关中地热.docx
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关中地热
三、盆地中部新生界孔隙裂隙型地热流体
盆地中部包括宝鸡凸起的东部、西安凹陷、临蓝凸起的西北部、固市凹陷、咸礼凸起的南部和蒲城凸起的南部（由于宝鸡凸起和蒲城凸起内的地热井的资料较少且不全，因而未对其进行分析）。
新生界沉积厚度普遍较大，尤其是凹陷地区，一般为3000-5000m，最厚可达7000m以上，多为河流相或河湖相沉积，岩性主要为砂岩、砂砾岩与泥岩互层，孔隙裂隙发育，为地热流体提供了良好的贮存空间。
热水含水岩层的埋藏受基底构造的控制，不同部位差异很大，在基底隆起或凹陷边缘埋藏较浅，在基底凹陷埋藏较深。
盆地中部的地热水资源储量丰富，以孔隙裂隙水为主，主要分布在西安凹陷和固市凹陷的新生界热储层中，此外在一些比较大的断裂带（如渭河断裂）附近也有分布。
凹陷内地热水的分布主要受其赋存地层的沉积环境和岩性的影响，呈现出一定的层控特点，而断裂带附近地热水的分布主要受断裂的控制，呈条带状分布。
（一）西安凹陷
西安凹陷为地堑式，断裂构造发育，是关中盆地新生界厚度最大的地带（周至一带最厚可达7000m左右），新生界厚度呈南深北浅，靠近秦岭山前厚度逐渐变薄，也是关中盆地地热地质条件较好的地带。
新生界以新近系、古近系为主，是一套河湖相地层，岩性主要为砂岩、砂砾岩、泥岩、粉砂质泥岩，自下而上发育有古近系红河组、白鹿塬组，新近系的冷水沟-寇家村组、蓝田灞河组、张家坡组，第四系的三门组、秦川群。
地热水主要赋存于砂岩、砂砾岩和泥岩构成的储层中，目前在西安凹陷内已竣工地热井达百余眼。
表5-6西安凹陷各地层特征表
地层
特性
张家坡组
蓝田灞河组
冷水沟-寇家村组
白鹿塬和红河组
埋深（m）
700-1500
800-2700
1300-3700
2500m以下
砂层厚度（m）
62-220
74-490
60-600
100-300
砂厚比（%）
13-53
14-52
6-34
10-36
孔隙度（%）
19.4-23.5
3.7-36.2
0.1-43.3
3.7-54.3
沉积相
河湖相
河湖交替相
冲洪积、河湖相
坡积、洪积相
平均单位降深单位开采段出水量（×10-3m3/h·m2）
2.34
2.91
2.54
0.9
平均单位降深单位砂层出水量（×10-3m3/h·m2）
8.43
9.71
12.86
4.3
注：
①单位降深出水量：
即地热井水头每下降1米的出水量，在生产实践中常用此参数外推地热井的最大的出水能力，用来衡量具体的一个井的出水能力。
②单位降深单位开采段出水量：
即地热井水头每下降1米每米开采段的出水量，是一个与地热井开采段所处的储层的性质密切相关的参数。
③单位降深单位砂层出水量：
即地热井水头每下降1米开采段内每米砂层的出水量，与地热井开采段所处的沉积相的关系较为密切。
1、张家坡组
张家坡组的厚度变化较大，由盆地中部向边缘地区减薄，主要为河湖相沉积，岩性为泥岩、砂质泥岩与砂岩互层，颜色杂、岩性粗、厚度大，堆积与沉积速度较快，多属氧化—弱氧化环境。
开采段处在张家坡组且资料齐全的地热井有9眼，主要分布在西安市，在咸阳地区的渭河沿岸和户县也有零星分布。
井深1600.2-2128m，开采段1018.96-2110.18m，砂层厚度37.9-219.7m，平均为139.2m，砂厚比13-53%，平均为30.1%，孔隙度19.4-23.5%，平均为21.5%，渗透率在边缘区较好，凹陷中部较小。
地热流体水温55-81.5℃，水化学类型以SO4-Na、SO4·HCO3-Na、HCO3·SO4-Na型为主，矿化度753.9-14500mg/l，单井出水量12.33-82.48m3/h，主要集中在50-60m3/h，单位降深出水量0.24-2.11m3/h·m，平均为1.13m3/h·m，单位降深单位开采段出水量为0.7-6×10-3m3/h·m2，平均为2.34×10-3m3/h·m2，单位降深单位砂层出水量为1.3-19.2×10-3m3/h·m2，平均为8.43×10-3m3/h·m2。
表5-7西安凹陷张家坡组地热井特征统计表
位置
井深
（m）
开采段
（m）
水头埋深（m）
温度（℃）
矿化度（mg/l）
砂层厚度（m）
XR007（现代苗圃花园）
