黑龍江省依舒斷裂帶湯原斷陷地?zé)豳Y源評價

劉玉

摘 要：湯原斷陷呈長條狀展布，區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造屬郯廬斷裂帶東北延伸部分。地?zé)醿訛橄碌谌祵毴獛X組，為孔隙型熱儲，孔隙率均值為20%，物性較好，砂巖厚度大，可作為地?zé)岬闹髁Y源儲層，勘查類型為II-1型。地溫梯度較高，為3.5～4.0℃/hm，湯參2井出水量461.2m3/d，井口水溫70℃，地?zé)岬刭|(zhì)條件優(yōu)越。經(jīng)綜合資料和計算數(shù)據(jù)推測，湯原斷陷可成為大型地?zé)崽铮瑧?yīng)屬熱水量較為豐富的適宜開采地?zé)崽?。湯原地?zé)崽锏陌l(fā)現(xiàn)，對在敦密斷裂帶、依舒斷裂帶以及郯廬斷裂帶尋找地?zé)豳Y源有著積極的啟示作用。

關(guān)鍵詞：依舒斷裂；湯原斷陷；地?zé)豳Y源

引言

依蘭-舒蘭地塹（簡稱依-舒地塹）位于三江盆地西側(cè)，走向北北東，北起黑龍江邊的名山鎮(zhèn)，南至沈陽，長820km，斷裂帶內(nèi)分布白堊紀(jì)及古近紀(jì)沉積物，最大厚度3000m以上，是依蘭-伊通地塹在黑龍江省境內(nèi)的一部分，向南延入吉林省境內(nèi)，向北伸入俄羅斯境內(nèi)，呈北東向狹條狀展布。分為五個一級構(gòu)造單元，即湯原斷陷、依蘭斷隆、方正斷陷、尚志斷隆、勝利斷陷，盆地總面積約6480km2，其中湯原斷陷面積3320km2，方正斷陷1460km2。主要所轄行政區(qū)有五常市、尚志市、延壽縣、方正縣、依蘭縣、湯原縣、蘿北縣。由石油勘查的物化探測量工程所控制，地塹兩側(cè)以近乎平行的巖石圈斷裂為邊界，寬15-20km。根據(jù)湯熱1井、湯參2井資料推測依舒地塹湯原斷陷有望成為大型地?zé)崽?。該區(qū)地?zé)崽锏陌l(fā)現(xiàn)，對于當(dāng)?shù)亻_發(fā)新能源，發(fā)展低碳、環(huán)保經(jīng)濟具有重要意義。

1 地質(zhì)概況

1.1 構(gòu)造

湯原斷陷的形成嚴(yán)格受依舒斷裂帶控制，屬地塹型構(gòu)造類型。敦密斷裂帶與依舒斷裂帶一起被認(rèn)為是郯廬斷裂帶的北延部分，是發(fā)育歷史長、活動期次多的區(qū)域性大斷裂，它對東北地區(qū)的地質(zhì)發(fā)展史、資源（煤炭、石油、天然氣以及地?zé)豳Y源）分布、地震、火山活動等方面都有重要的控制作用。

1.2 地層

新生界是地塹蓋層的主體沉積，發(fā)育巨厚的第三系陸相沉積，下第三系最厚可達5000多米，約占整個蓋層的88%，為地塹中最重要的生儲蓋巖系。根據(jù)湯熱1井資料，該區(qū)地層從上到下依次為：第四系（厚度90m）、上第三系（厚度188.7m）、下第三系（厚度1646m）和白堊系（厚度1581m）。

2 地?zé)岬刭|(zhì)模型

依舒斷裂帶湯原斷陷內(nèi)熱儲層在區(qū)域上分布比較均勻，可以概化為水平方向延伸較遠且受地塹邊界控制的均質(zhì)含水層，在垂向上可以視為一個含水（或儲熱）巖組，呈多層狀。地塹內(nèi)現(xiàn)有2個控制鉆孔，為地?zé)豳Y源的存在提供了可靠證據(jù)。綜合分析物探和鉆探資料，可初步建立地?zé)崽锏牡責(zé)岬刭|(zhì)模型。下面對形成該地?zé)岬刭|(zhì)模型的熱儲、熱源、蓋層和地溫等要素進行敘述。

2.1 熱儲

依舒斷裂帶湯原斷陷內(nèi)現(xiàn)有的2個控制鉆孔，湯熱1井為地?zé)崽骄?，井?920.58m，井口溫度為40℃左右，含熱水層厚度為165.8m，最大水層厚度25m，地溫梯度為3.5-4℃，最大設(shè)計降深為340m時井出水量可達891.84m3/d；湯參2井為石油井，井深2658m，出水量461.2m3/d，井口水溫70℃。兩井相距48km，地?zé)醿訛橄碌谌祵毴獛X組，為孔隙型熱儲，孔隙率均值為20%，物性較好，砂巖厚度大，可作為地?zé)岬闹髁Y源儲層，勘查類型為II-1型（層狀中低溫地?zé)崽铮?/p>

