衡水市地热资源特征与开发利用前景分析.pdf

l 6 河 北 地 质 2 0 0 8 年第4 期 衡水市地热资源特征 与开发利用前景分析 苏永强冯来全(河北省地勘局第三水文工程地质大队 衡水 0 5 3 0 0 0)摘要本文对衡水市地热地 质条件、地热资源 的特 点 及开发利用现状进行 了分析，提 出了适合 当地 的开发 利用设想，以实现地热资源的 良性循环发展，从而推动衡水市经济的发展。关 键 词 地 热 资 源 开 发利 用 衡水 市 1 前言 地热资 源是 目前最具 有开发前 景的绿 色可再生 能 源，开发前景 十分 广 阔，与其 它新 能源 相 比，地热 具 有持续稳定、占地 少、可直 接 利用、成 本低 等 一 系 列优点。地 热 目前广 泛应用在发 电、供 暖、绿色农 产 品种植、水 产养殖、地 热空调、理疗 保健等诸 多方 面，充分利用地 热资源，对 调整能 源结 构、改 善环境质 量 具有十分重 要的意 义。衡水市 在 2 0世纪 6 0年代农 田供水勘 查 过程 中 发现 了地下 热水，揭 示 了地热 资源的存在，但 尚未 引 起足够重视。进入 9 0年代后，人们才对 地热 资源 利 用提到议事 1 3 程，1 9 9 0年 1 1 月河北省 地勘局第 三水 文工程地质 大 队，在 其 院内打成第一 眼地 热井，拉开 了衡水 市地 热资源 开发 的序 幕。2 衡水市概况及地热条件概述 2 1 地热地质 条件 衡水 市 地热 为层 状热 储，依 据地 热水 的赋存 空 间及热水通道 的不 同 分为 两种 类 型：一 种 是 以热 传 导为主 的中低 温 热储，即上第 三 系热 储。一种 是 在 热传 导与热对流共 同作用下 形成的深构 造裂 隙岩溶 型热储，即基岩热储。上第 三系热储：明化镇组 热储全 区均有分 布，底 板埋深 7 0 02 1 0 0 m，热 储层 富水性 较 好，单 井 涌 水 量 4 06 0 m h，井 口水温 4 05 0 ，水质 较好，矿 化 度一般小 于 2 g l；馆 陶 组 热储 在 景 县、阜 城 一 带 缺 失，底板埋深 9 0 0 2 4 0 0 m，单井 出水量 4 09 0 m h，井 口水温 5 5 8 5。矿化度北部较低为 l 3 g 1，中 南 部较高 为 5 9 g l。基岩热 储：寒武一 奥陶 系热储层，井 口水温一般 大 于 5 5，单井 出水量一 般大 于 5 0 m 3 h，矿 化度 3 0 l 1 o g l，水 化学 类型 多 为 C l N a型；中上元 古 界 热储层，井 口水 温大 于 5 5 ，单井 出水 量 一般 4 O一 8 0 m 3 h，矿化 度 变化 较 大，在 47 l 之 间，水 化 学 类型 多为 C l N a型或 C 1 H C O 一N a 型。2 2 地热资源 的特点(1)分 布 广：衡 水 市 以 新 生 界 地 温 梯 度 大 于 3 C 1 0 0 m，作为 圈定 地 热 田的 主 要 标 准，同时 结 合 构造、盖层厚 度、基 岩 埋 深，共 圈 出 3个 地热 田及 6 个地热异 常 区，面 积共 4 5 0 4 2 0 k m 2。占全 区总 面积 的 5 1 1。近 年，在地 热 田及地 热 异常 区 以外也 成 功钻凿出地热井，由此说明，衡水市地热资源分布十 分广 泛。(2)储 量 大：根 据 衡 水 市 地 热 资 源 调查 评 价 报 告，衡水市 地热 田及地 热 异 常 区地 热水 总储 存量 为 4 7 3 4 9 2亿 立 方米，地热 水 可采 量 为 1 7 0 4 4亿立 方 米，其 热资源量 为 2 4 0 5 61 0 坫 J，相 当于标 准煤 8 2 0 8 万吨。(3)水 温适宜：地 热 井 口 出水温 度 在 5 68 6 ，属于低温 地 热 资 源，可直 接 用 于小 区供 暖、洗 浴 保 健、种植 养殖等。(4)矿 物质和微 量元素 丰富：衡水 市北部地 热矿 化度为 13 g l，中南 部 矿 化 度 较 高 59 g l。L i、H B O 2、H 2 S i O 3 等元素含量达到矿水浓度标准，F、S r、R a 等元 素含量则达 到命 名 矿水 浓度 标准，具有较 高 的医疗保健 作用，宜 于作为 医疗矿泉 水开发 利用。