地热流体评价.docx

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地热流体评价

地热流体评价

4地热流体化学特征

4.1水化学特征

地热流体的水化学成分取决于水的温度、含水层的岩性以及与热流体伴生的气体。

地下热水参与自然界中的水循环，其水文地球化学作用主要是溶滤作用，化学成分主要决定于热水出露处第四系岩性成因，以及循环深度内的基底岩性和来自深部气体的影响。

温泉出露于比较活跃的高角度断裂带交汇复合部位，地下热水的化学成分与温度及循环深度关系密切，水化学类型为HCO3·SO4___Na水。

地热流体pH值为7.37，总矿化度820.27mg/L，总硬度68.06mg/L。

本次水样分析Cl-、Mg2+变化不大，其它离子浓度、矿化度有所降低，见表4-1。

表4-11992～2015年主要离子含量对照表

取样

主要阴离子（mg/l）

主要阳离子（mg/l）

矿化度

总硬度

水化学类型

时间

Cl-

SO42-

HCO3-

K+

Na+

Ca2+

Mg2+

（g/l）

（mg/l）

（舒卡列夫式）

1992.07

57.45

172.45

253.23

14.75

212.5

15.03

1.82

0.874

45.04

HCO3.SO4___Na

1996.01

55.34

180

350.38

18.33

216.67

24.93

2.36

0.917

71.95

HCO3.SO4___Na

C—水中SiO2的浓度（mg/L）。

计算结果见表4-2。

表4-2地热化学温标计算结果统计表

年份

SiO2

K-Mg温标

SiO2温标

备注

1992.07

14.75

1.82

70.40

98.30

128.48

收集

1996.01

18.33

2.36

78.00

100.69

123.77

1997.05

20.28

2.08

60.00

105.26

120.51

1998.01

20.88

8.91

62.00

86.54

122.12

1999.05

20.66

1.46

72.00

110.86

123.13

2000.01

19.46

2.42

57.40

101.99

108.36

2001.05

17.41

1.96

62.00

101.83

122.12

2002.09

16.43

0.49

60.00

120.29

120.51

2006.10

16.97

2.69

104

96.8

137.19

2008.05

11.81

5.36

100

78.6

137.79

2014.11

13

2.35

105

91.52

139.94

实测

2015.07

12.63

1.96

105.69

93.15

140.31

平均

17.27

2.90

73.25

98.82

127.02

本次计算K—Mg地热温标为93.15℃，与前几年相比略有下降；SiO2地热温标140.31℃，与前几年温度相比略有升高，但变化不大，说明地热田具有一定的开采潜力，前景较好。