2.2 熱源

湯原斷陷主要受依舒斷裂帶（巖石圈深大斷裂）控制，來自地球深部的熱源通過主干斷裂源源不斷的向上部地層傳導(dǎo)熱量，是形成地?zé)崽锏闹饕醽碓础?/p>

2.3 蓋層

沉積蓋層為下第三系泥巖。埋深873m以上的組內(nèi)泥巖可作為蓋層，并與熱儲層構(gòu)成自生自儲自蓋型儲蓋層組合模式。

2.4 地溫

由湯參2井測溫資料得知，下第三系三段以上地層深度小于1100m，地溫<50℃；下第三系二-三段地層深度1100-2000m，地溫>70℃；下第三系二段以下地層深度>2000m，地溫>90℃。

2.5 基底

依舒地塹基底為前古生界變質(zhì)巖地層，主要巖性為花崗巖。

3 地?zé)豳Y源量估算與初步評價

本次地?zé)豳Y源量估算評價的前提，是把湯原斷陷的分布范圍均作為地?zé)崽锏拿娣e來考慮，地?zé)崽锩娣e設(shè)為3320km2。

3.1 地?zé)崮軆α抗浪?/p>

采用熱儲法對熱儲層中熱能量進行概略的計算。熱能量計算又分為熱儲層中熱能總量和可開采熱能儲量計算兩個方面。前者國內(nèi)常用的方法是熱儲法，后者常用的方法是回采系數(shù)法。

3.1.1 熱儲法計算模型

QR=C·A·d·（tr-tj） （1）

3.1.2 回采系數(shù)法計算模型

Qwh=RE×QR （2）

3.1.3 計算參數(shù)的確定及計算結(jié)果

將所確定的計算參數(shù)代入熱儲計算模型（1）（2），計算熱儲中熱能總量為7.71×1019J，可開采出熱能儲量7.71×1018J，折合成煤7.33×108t（表1）。

表1 熱儲參數(shù)及計算結(jié)果表

注：根據(jù)規(guī)范《地?zé)豳Y源評價方法》（DZ40-85），噸煤熱效率值按10513.557×106J計算。

3.2 初步評價

本次推測的湯原斷陷地?zé)崽?，為依舒斷裂控制的長條狀地塹型構(gòu)造斷陷層狀沉積成因。按國家標(biāo)準(zhǔn)《地?zé)豳Y源地質(zhì)勘查規(guī)范》（GB/T 11615-2010），地?zé)崽锟辈轭愋蛯僦械蜏兀á颍╊悽?1型（層狀熱儲地?zé)崽锟辈轭愋停?。熱儲平均溫度約為56.3℃，按地?zé)豳Y源溫度分級屬低溫地?zé)豳Y源熱水級。采用熱儲法估算熱儲層中儲存的熱量（QR）為7.71×1019J，回收率按10%計算，可開采出的熱量（Qwh）為7.71×1018J。按服務(wù)100年計算，可采熱能為2441.5MW，>50MW，按地?zé)崽镆?guī)模分級標(biāo)準(zhǔn)，屬大型地?zé)崽铩?/p>

4 結(jié)論

（1）依舒斷裂長期的構(gòu)造活動，使湯原斷陷沉積了巨厚（鉆探控制底界埋深2650m）的第三系陸相沉積，為地?zé)豳Y源的形成提供了基礎(chǔ)地質(zhì)條件。

（2）深大斷裂帶為熱儲不斷提供熱源，使湯原斷陷地溫梯度達3.3～4.0℃/ hm，高于地球表層平均地溫梯度值（3.0℃/ hm）。地?zé)峋樗囼灳诔鏊疁囟?2℃，說明湯原斷陷屬較高地?zé)岙惓^(qū)。

（3）湯原斷陷地?zé)豳Y源儲量豐富，經(jīng)地?zé)豳Y源量估算，可開采熱能儲量7.71×1018J，折合成煤7.33×108t，屬大型地?zé)崽铩?/p>

（4）湯原斷陷地?zé)崽锏陌l(fā)現(xiàn)及地?zé)豳Y源賦存分布的研究，對在郯廬斷裂帶及北延部分的敦密斷裂帶和依舒斷裂帶凹陷地段尋找地?zé)豳Y源有著積極的引導(dǎo)作用。