收稿 日期：2 0 0 8 0 32 8；修订日期：2 0 0 8 0 8 2 5；编辑：张淑云 作者简介：苏永强(1 9 7 9 一)，I：稚师，主要从事水文地 质地热地质环境地雁 等方I if I 作 2 0 0 8 年 第 4期 苏永 强等：衡水 市地 热资 源特征 与 开发利 用前景 分析 l 7 3 衡水市地热开发利用现状 3 1 开发利 用现状 衡水市地热资源利用始于 1 9 7 9年华北石油钻 凿 的勘 探孔晋 4 3井，此井 成 井后 一 直 自流，自流 量 2 5 m 3 h，水 温 7 9 ，开始 仅 限 于 周 围 个别 农 民洗 浴 及屠 宰牲畜 用，1 9 8 9年 后 才 用 于小 面 积 养殖。1 9 9 0 年 1 1 月，河北 省地 勘 局第 三 水 文工 程 地质 大 队，在 其 院内打成衡水 第一 眼 地热 井，并 依此 为 依托 兴 建 了集食宿、洗浴、娱乐于一体的温泉宾馆，获得较好 经济效益。之后在衡水 市 区及 各县城 先后施工 数十 眼地热井，截止 2 0 0 5年底，全 区共有地热井 2 9眼，主要 用于小 区供暖、温 泉洗浴、特色养殖 等。2 0 0 5 年衡 水 市 地 热 水 年 开 采 总量 4 1 1万 立 方 米，主要开采层 位 为上第 三 系 馆 陶组 和 中上元 古 界 长城系热储，年产值超 过 1 0 0 0万元。3 2开发利用 中存 在的 问题(1)勘查开 发不规范：衡水市 地热资 源开 利用 处 于初步 阶段，一 方面，重 开发 轻 保 护，有 些地 区勘 查 程度低 于开发 程度，存 在着 无 序探 采 的现象。另 一方面，部 分地 区地热 资源潜 力 尚未 充分开 发利用。(2)开发 区域、层位 集 中：地 热 资 源利 用 受 当地 经济条件 的限制，衡 水 市地 热 资 源开 采 主要 集 中在 各 县城城 区内，仅衡水 市 区和深 州市 区，即占全市地 热井 的一半 以上；衡 水市 地 热 开采 层 位 主要集 中在 上第 三系馆 陶组和 中上 元 古界 长 城 系，造 成 地热 井 间相互干扰 现象。(3)地热综 合利用程度 较低：地热 资源综合 梯级 利用水平 偏低，利用方 式仅 限于洗浴、供 暖及少量养 殖，弃 水温度 较高，有些 地 热井 仅 一 种利 用方 式，地 热水在 取暖管 道循 环一 次 后 即排放，弃 水 温 度 大于 3 5 ，资源 浪费现象 严重。4 地热资源开发利用前景分析 衡水市 地处平 原区，矿产 资源缺乏，但地热 资源 分布广泛，储量丰富。利用好这一宝贵资源，对衡水 市打造特 色产业、增 强竞争优 势，实现跨 越性发 展将 起 到重大 的推进作用。4 1地热开发 潜力分析 衡水市在现状条件下(无 回灌)，地热水年可采 量为 1 7 0 4 4万 立 方米，现 状 年开 采 量 为 4 l l万立 方 米，占可开采量的 2 4 1，地热水可采模数为 3 7 8 万立方米 平方公 里。在未来 充分 回灌条件 下(地热 能 回采率 为 2 5)，地 热水年 可采 量为 1 1 8 3亿立 方 米，现状 开采 量 仅 占可 开 采量 的 0 3 5，地 热 水 可 采模数 为 2 6 3万立 方 米 平 方公 里。可 以看 出，衡 水市地 热资源开 发潜力 巨大。4 2地热开发 利用前 景分析 由于地热水 集 中 了水、热、矿 等 多种 功 能，可结 合衡 水市地 热资 源特 点进 行 开发 利 用，具 有 广 阔 的 开发利用 前景。(1)打造特 色温泉文化，大力发展地 热旅游 项 目 到 目前 为止，河 北 省平 原 还没 有专 门的地 热 温 泉旅 游观光 项 目，缺 少 温泉 特色 文化。衡水 市 可 以 抓住时机，通 过地 热 温泉 开发 及 温泉 文 化 建设 弥 补 了这方 面的空 白。通过规 划和建设 有一定 规模 的旅 游休闲度假 村、理疗 洗浴 城，打造 独 特 的温 泉 文化，从而带 动衡水旅 游业 的发 展。另外 在县城城 区还 可 1 8 河 北 地 质 2 0 0 8年 第 4期 以依 托房地 产业开 发地热，建设温泉小 区，不 仅提升 了城市 品味，还带来 了 巨大 的环境效 益。(2)提高 地热 资源综合利 用程度 根 据 国 内外地热 开 发利用 经 验，针 对供 热 对象 的不 同要求 对地 热资源进行 梯级利用。地 热供 暖、制 冷：冬季 以地 热 供 暖取 代燃 煤，可 以减 少废渣、尘埃、二 氧 化疏 等 的排放 量，有 利 于 改善大气 环境 质量。