松南地熱資源分布特征與開發(fā)前景

郭婧

摘要：松遼盆地南部熱流值在50mw/m2～90mw/m2屬于高熱流區(qū)，地熱資源豐富;同時油田鉆井、測溫資料豐富，熱儲研究基礎好。通過精細梳理松南各熱儲層系分布特征、地溫梯度變化特征，落實松南地熱資源的縱向、平面分布特征;同時按充分利用油田伴生水的地熱資源動用思路，優(yōu)選查干花鎮(zhèn)、乾安縣為地熱資源開發(fā)試驗區(qū)，展現(xiàn)了良好的開發(fā)前景。

關鍵字：松南地熱;地溫梯度;油田伴生水;地熱開發(fā)試驗區(qū);

地熱能是指蘊藏在地殼巖石和地下流體中能夠為人類開發(fā)利用的熱能資源，主要來源于地球的熔融巖漿和放射性物質的衰變，具有分布范圍廣，不受季節(jié)、氣候、晝夜變化等因素影響等特征，是一種具有廣闊的發(fā)展前景的清潔能源。隨著國家發(fā)展和改革委員會、國土資源部、環(huán)境保護部等部委以及中國石油臺燃氣集團公司在2017年相繼發(fā)出《加快淺層地熱能開發(fā)促進北方清潔供暖》、《推動集團公司地熱能開發(fā)利用》的通知，地熱能受到社會各界越來越多的關注。

1松南地熱資源分布特征

1.1松南地熱資源研究背景

在松遼盆地南部開展地熱資源研究及開發(fā)動用具有四方面的優(yōu)勢：①松遼盆地南部屬于高熱流值盆地，熱流值在50mw/m2～90mw/m2;②松南屬于油氣勘探開發(fā)成熟盆地，地層測溫資料豐富，統(tǒng)計有265口井、598個實測溫度數(shù)據(jù)點;③熱儲層系與松南油儲層系對應，沉積特征認識清楚，利于開展地熱資源計算;④目前吉林油田生產(chǎn)伴生水資源量規(guī)模大，據(jù)統(tǒng)計2017年油田生產(chǎn)伴生水量達到為3228.7×104m3，存在水溫較高區(qū)塊。

1.2松南地熱資源計算關鍵參數(shù)特征

關于地熱資源計算方法主要有地表熱流量法、熱儲法、解析模型法、類比法等。根據(jù)松南鉆井勘探程度較高的特點，資料成熟，本次計算地熱資源量選取熱儲法進行計算，Qr=CAd（tr-t0），其中tr為熱儲溫度、 A為熱儲面積是關鍵參數(shù)。根據(jù)搜集實測地層溫度數(shù)據(jù)分析，松南地溫梯度均大于≥3℃/100m。松南地溫梯度均大于≥3℃/100m。從地溫梯度平面分布特征分析，松南地溫梯度表現(xiàn)為由東北向西南遞減的特點。由于地熱能主要來源于巖石圈地幔的熱能，因此距離地下軟流層越近，地層溫度越高，具有構造高部位控制地溫高值的特點，因此松南幾大構造隆起帶是地溫梯度的高值區(qū)帶。例如扶新隆起帶地溫梯度最高可達到7.5℃/100m;西南隆起帶長嶺斷陷區(qū)地溫梯度達到5℃/100m;紅崗階地地溫梯度為4.5℃/100m。

1.3松南地熱資源計算

為了利于開展優(yōu)勢地熱資源的選區(qū)工作，平面上按照西部斜坡區(qū)、中央坳陷區(qū)、東南隆起區(qū)三個構造區(qū)、縱向上按照不同熱儲層系精細計算資源量。從計算結果來看，松南地熱資源巨大，資源總量相當于2385億噸標煤，具有平面以中央坳陷區(qū)資源量集中，縱向以下部地熱資源富集的特點。

西部斜坡區(qū)地熱資源相當于274億噸標煤，所占比重最小;中央坳陷區(qū)地熱資源最大，相當于1076億噸標煤;東南隆起區(qū)地熱資源相當于1031億噸標煤;縱向上分析，上部熱儲地熱資源相當于17.3億噸標煤所占比例最小;中部熱儲地熱資源為665億噸標煤;而下部地熱資源相當1702億噸標煤，地熱資源最富集。