6地热流体质量评价

6.1地热流体不同用途评价

2015年7月8日采集了水样进行水质化验，分析结果见附表。

6.1.1理疗热矿水评价

下面就地热井水质分析结果，结合《地热资源地质勘查规范》（GB/T11615-2010）附录E分析对照，结果列于表6－1。

表6－1理疗热矿水标准及评价结果

项　　目

化　验

结　果

（mg/l）

理疗热矿水水质标准

矿水名称

有医疗价值

浓度（mg/l）

矿水浓度

（mg/l）

命名矿水浓　度（mg/l）

二氧化碳

6.35

250

250

1000

总硫化氢

0.084

1

1

2

氟

9.66

1

2

2

氟水

溴

＜0.10

5

5

25

碘

＜0.05

1

1

5

锶

1.30

10

10

10

铁

0.26

10

10

10

锂

0.58

1

1

1

钡

0.08

5

5

5

偏硼酸

0.44

1.2

5

50

偏硅酸

137.40

25

25

50

硅水

氡（（Bq/l）

1.863

37

47.14

129.5

温度（℃）

69.5

≥34℃

温水

矿化度

820.27

<1000

淡水

从表中可以看出，地热流体为氟水和硅水，可以进行医疗矿水开发，经相关部门审批后方可进行正式开发。

6.1.2饮用天然矿泉水评价

6.1.2.1界限指标

由表6－2可以看出，该地热井热流体中含有一些对人体有益的微量元素，而且锂离子、锶离子和可溶SiO2的含量达到国家标准。

表6-2微量元素含量表（mg/l）

项目

Li

Sr

H2SiO3

国家标准

≥0.20

≥0.20

≥25.0

实测值

0.58

1.30

137.40

对照结果

达标

达标

达标

6.1.2.2限量指标

由表6－3可以看出，地热井热流体中除氟、钡含量超标外，其他组分均符合国家标准中的限量指标要求。

表6-3限量组分监测结果（mg/l）

含量

项目

限量指标

实测值

对照结果

硒Se，mg/l

<0.05

<0.002

未超标

锑Sb，mg/l

<0.005

未检

砷As，mg/l

<0.01

<0.01

未超标

铜Cu，mg/l

<1.0

<0.05

未超标

钡Ba，mg/l

<0.7

0.08

超标

镉Cd，mg/l

<1

<0.001

未超标

铬Cr，mg/l

<0.05

<0.01

未超标

铅Pb2+，mg/l

<0.01

<0.01

未超标

汞Hg2+，mg/l

<0.001

<0.0001

未超标

锰Mn，mg/l

<0.4

0.11

未超标

镍Ni，mg/l

<0.005

<0.005

未超标

硼酸盐（以B计），mg/l

<5

0.44

未超标

硝酸盐（以NO3-计），mg/l

<45.0

<0.046

未超标

氟化物F-，mg/l

<2.0

9.66

超标

耗氧量（以O2计）,mg/l

<3.0

未检

6.1.3生活饮用水评价

根据生活饮用水标准（GB5749-2006）进行生活饮用水评价，见表6-4。

由评价结果可以看出，该地热流体中氟化物和锰超出生活饮用水标准，不适合做生活饮用水。

6.1.4农业灌溉用水评价

根据农业灌溉用水标准（GB5084-2005）进行农业灌溉用水评价，见表6-5。

由评价结果可以看出，该地热流体中水温、全盐量、氯化物超出农业灌溉用水标准，不适合用于农业灌溉。

6.1.5渔业用水评价

根据渔业用水标准（GB11607-1989）进行渔业用水评价，见表6-6。

由评价结果可以看出，该地热流体中氟化物超出渔业用水标准，一般不适合用于水产养殖。

6.2地热流体腐蚀性评价

根据地热资源地质勘查规范（GB/T11615-2010）中地热流体腐蚀性评价方法，参照工业上用腐蚀系数来衡量地热流体的腐蚀性：

腐蚀性系数Kk＞0，为腐蚀性水；

腐蚀性系数Kk＜0，且Kk＋0.0503Ca2＋＞0，为半腐蚀性水；

腐蚀性系数Kk＜0，且Kk＋0.0503Ca2＋＜0，为非腐蚀性水；

对酸性水Kk＝1.008（rH+＋rAl3+＋rFe2+＋rMg2+―rCHO3――rCO32―）；

对碱性水Kk＝1.008（rMg2+―rHCO3―）；

式中r—离子含量的每升毫克当量（毫摩尔）数。

根据本次水质化验结果，PH=7.37，属碱性水，计算Kk＝－4.53＜0，

Kk＋0.0503Ca2＋＝-3.32<0。

则由此判断，该地热流体为非腐蚀性水。

表6-4生活饮用水评价及结果

指标

限值

实测值

评价结果

1、毒理指标

