阜新市東梁地區(qū)地?zé)釡厝衫昧吭u(píng)價(jià)

李娜偉，楊玉光

(1.遼寧省鬧德海水庫管理局，遼寧 阜新 123000;2.遼寧省觀音閣水庫管理局，遼寧 本溪 117100)

1 分析區(qū)域位置

項(xiàng)目區(qū)位于阜新市東梁鎮(zhèn)西北，距阜新市西南15.00 km左右。行政區(qū)劃隸屬于阜新市細(xì)河區(qū)及阜新蒙古族自治縣東梁鎮(zhèn)管轄。工作區(qū)范圍:由44個(gè)拐點(diǎn)坐標(biāo)組成，東西長11.01 km，南北平均寬約 2.80 km，面積為 30.83 km2，面積似三角形。

2 分析依據(jù)

阜新市東梁地區(qū)于2001年7月至2004年10月先后施工了DR－1、DR－2、DR－3三眼地下熱水井，根據(jù)三眼地下熱水井的資料和地下熱水條件來論述該工作區(qū)的地?zé)崴Y源量。

2.1 構(gòu)造特征與水文地質(zhì)條件

2.1.1 構(gòu)造特征

工作區(qū)構(gòu)造位置在東梁～清河門背斜的東北端。經(jīng)三維地震資料解釋，工作區(qū)主要發(fā)育有F1、F2和F3三條比較大的斷層，其余斷層規(guī)模較小，落差幾十至百余米為主干斷層的分支或派生產(chǎn)物。

2.1.2 水文地質(zhì)條件分析

工作區(qū)地處小型盆地內(nèi)部的丘陵坡地，淺部地下的賦存條件受地形地貌、氣象水文等因素控制;區(qū)內(nèi)第四系松散砂礫石層分布有限且厚度較薄，平均3.00～10.00m，地下水的補(bǔ)排及動(dòng)態(tài)變化主要受地形和大氣降水影響。深部地下水主要受巖性和構(gòu)造控制，巖性主要為砂巖、泥巖、侵入巖，含水層位的分布主要受斷裂構(gòu)造所控制。區(qū)內(nèi)地下水類型以基巖裂隙水為主，富水性較弱。構(gòu)造以張性和張扭性斷裂為主并控制著深部地下水的補(bǔ)給和徑流。

2.2 論證區(qū)地?zé)岬臒醿?chǔ)特征

2.2.1 熱儲(chǔ)層分布特征

該區(qū)內(nèi)地下熱水的熱儲(chǔ)空間類型屬斷裂構(gòu)造控制下的帶狀～層狀熱儲(chǔ)型。

東梁區(qū)具有良好的蓋層條件。上覆孫家灣組、阜新組、沙海組及九佛堂組的地層厚度在700.00～1500.00m左右，其中沙海組的厚層狀泥巖、粉砂巖是理想的蓋層。另外在東梁區(qū)還有新生代第四紀(jì)輝綠巖侵入體侵入到阜新組和沙海組的地層中，多以巖床、巖被的形式出現(xiàn)，也是良好的蓋層。

2.2.2 地溫場特征

東梁地?zé)釋倥璧貍鲗?dǎo)型地?zé)?，其熱源來自地殼深部，區(qū)域大地?zé)崃魇瞧浜愣嵩?，在地殼深部呈平均分布，?dāng)進(jìn)入地殼上部后，在基巖凸起與凹陷構(gòu)造格局的制約下，熱流重新分配布局，在正向構(gòu)造與負(fù)向構(gòu)造的交接部位，熱流方向發(fā)生偏轉(zhuǎn)，不再保持完整的垂直向上，有從凹陷部位向凸起部位傾斜的趨勢，從而導(dǎo)致熱密度在凸起部位的相對(duì)加大，而在凹陷部位相對(duì)減弱。

圖1 東梁DR－1井溫度曲線

根據(jù)本次施工鉆進(jìn)及以往煤田、油氣鉆井測得井溫資料，及編繪的500、1 000、1 500m深度地溫分布圖分析，高溫區(qū)主要集中在梁2、DR－1井附近，向外圍呈降低趨勢。500m地溫分布圖中心部位溫度最高42°，向南約3 000m降至24°，向東、西、北則是5 000～7 000m 降至24°;1 000m 地溫分布圖中心部位溫度最高54°，向南約1 300m降至38°，向東、西、北則是4 500～5 000m降至38°;1 500m地溫分布圖中心部位溫度最高64°，向南約1 100m降至50°，向東、西、北則是3 000～5 500m降至50°。由此可見，由梁2、DR－1井附近高溫區(qū)，向南部變化急劇，向東、西、北呈漸變趨勢。

3 地下熱水資源量和可開采量分析

3.1 地?zé)峋樗囼?yàn)

根據(jù)DR－1和DR－3地?zé)峋樗囼?yàn)，DR－1井單井在降深為177.00m時(shí)，出水量為1 024.8m3/d;DR－3井在降深為160.00m 時(shí)，單井出水量為 1 080.00m3/d，含水層厚度 19.00～25.00m。

DR－1井單位涌水量(q)