2096
1646-2080
+46
81.5
753.9
109.9
XR011（三桥秦龙泉小区）
1743.1
1163.08-1743.05
+23.5
60
2997.4
105.55
XR024（止园饭店）
1886.8
1018.96-1886.8
+23
73
2075
141.7
XR181（陕西宾馆1号井）
1701.6
1222.2-1419.8
+91
78
14500
62.25
XY04（咸阳古泉实业）
1958
1332.74-1958
+30
69.5
2158
165.7
XY17（帝都花园）
2128
1240.6-2110.18
+40
80
2612.3
109.5
XY02（秦都区渭店村）
1600.2
1247.1-1600.18
68
6725.9
164.1
XY03（城建集团）
1751
1328.7-1751.36
+29.17
72
8468.3
174.2
XR028（草滩温泉别墅）
1655.65
1083-1639.8
+4.2
55
2985.8
219.7
位置
出水量（m3/h）
降深
（m）
单位降深出水量（m3/h·m）
单位降深单位开采段出水量（×10-3m3/h·m2）
单位降深单位砂层出水量（×10-3m3/h.·m2）
砂厚比
XR007（现代苗圃花园）
81.41
76.7
1.06
2.45
9.66
0.25
XR011（三桥秦龙小区）
60.5
77.1
0.78
1.35
7.43
0.18
XR024（止园饭店）
53.96
75.6
0.71
0.82
5.04
0.16
XR181（陕西宾馆2号井）
12.33
52.35
0.24
1.19
3.78
0.32
XY04（咸阳古泉实业）
58.32
75.51
0.77
1.24
4.66
0.27
XY17（帝都花园）
82.48
39
2.11
2.43
19.2
0.13
XR028（草滩温泉别墅）
30.12
103.2
0.3
0.7
1.3
0.53
XY02（秦都区渭店村）
63.8
30
2.1
6
13.0
0.46
XY03（城建集团）
61.5
30
2.1
4.9
11.8
0.41
分析张家坡组的地热井的出水量与开采段中点埋深、开采段厚度、砂层厚度、泥岩厚度、砂厚比的关系表明：
出水量与开采段中点埋深、开采段厚度和砂层厚度的关系较密切，随开采段中点埋深、开采段厚度、砂层厚度的增大而增大，而与泥岩厚度、砂厚比的关系较小；而单位降深单位开采段出水量随砂厚比的增大而增大。
蓝田灞河组在西安凹陷发育较好，为河湖相沉积交替，靠近秦岭山前为洪积、冲积相，向凹陷中心为河流相，沉积厚度向两侧变薄，岩性为中粗砂岩、砂砾岩与泥岩、页岩互层。
开采段为蓝田灞河组且资料齐全的地热井有36眼，集中分布在西安市，在咸阳地区渭河两岸、户县等地还有零散分布，是关中盆地目前主要开发利用层段。
井深1499.98-3505.8m，开采段754.7-3466.4m，砂层厚度74-488.3m，平均为200.1m，砂厚比14-52%，平均为30.2%，孔隙度3.7-36.2%，平均为22.2%，渗透率变化较大，水温57-105℃，水化学类型主要为SO4-Na型，矿化度823.9-7766.2mg/l，一般为1000-5000mg/l，出水量29-280.68m3/h，主要分布在50-150m3/h的范围内，单位降深出水量0.2-5.1m3/h·m，平均为1.71m3/h·m，单位降深单位开采段出水量为0.2-9.5×10-3m3/h·m2，平均为2.91×10-3m3/h·m2，单位降深单位砂层出水量为1.2-29.7×10-3m3/h·m2，平均为9.71×10-3m3/h·m2。
表5-8西安凹陷蓝田灞河组地热井特征统计表
位置
井深
（m）
开采段
（m）
水头埋深（m）
温度（℃）
矿化度（mg/l）
砂层厚度（m）
XR126（京兆小区）
3112
1800-3100
4
84
823.9
165.8
XR127（灵感寺温泉）
1672.1
1035.5-1634.5
66
849.3
154.25
XR119（长安区水电局）
1710
1257-1671
+0.1
57
106.6
XR015（鱼化企业集团）
2618
1835-2618
+41
93
1237.4