2松南地熱資源有利試驗區(qū)優(yōu)選

2.1松南地熱資源利用途徑及選區(qū)標準

目前我國地熱資源主要應用于地熱供暖、醫(yī)療保健、農(nóng)業(yè)養(yǎng)殖幾個方面。在藏南、滇西地溫高值帶可以利用地熱資源發(fā)電。綜合分析松南地熱資源的分布特征結合油區(qū)生產(chǎn)伴生水量大、以中低溫為主的優(yōu)勢、特點，以及區(qū)域冬季寒冷、供暖需求大問題，確定了不投入地熱鉆井工作量，充分利用油田伴生的水熱資源，直接利用水熱為居民供暖的利用方式。按照地熱行業(yè)開發(fā)標準，要求地熱開發(fā)區(qū)帶地溫梯度大于3.5℃/100m;產(chǎn)水量大于500m3/d?？紤]東北地區(qū)供暖標準，要求水溫大于70℃，因此以中部熱儲、下部熱儲為開發(fā)目標層系優(yōu)選有利試驗區(qū)。

2.2松南地熱試驗區(qū)選區(qū)

從松南油區(qū)中部熱儲產(chǎn)液剖面情況分析：西部西坡地區(qū)發(fā)育上部姚家組、中部青山口組三段，以姚家組為主，埋深小于1000m，目前鉆井揭示水量大，其中平9井日產(chǎn)水量143.5方/10m，但是水溫較低，溫度在30℃～40℃之間;紅崗階地發(fā)育上部姚家組熱儲、泉頭組四段熱儲，埋深在1000-2000m。其中海35井揭示姚家組日產(chǎn)水57方/6.6m;泉四段日產(chǎn)水2.5方/8m，溫度在30℃～70℃之間，泉四段水溫較高，但產(chǎn)液量低;中央坳陷區(qū)熱儲以青山口組、泉頭組為主，埋深大于2000m，單井揭示青山口三段組產(chǎn)水量大于20方/8m;孤店地區(qū)、東南隆起地區(qū)中部熱儲以泉四段為主，但由于埋藏相對較淺，溫度均在30℃～70℃。

按照直接利用水熱資源供暖創(chuàng)效的利用思路，初步優(yōu)選中央坳陷區(qū)中部熱儲、長嶺斷陷區(qū)營城組熱儲為有利開發(fā)目標。從松南地區(qū)2000m、3000m地溫圖與縣級城區(qū)位置疊合圖分析，松原市區(qū)、乾安縣、長嶺縣、大安市均處于有利區(qū)帶。其中長嶺查干花鎮(zhèn)、乾安縣城區(qū)地熱資源優(yōu)勢相對突出。

2.3長嶺查干花鎮(zhèn)地熱開發(fā)潛力

吉林油田長嶺斷陷完鉆的探井、開發(fā)井集中在長嶺1號構造地理位置位于查干花境內，南距長嶺縣城區(qū)38km，北距乾安縣30km，是長嶺氣田的核心生產(chǎn)區(qū)塊。目前長嶺1號構造共完鉆29口井，均鉆穿營城組，營城組熱儲埋深在3000～4000m，目前產(chǎn)液井有6口，日產(chǎn)液580m3/d，產(chǎn)液井井口水溫超過100℃，可利用前景廣闊。長嶺構造地熱資源具有以下特征：

⑴長嶺1號構造位置有利，營城組地溫屬于近高溫熱儲。從構造位置分析，長嶺1號構造位于長嶺斷陷中部隆起帶，南北均為斷洼，根據(jù)構造高部位控制地熱富集的認識及完鉆的長深1井揭示，該區(qū)塊屬于長嶺斷陷地熱資源優(yōu)勢區(qū)。其中長深1井營城組3451.43m，地層溫度130.5℃，地溫梯度為3.781℃/100m。

⑵長嶺1號構造營城組熱儲水層界面統(tǒng)一，橫向連續(xù)性好。從區(qū)塊近東西向氣藏剖面分析，該區(qū)氣藏類型屬于典型的構造氣藏，具有統(tǒng)一的氣水界面，水量穩(wěn)定、規(guī)模較大。

目前長嶺1號構造熱儲動用面積為55km2，按照孔隙度取8%，厚度取100m，巖石比熱、密度參考區(qū)域值，計算該區(qū)地熱資源量相當于0.5億噸標煤?？晒┡娣e按照80℃換熱溫差，60w/m的供暖標準計算，可供暖面積53760m2，可以為查干花鎮(zhèn)提供清潔供暖服務，取暖費用按照28.5元/m2收取，年創(chuàng)效金額達到150萬元。

3結論

松遼盆地南部熱資源量規(guī)模大，資源總量相當于2385億噸標煤，具有平面以中央坳陷區(qū)資源量集中，縱向以下部地熱資源富集的特點。在扶新隆起帶、紅崗階地等地溫梯度高值區(qū)帶可以進一步落實地熱資源有利區(qū)帶，實現(xiàn)松南地熱資源開發(fā)的多點開花，為油田公司創(chuàng)造更高的經(jīng)濟效益。

參考文獻：

[1]? WilliamE.Glassley. Geothermal Energy：Renewable Energy and Environment，2015

吉林油田勘探開發(fā)研究院? 吉林省? 松原市