DR－3井單位涌水量(q)

q平均 =0.242m3/hm

抽水試驗(yàn)成果見抽水試驗(yàn)歷時(shí)曲線

圖2 東梁地?zé)?#井抽水實(shí)驗(yàn)歷時(shí)曲線

圖3 東梁DR－3井抽水試驗(yàn)歷時(shí)曲線

3.2 地?zé)豳Y源儲(chǔ)量計(jì)算

地?zé)豳Y源儲(chǔ)量計(jì)算的目的是為了資源評(píng)價(jià)，地?zé)崮茈S著地層埋深的加大，溫度以一定的梯度增加，地?zé)崮茏鳛橘Y源開采，必須在具有一定的經(jīng)濟(jì)價(jià)值許可及深度范圍內(nèi)進(jìn)行，阜新市東梁地區(qū)DR－1、DR－3地下熱水井，井深小于2 000m，定為經(jīng)濟(jì)型。

通過計(jì)算，地?zé)豳Y源總量為2.794×1017J，相當(dāng)于9.53×106噸標(biāo)準(zhǔn)煤燃燒的熱量值，地?zé)豳Y源豐富。地下熱水屬于承壓水，存儲(chǔ)量為容積存儲(chǔ)量與彈性存儲(chǔ)量之和，通過計(jì)算，地?zé)崴Y源總量為5.86×108m3，其中彈性儲(chǔ)存量為4.06 ×108m3。

3.3 論證地?zé)峋_采資源量的確定

3.3.1 水量計(jì)算

東梁地區(qū)DR－1、DR－3井開采深度依據(jù)《地?zé)豳Y源地質(zhì)勘查規(guī)范》(GB/T11615—2010)8.3.5條，選取地?zé)崽飪?nèi)代表性監(jiān)測井保持年壓力下降值不大于0.02 MPa，100 a地下水頭下降200m。

式中:Q彈為單井100年可開采彈性儲(chǔ)存量(m3);S*為含水巖組彈性釋水系數(shù)，彈性釋水系數(shù)選用0.005;H為100 a地下水頭下降高度(m);A為熱儲(chǔ)層面積，單位為平方米(m2)。

通過計(jì)算計(jì)算區(qū)100 a可開采彈性儲(chǔ)存量為5.459×107m3，日開采地?zé)崴Y源量允許為1 495.62m3。

3.3.2 采出熱量計(jì)算

依據(jù)遼寧省阜新市東梁區(qū)地?zé)豳Y源詳查報(bào)告及日允許開采地?zé)崴Y源量，計(jì)算用水開采100年的采出熱量。根據(jù)Qw=36 500Q采Cw(tr— t0)計(jì)算開采100 a的采出熱量為1.34×1013J。

4 地?zé)崛∷煽啃苑治?/h2>

4.1 熱儲(chǔ)量分析

根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果可知，論證區(qū)地?zé)豳Y源總量為2.794×1017。最大出水量和用水開采100 a的采出熱量為1.34×1013J。所采熱量占論證區(qū)熱儲(chǔ)量的不足0.1%。

4.2 地?zé)崴糠治?/h3>

根據(jù)對(duì)論證區(qū)地?zé)崴康姆治鲇?jì)算可知，地?zé)崴Y源總量為5.86×108m3，其中彈性儲(chǔ)存量為 4.06×108m3。單井開采條件下100 a降深200m可開采彈性儲(chǔ)存量為5.459×107m3，日允許開采量為1 495.63m3，占論證區(qū)彈性可采儲(chǔ)量的 13.4%［4］。

5 結(jié)語

對(duì)該區(qū)地?zé)豳Y源條件、地?zé)岬刭|(zhì)條件做出了評(píng)價(jià)，并計(jì)算了資源儲(chǔ)量。

⑴初步查明了地?zé)崽餆醿?chǔ)層的時(shí)代、埋藏深度、厚度、巖性特征及變化情況;

⑵初步查明了地?zé)崽锏臉?gòu)造形態(tài)、斷裂構(gòu)造對(duì)地?zé)岬目刂谱饔?初步查明了熱儲(chǔ)層裂隙的分布及發(fā)育情況;圈定了地?zé)崽锓秶?

⑶基本查明了地?zé)崽锏販靥荻取醿?chǔ)層的溫度及變化;

⑷初步查明了地?zé)崽锼牡刭|(zhì)特征、熱儲(chǔ)層地下水類型及補(bǔ)給條件;

⑸根據(jù)DR－1、DR－3井抽水試驗(yàn)單井出水量分別為1 024.80m3/d 和 1 080.00m3/d，平均單位涌水量 0.275m3/h·m，水溫達(dá) 68.5℃和 63℃;

⑺在DR－1、DR－3井所在構(gòu)造區(qū)塊9.10 km2范圍內(nèi)，日開采地?zé)崴Y源量允許為1 495.62m3。

［1］冮行久.阜新地區(qū)河流泥沙狀況分析［J］.東北水利水電.2008(1)，52 －54.

［2］冮行久.阜新經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型期水資源開發(fā)潛力研究［J］.地下水.2005(6)，424 －451.

［3］冮行久.次降雨土壤吸收量推算方法研究［J］.中國農(nóng)村水利水電.2006(2)，44 －46.

［4］冮行久.礦井水資源化研究與應(yīng)用［J］.節(jié)水型社會(huì)建設(shè)的理論與實(shí)踐.700－704.