251.5
XR020（高新医院）
2205.3
1565.5-2198
31
79
1295.5
114.5
XR041（邮电管理局）
2010
1425-1891.2
+36
72
1577.2
197.3
XR010（西铁分局）
1702.3
1158.6-1595
+14.75
69
1506
173.4
XR045（通信第二工程局）
2350
1420-2320
+35
91
3086.2
221
XR067（西北工业大学）
1915.5
1234.5-1876.1
+30
76
1100.2
201.5
XR040（39111部队后勤部）
2211.8
1800-2198.5
+35
81
1097.4
184.5
XR005（阿房宫旅游公司）
2750.6
2109.18-2750.6
+30
90
953.2
335.6
XR038（水利厅82号院）
1499.98
1257.4-1458.9
43.18
58
1354
89.8
XR044（中航西北公司）
1705.4
982.1-1692.6
13.4
74
1737
200.7
XR017（四医大）
1740.1
1047.5-1725
+12.74
77
1396
262.6
XR029（煤炭物资公司）
2651.7
1801.68-2644.7
+110
99
4890.4
116.6
XR036（运输总公司）
2400
1905-2358
+15
85
1084
184
XR050（武警工程学院）
2950
1900-2900
+53
96
1030.3
251.3
XR052（三桥五一村）
3015.9
2199.35-2794.6
39.98
98
1945.2
209.7
XR008（莲湖北关村）
1908
1510.1-1857.97
+18.6
81
1316.4
137.8
XR021（中铁建西北储运）
1752.9
1223.32-1725.4
8.63
69
1527
146.1
XR059（雅荷花园2#）
3505.8
2056.7-3466.4
+160
105
5218.1
488.3
XR001（谭家乡袁乐村）
1705.4
1340-1676
9
64
8362
74
XR060（未央湖大学园）
3305
1759.96-3224
+10
95
7766.2
487
XY05（省天运公司）
2588
2142.14-2523.4
+30
94
2370
180
XY06（绿浪公司）
2796.3
2121.9-2755
+120
102
4442
185.2
XY07（505大学）
2658
2048.66-2658
+67
92
1661.6
175
XY09（偏转集团）
3000
2539.29-2970.2
+38
104
4345.6
122.3
XY23（武功营上村）
2518
1576.68-2493.2
+60
97
3453.1
168.6
XY19（杨凌会展中心）
2685.3
754.7-2680.4
80
361.05
XY24（93801部队）
2640
1416-2616.6
+60
93
3114.7
225
XR037（华山机械厂）
2035.6
1252.6-2002.3
+2.08
63.5
5964.2
123.9
XY15（工业职业学院）
2818
2000-2818
+35
89
6851.3
173.2
XR043（渭水园度假村）
2105.8
1269.8-2034.4
+16.8
65
4759.9
162.41
XY01（秦都温泉公司）
1601.9
1134.15-1601.9
23
65
5022
125.3
XY08（长庆石油助剂厂）
2750
1980-2740
+70
90
4981
263.5
XY10（202研究所）
2471
1856.6-2430.8
+47
90
5684
183
位置
出水量（m3/h）
降深（m）
单位降深出水量（m3/h·m）
单位降深单位开采段出水量（×10-3m3/h·m2）
单位降深单位砂层出水量（×10-3m3/h·m2）
砂厚比
XR126（京兆小区）
40
170
0.2
0.2
1.4
0.18
XR127（灵感寺温泉）
37.62
21.02
1.8
3.0
11.6
0.26
XR119（长安区水电局）