砷（mg/L）

0.01

<0.01

镉（mg/L）

0.005

<0.001

铬（六价，mg/L）

0.05

<0.01

铅（mg/L）

0.01

<0.01

汞（mg/L）

0.001

<0.0001

硒（mg/L）

0.01

<0.002

氰化物（mg/L）

0.05

<0.002

氟化物（mg/L）

1.0

9.66

超标

硝酸盐（以N计，mg/L）

10

<0.046

2、感官性状和一般化学指标

色度（铂钴色度单位）

15

<5

浑浊度（NTU-散射浊度单位）

1

<1

臭和味

无异臭、异味

无异臭、异味

肉眼可见物

无

无

pH（pH单位）

不小于6.5且不大于8.5

7.37

铝（mg/L）

0.2

铁（mg/L）

0.3

0.26

锰（mg/L）

0.1

0.11

超标

铜（mg/L）

1.0

<0.05

锌（mg/L）

1.0

<0.05

氯化物（mg/L）

250

56.69

硫酸盐（mg/L）

250

141.69

溶解性总固体（mg/L）

1000

678.04

总硬度（以CaCO3计，mg/L）

450

68.06

耗氧量（CODMn法，以O2计，mg/L）

3

挥发酚类（以苯酚计，mg/L）

0.002

<0.002

3、放射性指标②

指导值

总α放射性（Bq/L）

0.5

0.082

总β放射性（Bq/L）

1

0.0949

表6-5农业灌溉用水评价及结果（mg/L）

项目

水作

旱作

蔬菜

实测值

评价结果

悬浮物≤

150

200

100

未检出

水温，℃≤

35

69.5

超标

pH值≤

5.5～8.5

7.37

全盐量≤

1000（非盐碱地区）

2000（盐碱地区）

678.04

氯化物≤

250

56.69

总汞≤

0.001

＜0.0001

总镉≤

0.005

＜0.001

总砷≤

0.05

0.1

0.05

＜0.01

铬（六价）≤

0.1

<0.01

总铅≤

0.1

<0.01

总铜≤

1.0

＜0.05

总锌≤

2.0

＜0.05

总硒≤

0.02

＜0.002

氟化物≤

2.0（高氟区）3.0（一般地区）

9.66

超标

氰化物≤

0.5

＜0.002

挥发酚≤

1.0

＜0.002

表6-6渔业用水评价及结果

指标

限值

实测值

评价结果

砷（mg/L）

0.05

<0.01

镉（mg/L）

0.005

<0.001

铬（六价，mg/L）

0.1

<0.01

铅（mg/L）

0.05

<0.01

汞（mg/L）

0.0005

<0.0001

氰化物（mg/L）

0.005

<0.002

氟化物（mg/L）

1.0

9.66

超标

臭和味

无异臭、异味

无异臭、异味

pH（pH单位）

不小于6.5且不大于8.5

7.37

镍（mg/L）

0.2

<0.005

硫化物（mg/L）

0.3

0.084

铜（mg/L）

0.01

<0.05

锌（mg/L）

0.1

<0.05

挥发酚类（以苯酚计，mg/L）

0.005

<0.002

6.3地热流体结垢性评价

流体结垢性主要指流体中一些溶解度较小的组分，在周围环境变化（压力、温度等变化），达到过饱和而析出，附着于利用系统内表面，形成垢层，从而增大流体阻力，降低热利用效率。

参照工业上用锅垢总量H0（mg/L）来衡量地热流体的结垢性。

若锅垢总量H0＜125，称为锅垢很少的地热流体；

若锅垢总量H0＝125～250，称为锅垢少的地热流体；

若锅垢总量H0＝250～500，称为锅垢多的地热流体；

若锅垢总量H0＞500，称为锅垢很多的地热流体；

锅垢总量的计算公式为：

H0＝S＋C＋36rFe2+＋17rAl3+＋20rMg2+＋59rCa2+

式中：

S－地热流体中的悬浮物含量（mg/L）；

C－胶体含量C=SiO2＋Fe2O3＋Al2O3，（mg/L）；

r－离子含量的每升毫克当量数。

经计算，H0=179.651,该地热流体为锅垢少的流体。

小结：

地热流体不同用途评价中：

地热流体为理疗热矿水中的氟水和硅水,可以进行医疗矿水开发；氟、钡含量超过饮用天然矿泉水标准，不可用于饮用天然矿泉水开发；氟化物和锰超出生活饮用水标准，不适合做生活饮用水；氟化物超出农业灌溉用水标准，不适合用于农业灌溉；氟化物超出渔业用水标准，一般不适合用于水产养殖。

腐蚀性评价结果为该地热流体为非腐蚀性水，结垢性评价结果为锅垢少的流体。