在冬 季采 暖期，可将 5 5 以上 的高温 度段地热 能 用 于常 规采 暖设 施 的居 民供 暖；3 5 4 5 的低温度 段地热 能用于地 板辐 射采 暖 及暖 风机采 暖设施 的供 暖；2 03 5 的地 热 尾水 通 过 运 用热 泵技术将 温度提 升 至 6 5 左右 用 于供 暖，使最 终 回灌地热水 的温 度控 制在 2 0 以下。夏 季，利用 地热水 通过 氨吸 收式 制 冷装 置进 行 室 内空气 调 节，相对 传统空 调，可以节约一半 以上 的电能。工 农业 利 用：高温 地热 水可 以广 泛应 用 于纺 织业、皮 革业，利 用地 热水 进行 漂纱、汰纱、烘 干、漂 洗、脱 毛及脱脂 等，农 副 产 品领域 可 用于 脱水、干燥 等。地 热水 在农业 中可用 于农作物育 苗和反 季节种 植，建立温 室解 决北 方地 区冬季 蔬菜、花卉 供 应等。中温地热 水还可 利用 其 热能 进 行冬 季 繁育 鱼 苗、家 禽孵 化育雏等。(3)开 发地热 水医疗保 健功 能 衡水市地 热 水 含 有 丰 富 的锂、碘、锶、溴、铁、锌、偏 硼酸、偏硅 酸 等矿 物 质 和微 量元 素，特 别是 偏 硅酸、锶及二氧化碳 的存在对人们 的健康有较好 的 保 健作用，是 典型 的医疗型 温泉，应充 分开发地 热水 的医疗保健作 用，利用 地 热水 的化 学 成 分开 展 中西 药 浴、电水浴、桑 拿浴、雾 化疗 等，并 配 以针 灸、按摩 和中西药 治疗 风 湿病、皮 肤病、冠 心 病、胃病 及运 动 系统疾病。另外，部分地热水 中含有 的对人体有益 的微量元素，符合饮用天然矿泉水水质标准，可以开 发生产饮 用天然 矿泉水。参 考 文 献 1 阎敦实，于英太 京津冀油区地热 资源 评价 利用 M 武汉：中 国地质大学出版社 2 0 0 0年 2 河北省地勘局第三水文工程地质大队 衡水市地热资源凋查评价 报告 R 2 o O 3年 3 周念沪 地热资源开发利用实务全书 M 中国地质科学 出版社，2 o o 5年 危机矿山找矿效益明显 危机矿山专项实施 4年来，找出的资源潜在经济价值超过万亿元，平均延长矿山服务年限 1 3年，稳定矿 山职工 3 4万 人。危机矿山专项到 目前已探获新增资源储量：原煤 2 9亿吨、铁矿石 6亿吨、锰矿石 5 6 1 万吨、铜金属 1 2 7万 吨、铅锌 金属 2 5 2万吨、钨(三氧化钨)1 1 万 吨、金金属 1 6 4吨、银 金属 3 4 8 8吨、磷 矿石 4 2 3 2万吨。危机矿 山接替资源 找矿专 项 2 0 0 4年实 施 以来，全面完 成 了我 国主要 固体矿 产 大 中型 矿 山资 源潜 力 调 查。调查结果表明，在被调查的 1 0 1 0座国有大中型矿山企业中，6 3 的矿 山存在接替资源危机。在危机矿 山中，7 4 的矿山有资源潜力。到目前，已部署安排矿山勘查工作 2 1 6座，截止到 2 0 0 7年底，7 1座矿 山取得 重要进 展，其 中新 增资 源储量达 到大型矿床 规模 的有 2 6座，达 到中型矿床 规模 的有 4 5座。在 成矿找 矿理 论 具有重要 突破 及在勘查 方法技术 上具有重要 示范 意义 的矿 山有 1 0座。危 机矿 山专项的另 一收获，是 极大地 改变 了人 们有关 矿产资源赋存 深度 的认识。以前，受技 术方法 及手 段的 限制，我 国矿产勘查 的深度往往 只有地 表 以下 3 0 0米 5 0 0米，矿 山企业甚 至有 些专家也认 为，在 现有矿 山的深 部找矿前 景渺茫。危机矿 山专项实施 后，辽 宁红 透 山、弓长岭 等在 现有 矿 山深部 找 到 巨大矿 体后，极 大地改 变 了人们 特别是 矿 山企业 的这一传 统认识。危 机矿 山专项实施 更大 的意 义还在 于，认 识 的改变推 动我国 向深部 要资源 战略 的实施。目前，国土资源 部已制订了东部几条重要成矿带深部找矿的规划，东部各省国土资源管理和国有地勘单位，也纷纷将向深部 要资源 作为 了 自己的找 矿重点。危 机矿 山除经济社 会效益外，还 具有极 大的地 质科学 意义。深部 找矿 的成 功，使地 质科学工 作者对 我 国 有关矿 床成 因类 型的认识 有 了进 一步深化，有的甚 至是突 破性认 识。在 国家公 益性地 质调查 队伍建设 中，也 专 门建设 了包 括开展基 础地学研究 及地质 找矿应用 研究、矿产勘查方 法技术研 究的科 技支撑 与服务机构，为 我 国矿 产勘查 取得 积极 进展提供 了切 实 的科 技 支撑。