56
29
1.9
4.7
18.1
0.26
XR015（鱼化企业集团）
155.25
83
1.9
2.4
7.4
0.32
XR020（高新医院）
64.56
72.5
0.9
1.4
7.8
0.18
XR041（邮电管理局）
72.67
38
1.9
4.3
9.7
0.44
XR010（西铁分局）
53.24
44.09
1.2
2.8
7.0
0.40
XR045（通信第二工程局）
115.36
104
1.1
1.2
5.0
0.25
XR067（西北工业大学）
120.41
55.54
2.2
3.4
10.8
0.31
XR040（3911部队后勤部）
80.83
113
0.7
1.8
3.9
0.46
XR005（阿房宫旅游公司）
139.27
45
3.1
4.8
9.2
0.52
XR038（水利厅82号院）
50.749
26.57
1.9
9.5
21.3
0.45
XR044（中航西北公司）
55.339
40.74
1.4
1.9
6.8
0.28
XR017（四医大）
54
55.02
1.0
1.4
3.7
0.39
XR029（煤炭物资公司）
223.37
110
2.0
2.4
17.4
0.14
XR036（运输总公司）
132.99
43
3.1
6.8
16.8
0.41
XR050（武警工程学院）
126.04
53
2.4
2.4
9.5
0.25
XR052（三桥五一村）
99.78
99.89
1.0
1.7
4.8
0.35
XR008（莲湖北关村）
70.25
72.8
1.0
2.8
7.0
0.40
XR021（中铁建西北储运）
57.82
23.01
2.5
5.0
17.2
0.29
XR059（雅荷花园2#）
280.68
160
1.8
1.2
3.6
0.35
XR001（谭家乡袁乐村）
29
69.34
0.4
1.2
5.7
0.22
XR060（未央湖大学园）
48.87
87
0.6
0.4
1.2
0.33
XY05（省天运公司）
136.6
65
2.1
5.5
11.7
0.47
XY06（绿浪公司）
123.74
120
1.0
1.6
5.6
0.29
XY07（505大学）
155.25
114.2
1.4
2.2
7.8
0.29
XY09（偏转集团）
88
38
2.3
5.4
18.9
0.28
XY23（武功营上村）
127.86
59
2.2
2.4
12.9
0.18
XY19（杨凌会展中心）
56.43
30
1.9
1
5.2
0.19
XY24（93801部队）
106.5
53
2.0
1.7
8.9
0.19
XR037（华山机械厂）
46.48
84.5
0.6
0.7
4.4
0.17
XY15（工业职业学院）
179.98
35
5.1
6.3
29.7
0.21
XR043（渭水园度假村）
69.95
108.52
0.6
0.8
4.0
0.21
XY01（秦都温泉公司）
63.65
60.52
1.1
2.2
8.4
0.27
XY08（长庆石油助剂厂）
127.86
70
1.8
2.4
6.9
0.35
XY10（202研究所）
149.74
45
3.3
5.8
18.2
0.32
蓝田灞河组在西安凹陷内靠近秦岭山前为冲积扇，渭参8井以北沿渭河断裂为湖泊相。
结合沉积相对西安凹陷内蓝田灞河组地热井的单位降深单位砂层出水量进行分析，做单位降深单位砂层出水量等值线图5-4。
从上图可以看出，西安凹陷内蓝田灞河组的单位降深单位砂层出水量较大，大都在10×10-3m3/h·m2以上。
湖泊相地区地热井的单位降深单位砂层出水量都在5-10×10-3m3/h·m2之间，其中西安北郊较小在5×10-3m3/h·m2以下；山前冲积扇地区地热井的单位降深单位砂层出水量都在10×10-3m3/h·m2以上，其中东部山前的较大，在15×10-3m3/h·m2以上。
这主要与地热井所处的沉积环境有很大的关系，中部为湖泊相，主要为泥岩，透水性较差，靠近秦岭山前为冲积扇，颗粒粗、透水性好。
此外，由于受构造断裂的影响，渭河断裂附近的个别地热井的单位降深单位砂层出水量也较大，在15×10-3m3/h·m2以上，其中XY15井的单位降深单位砂层出水量最大，为29.7×10-3m3/h·m2。
