南陽盆地地熱地質特征

南陽盆地地熱地質特征研究［摘要］南陽盆地位于秦嶺緯向構造帶與華夏類型構造反接復合部位，為三面環(huán)山向南開口的單斷式中、新生代山間盆地，面積約1.7X104Km2,主要熱儲層為新近系上寺組和古近系核桃園組。熱水資源儲量為9.4X10iom3，年可利用地熱資源量為9.02X1014J。1 區(qū)域地層情況根據(jù)普查區(qū)地形地貌、鉆孔揭露，結合水文地質物探測井資料，區(qū)域地層層序自下而上為中元古界定遠組，新元古界耀嶺河組，古生界下寒武統(tǒng)、中寒武統(tǒng)、上寒武統(tǒng)、下奧陶統(tǒng)、中奧陶統(tǒng)、下志留統(tǒng)、上志留統(tǒng)、中上泥盆統(tǒng)、下石炭統(tǒng)、上石炭統(tǒng)，中生界上白堊統(tǒng)，新生界古近系始新統(tǒng)、新近系，第四系下更新統(tǒng)、中更新統(tǒng)、上更新統(tǒng)、全新統(tǒng)。與地熱資源有關的地層主要為古近系、新近系和第四系。1.1古近系（E）主要為廖莊組、核桃園組，主要巖性上部為紫紅色泥巖夾粉砂巖，中部以灰色泥巖為主夾砂巖，下部為深灰色泥灰?guī)r、泥巖、灰質砂巖不等厚互層夾油頁巖及含油砂巖，厚762m?2700m。1?2新近系（N）主要上寺組，巖性為紅棕色砂質泥巖含礫巖。據(jù)鉆孔揭露巖性為橄欖綠色、蘭灰色及灰蘭色泥巖、砂巖及含礫泥質粗砂巖，具細而清晰的水平層理，厚30m?932m。1.3第四系（Q）

主要為中粗砂或泥質砂礫石、細砂、粉細砂、粉砂、粘土質粉砂、粉質粘土、粘土等，厚約100m。2 地熱資源評價南陽盆地地溫梯度較高，達3.4-4.5°C/100m,1000米深度的溫度達51.5-54.3度，1500米深度的溫度達70.4-71.4度（表1）。表1南陽盆地地溫梯度構造油田地溫梯度（度/100米）備注南陽盆地魏崗油田3.65新莊油田4.0楊樓油田4.0泌陽淺層古城油田4.5注烝汽開米井樓油田4.3泌陽盆地王集油田4.0安棚油田3.4雙河油田4.0下二門油田3.4020km1—7020km南陽凹陷地溫梯度等值線圖2.1熱儲層本區(qū)常被利用的有新近系上寺組、古近系廖莊組及古近系核桃園組一段三個熱儲層。1） 上寺組熱儲層：頂板埋深為78m~220m，底板埋深為550~1200m,地層厚度為50?300m，熱儲累計厚度為30?150m。熱儲層溫度32?51°C，單井出水量為160?530m3/d（降深20m時）2） 廖莊組熱儲層：頂板埋深為780?1100m,底板埋深為1200?1330m，地層厚度330?550m，熱儲層累計厚度為32?110m，單井出水量不詳。3） 核桃園組一段熱儲層：頂板埋深為78?220m，底板埋深為150?1900m，地層厚度為130?430m,熱儲累計厚度為26?350m。熱儲層溫度40?74C，單井出水量為162?460m3/d（降深20m時）。2.2傳熱導水通道南陽盆地地熱田內目前尚無大地熱流測點，依據(jù)中國大陸地區(qū)大地熱流值統(tǒng)計結果進行的構造分區(qū)，南陽盆地位于華北-東北構造區(qū)，平均熱流值為59~63mw/m2，與全國平均值相接近，屬正常地熱區(qū)域。這意味著不存在深部咼熱背景，上部地売不存在侵位的巖漿囊一類的高溫熱源，區(qū)域大地熱流是本區(qū)的供熱熱源，在可及深度范圍內（以3000m深度為準），不具有高溫地熱資源形成的條件，屬中低溫（25C?90C）地熱資源。南陽凹陷區(qū)三面環(huán)山，向南開口，地表主要河流都向開口處徑流。深層水在山前地帶接受大氣降水和淺層水補給,向鄰近區(qū)域徑流排泄或者越流補給淺層地下水。根據(jù)南陽地區(qū)深層地下水水壓線，可以看出深層熱水徑流趨勢與地表水流趨勢趨于一致，都是在北部山區(qū)補給，向盆地開口方向徑流排泄。因而凹陷區(qū)深層水可以得到持續(xù)性補給，為開采地熱資源提供了保障。賦存于新近系熱儲層中的地下熱水，起源于大氣降水。然而，普查區(qū)熱儲層埋藏較深，上部還有80?800m厚的第四系覆蓋層，新近系熱儲層不大可能直接接受大氣降水的補給，而是通過側向徑流方式獲取上游方向徑流來的地下水的補給。賦存于古近系熱儲層中的地下熱水，起源于山前大氣降水入滲，通過地下水側向徑流和斷裂帶入滲后側向徑流方式獲得補給。2.3地熱水水質特征1） 上寺組該地層地熱水中主要陽離子為Na+,主要陰離子為SO2-和HCO-,4 3水化學類型SOHCO Na型。熱水礦化度為1363?1828mg/L,4 3屬鹽水，PH值為7.96?8.10，屬中性水;總硬度（以CaCO3計）為144.97?255.8mg/L，屬硬水。地熱水中氟含量達到了命名礦水濃度，偏硅酸含量達到了有醫(yī)療價值濃度和礦水濃度，且水溫較高，并含有鐵猛鋰和放射性元素等多種對人體有益的微量元素，對人體具有一定的療保健作用，可作為供暖、醫(yī)療及洗浴等用水開發(fā)。2） 廖莊組該地層地熱水中主要陽離子為Na+,主要陰離子為HCO-和Cl-,3水化學類型底O3?Cl Na型。熱水礦化度為1115?1160mg/L,屬鹽水；PH值為8.20?8.48/，屬中性水；總硬度（以CaC03計）為74.6?75.54,屬硬水。地熱水水溫較高，并含有鐵、錳、鋰和放射性元素等多種對人體有益的微量元素，對人體具有一定的療保健作用，可作為供暖、醫(yī)療及洗浴等用水開發(fā)。3）核桃園組該地層地熱水中主要陽離子為Na+,主要陰離子為HCO-和SO2-，3 4水化學類型HCO-SO Na型。熱水礦化度為1110?1235mg/L,屬3 4鹽水;PH值為7.64?8.50,屬中性水；總硬度（以CaCO3計）為74.5?369.2mg/L,屬硬水。地熱水中偏硅酸含量達到了有醫(yī)療價值濃度和礦水濃度，水溫較高，并含有鐵、錳、鋰和放射性元素等多種對人體有益的微量元素，對人體具有一定的療保健作用，可作為供暖醫(yī)療及洗浴等用水開發(fā)。3地熱資源量評價熱儲法計算，南陽盆地地下熱儲量約4.86X1019J，其中地熱流體資源量約9.4X101om3,地熱流體中儲存熱量約1.62X