量较低，仅相当于其余区域的70%左右.1.4 地埋管地源热泵系统适宜性分区目前对浅层地温能资源开发主要的利用方式为地下水地源热泵系统和地埋管地源热泵系统.徐州目前城市覆盖率较高区均处于第四系厚度小于100 m区域，地层岩性以灰岩为主，地下水资源丰富，但属于徐州市城市供水水源.该区域属地下水源保护区，不具备地下水源热泵开发利用条件，仅适宜采用地埋管式地源热泵开发利用浅层地温能.因此将徐州城市规划区地埋管地源热泵的适宜性分区均划分为3级：适宜区、较适宜区及不适宜区.根据适宜性分区图（图5），徐州城市规划区地埋管换热适宜区域面积为359.4 km2，主要分布在规划区的西北部；较适宜区面积为2438.7 km2，整个规划区大部分区域都有分布；不适宜区面积为359.3 km2，零星分布在规划区各个区域，不适宜区主要位于第四系厚度在30～50 m且含水层总厚度小于10 m的区域，不利于浅层地温的富集与储存.2.1 评价方法本次评价将在适宜性分区的基础上，结合浅层地温能的可利用量，考虑地源热泵的能效比（COP和EER），采用单位面积可利用量的供暖和制冷面积表示［8-10］. 由于浅层地温能需要通过地源热泵系统才能用于建筑的制冷和供暖，故从地下提取的热量或冷量并不等同于建筑得到的热量或冷量［11］.根据《地源热泵系统工程技术规范（GB50366－2005）》［12］，在不考虑输送过程的热量得失和水泵自身释放热量的前提下，夏季的排热量和冬季的取热量分别按下式估算：式中，EER为地源热泵机组的制冷性能系数；COP为地源热泵机组的供热性能系数.根据相应区域的可开采资源量，估算区域内的地埋管地源热泵可应用建筑面积，并得出单位面积的可应用建筑面积.2.2 参数选取1）建筑供暖与制冷的负荷当地普通住宅冬季热负荷、夏季冷负荷指标分别为50 W/m2，80 W/m2.2）地源热泵机组的制冷性能系数和供热性能系数根据江苏省工程建设标准《地源热泵系统工程技术规程（DGJ32TJ89－2009）》［13］的相关规定，确定地源热泵系统的EER一般为3.45～5.20，而COP一般为3.25～4.80.结合江苏地区浅层地温能开发利用的实际情况，确定徐州城市规划区地源热泵系统的EER和COP统一按照4.0考虑.3）夏季排热量和冬季取热量根据建筑供暖与制冷的负荷、地源热泵机组的EER和COP，得出徐州城市规划区的浅层地温能开发利用建筑在一般情况下，冬季从地下取热为37.5 W/m2，夏季向地下排热为100 W/m2.2.3 地埋管地源热泵系统潜力评价根据评价方法与参数选取情况，按可采资源换热功率评价结果估算得到在考虑土地利用系数情况下的规划区地埋管地源热泵系统的潜力.按可采资源换热功率评价结果，规划区地埋管地源热泵的夏季总制冷面积为4.42×108m2，冬季总供暖面积为8.14×108m2.按照单位制冷面积评价估算，规划区地埋管地源热泵的潜力位于9.06×104～44.8×104m2/km2.其中潜力高的区域主要分布在泉山区大部分区域、鼓楼区大部分区域、云龙区大部分区域，总面积约为254.5 km2，占规划区总面积的9.10%，单位可制冷面积为22.1×104～44.8× 104m2/km2；潜力中等的区域主要分布贾汪区和铜山区，总面积约为2459.27 km2，占规划区总面积的87.89%，单位可制冷面积为13.2×104～14.6×104m2/km2；潜力低的区域主要分布在睢宁县双沟镇以及铜山区棠张镇，总面积约为84.33 km2，占规划区总面积的3.01%，单位可制冷面积为9.06×104～1.05×104m2/km2.综上可知，规划区冬夏季制暖制冷面积较大，但按照单位制冷面积评价估算可知，区域内大部分区域位于潜力中等区域，潜力高的区域较小，潜力低的区域更小，故区域地埋管热泵系统潜力较高.3.1 估算分析方法规划区位于徐州市城市供水水源，属地下水源保护区，不具备地下水源热泵开发利用条件，仅适宜采用地埋管式地源热泵开发利用浅层地温能，故全区采用地埋管地源热泵系统开采浅层地温能.综合夏天制冷和冬天供暖的实际情况，浅层地温能开发利用的总能量为：式中，g—夏季交换量（kJ）；h—冬季交换量（kJ）.其中：a—夏季热泵系统换热功率（kW）；b—冬季热泵系统换热功率（kW）；c—热泵夏季制冷天数（d）；d—夏季热泵运行小时数（h）；e—热泵冬季制冷天数（d）；f—冬季热泵运行小时数（h）；COPX—夏季热泵运行能效比系数；COPD—冬季热泵运行能效比系数.根据《综合能耗估算通则（GB/T2589－2008）》［14］中原煤的折算系数，并考虑燃煤与换热效率等因素，选取转换系数0.6［15］估算出浅层地温能资源开发利用量折算成的原煤量.式中，G—折合成原煤量（t/a）；GB—开发利用浅层地温能折合标准煤（t/a）. 以此为基数参照《地热资源地质勘查规范（GB/T11615－2010）》［16］，估算浅层地温能开发利用排量带来的经济环境效益.