分析蓝田灞河组的地热井的出水量与开采段中点埋深、开采段厚度、砂层厚度、泥岩厚度、砂厚比的关系表明：
出水量与开采段中点埋深、砂层厚度的关系较密切，与开采段厚度、泥岩厚度和砂厚比的关系较小，随开采段中点埋深、砂层厚度的增大而变大；而单位降深单位开采段出水量随砂厚比的增大而增大。
3、冷水沟-寇家村组
冷水沟-寇家村组为冲洪积相或河湖相沉积，岩性为泥岩夹薄层粉细砂岩，泥质岩具水平层理。
开采段为冷水沟-寇家村组且资料齐全的地热井有14眼，主要集中在西安市，此外在长安区、灞桥区和咸阳东南有零散分布。
井深1715.34-4005.59m，开采段1162-3941.2m，砂层厚度60-600m，平均为205.5m，砂厚比变化较大，一般为6-34%，平均为21.1%，孔隙度0.1-43.3%，平均为20.3%，渗透率变化较大，水温66-120℃，水化学类型主要为Cl-Na型或Cl·SO4-Na型，矿化度1545.1-8375.7mg/l，单井出水量28.8-303.48m3/h，出水量变化较大，单位降深出水量0.4-11.4m3/h·m，平均为2.56m3/h·m，单位降深单位开采段出水量为0.61-7.4×10-3m3/h·m2，平均为2.54×10-3m3/h·m2，单位降深单位砂层出水量为1.8-36.1×10-3m3/h·m2，平均为12.86×10-3m3/h·m2。
表5-9西安凹陷冷水沟-寇家村组地热井特征统计表
位置
井深
（m）
开采段
（m）
水头埋深（m）
温度（℃）
矿化度（mg/l）
砂层厚度（m）
XR031（黄河机械厂）
2288
1685.43-2276.3
+65
82
3648.7
199.2
XR053（西京电气公司）
4005.59
2423.6-3941.2
+127
110
5195.2
315
XR034（省地矿厅）
2550
1651.69-2543.61
21.45
86
3331.6
175.9
XR016（陕西宾馆1号）
3854.5
2872-3807.9
+91
102
6294.6
169.3
XR048（西安交通大学）
2502.19
1558.5-2469.4
+42.73
82
4861.4
115.7
XR009（雁塔老年中心）
2602
1697.3-2567
+36.5
77
8375.7
92.36
XR068（半坡湖度假村）
1715.34
1162-1715.34
+14.7
66
2197
63.24
XY18（步长商贸学院）
3500.32
2610-3462.8
+100
120
4321.8
205.2
XR022（西安体院）
3000
1967.97-2817.25
+20
91
4466.9
257.25
XR146（长安鱼包头村）
3790
1800-3790
+4.4
91
6314.3
600
XR006（煤炭局培训中心）
3004.61
2006.63-3004.62
12.89
94
6092.8
60
XR049（汇鑫职业公司）
3000
2200-3000
+10
91.5
1545.1
127
XY11（795厂）
3100
2395.74-3077.22
+60
98
5548.2
198
XR192（锦园新世纪）
3500
2540.4-3464.8
-12
98
4714.5
298.2
位置
出水量（m3/h）
降深（m）
单位降深出水量（m3/h·m）
单位降深单位开采段出水量（×10-3m3/h·m2）
单位降深单位砂层出水量（×10-3m3/h·m2）
砂厚比
XR031（黄河机械厂）
63.2
175
0.4
0.61
1.8
0.34
XR053（西京电气公司）
121.03
127
1.0
0.63
3.0
0.21
XR034（省地矿厅）
70.25
86
0.8
0.92
4.6
0.20
XR016（陕西宾馆1号）
46.6
89
0.7
0.79
4.4
0.18
XR048（西安交通大学）
60.51
85.98
0.7
0.77
6.1
0.13
XR009（雁塔老年中心）
42.47
73.12
0.6
0.67
6.3
0.11
XR068（半坡湖度假村）
28.
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