浅层地温能的开发利用不仅节约了常规能源（煤炭、燃油等），还在很大程度上改善了环境质量，减少了常规能源使用带来的环境污染，如燃煤锅炉排放的烟雾、粉尘、二氧化硫等污染物，这些污染直接影响了大气环境，对生态也产生了直接的影响，损害了人类的生命健康.但浅层地温能的开采同样要使用电能，因此，在本次评价中对环境效益的评价为扣除因开采浅层地温能造成的能源消耗.根据浅层地温能开发利用效率和实际燃煤的利用效率，应用浅层地温能的实际节煤量如表2所示，计算方法如下：式中，M—开发利用浅层地温能实际节省的原煤量（t/a）；MB—开发利用浅层地温能实际节省的标准煤（t/a）.煤渣可以被二次利用，如铺路、炼水泥等，故这里不作为有害物估算.根据实际节煤情况，利用浅层地温能可减少向大气中排放煤灰、氮氧化物、二氧化硫、二氧化碳及减少环境治理费的估算公式如下所示：式中，GSO2—减少SO2的排放量（kg）；GNOx—减少NOx的排放量（kg）；GCO2—减少CO2的排放量（kg）；G粉尘—减少粉尘的排放量（kg）；G煤渣—减少灰渣的排放量（kg）；F—节省的环境治理费用（元）.3.2 考虑土地利用系数的节能减排效益分析在考虑土地利用系数的情况下，规划区地源热泵冬季最大总换热功率为3.05×107kW，夏季最大总换热功率为4.42×107kW.结合徐州市的气象数据，综合考虑热平衡问题，采取估算参数如表3.由此估算得出规划区浅层地温能全部开发利用，相当于每年节约标煤量约602×104t.此外，每年将减少CO2排放约1436.8×104t，减少SO2排放约10.2×104t，减少NOx（氮氧化合物）排放约3.6×104t，减少悬浮质粉尘约4.8×104t，减少灰渣排放0.6×104t，节省环境治理费约16.7亿元，节能减排效益十分可观.1）徐州城市规划区地处气候寒冷地区，冬天和夏天都较长，建筑供暖与制冷的需求很大.规划区第四系分布较广泛，但受基岩起伏面和古地理环境的变化影响，厚度变化较大，100 m深度范围内岩土体的平均导热系数一般为1.46～2.44W/m·K；规划区20 m埋深深度的地温普遍低于19℃，温度范围基本在17.0～19.0℃.规划区温度规律大致是西高东低.徐州城市规划区适宜进行地源热泵系统开发利用的总面积约为2798.1 km2，占全区面积的88.63%.2）规划区100 m深度范围内单位温差的浅层地温能容量为8.11×1014kJ/℃，合标准煤27 672×104t.在考虑土地利用系数的情况下，规划区100 m深度地埋管地源热泵系统的夏季总换热功率为4.42×107kW，可制冷面积为4.42×108m2；冬季总换热功率为3.05× 107kW，可供暖面积为8.14×108m2.3）若徐州市城市规划区的浅层地温能资源全部开发利用，相当于节约标煤量约10 665×104t.每年将减少CO2排放约25 447.0×104t，减少SO2排放约181.3×104t，减少NOx（氮氧化合物）排放约64.0×104t，减少悬浮质粉尘约85.3×104t，减少灰渣排放10.7× 104t，节省环境治理费约296.6亿元，节能减排效益十分可观.【相关文献】［1］DZ/T 0225－2009.浅层地热能勘察评价规范［S］.北京：中国标准出版社，2009.［2］韩再生，冉伟彦.城市地区浅层地温能评价方法探讨［J］.城市地质，2007，2（4）：10－16.［3］胡平放，朱娜，袁东立，等.地源热泵地埋管换热系统热堆积分析［J］.土木工程与管理学报，2008，25（1）：24－27.［4］徐辉.夏热冬冷地区地源热泵系统运行特性分析［D］.扬州：扬州大学，2014.［5］李彦花.夏热冬冷地区地源热泵地域适宜性评价体系的研究［D］.郑州：中原工学院，2014. ［6］马勇.地源热泵系统运行能效测评与能效影响因素的研究［D］.武汉：武汉科技大学，2013. ［7］余传辉.地下土壤导热系数估算方法及结果分析［D］.长春：吉林大学，2006.［8］杨志昆.地埋管地源热泵换热器的热响应测试与数值模拟［D］.南京：南京航空航天大学，2011.［9］於仲义.土壤源热泵垂直地埋管换热器传热特性研究［D］.武汉：华中科技大学，2008. ［10］朱祖文.地源热泵典型垂直地埋管换热器数值模拟研究［D］.杭州：浙江大学，2013. ［11］郝小充，余跃进，毛炳文，等.岩土热响应试验在土壤源热泵系统设计中的应用［J］.制冷学报，2011，32（6）：44－48.［12］GB50366－2005.地源热泵系统工程技术规范［S］.2005.［13］DGJ32/TJ89－2009.江苏省地源热泵系统技术规程［S］.2009.［14］GB/T2589－2008.综合能耗计算通则［S］.2008.［15］郑克棪.关于地热利用与节煤减排的计算方法［J］.地热能，2008 （2）：24－24. ［16］GB/T11615－2010.地热资源地质勘查规范［S］.2010.。