摘要：通過開展東南沿海重點區(qū)地?zé)岬刭|(zhì)調(diào)查，對廣東惠州黃沙洞地?zé)崽锷畈康刭|(zhì)結(jié)構(gòu)及淺地表構(gòu)造斷裂特征進行了精細勘查，并實施惠熱1井鉆探，調(diào)查深部高溫巖體空間展布及熱結(jié)構(gòu)特征，評價地?zé)岣蔁釒r資源潛力。惠熱1井成功探獲127℃的自噴水熱資源，是迄今為止中國東部水溫最高，壓力和流量最大的高產(chǎn)能自噴地?zé)峋?。地?zé)峋鏊€(wěn)定溫度118℃，流量137m3/h，對指導(dǎo)東南沿海中高溫地?zé)嵴业V具有十分重要的意義。

1.項目概況

我國東南沿海地區(qū)是我國空氣質(zhì)量良好的一片地區(qū)，同時面臨能源缺乏，傳統(tǒng)能源燃燒帶來的一系列環(huán)境問題。東南沿海地區(qū)地?zé)豳Y源潛力巨大，開展東南沿海地?zé)豳Y源調(diào)查是東南沿海地區(qū)緩解自身能源壓力的有效渠道。為調(diào)查我國東南沿海地區(qū)地?zé)豳Y源賦存特征和評價深部地?zé)豳Y源潛力，中國地質(zhì)調(diào)查局自2012年以來組織實施了福建漳州、廣東惠州、陽江、雷瓊地區(qū)等重點地?zé)嵊欣繕藚^(qū)地?zé)豳Y源調(diào)查。在前期基礎(chǔ)上，中國地質(zhì)科學(xué)院水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)研究所在東南沿海開展了“東南沿海廈門-瓊北地區(qū)地?zé)豳Y源調(diào)查”項目，項目周期為2016—2018年。其中北京探礦工程研究所為參加單位并負責(zé)惠熱1井鉆探現(xiàn)場施工。項目目標任務(wù)為面向國家能源需求，積極開展東南沿海廈門-瓊北地區(qū)地?zé)豳Y源調(diào)查評價，查明重點目標區(qū)區(qū)域地?zé)岬刭|(zhì)條件、巖漿巖的分布及埋藏條件，開展干熱巖開發(fā)利用相關(guān)技術(shù)研究，初步形成系統(tǒng)的干熱巖資源調(diào)查、開發(fā)技術(shù)支撐體系，逐步引領(lǐng)或推動我國干熱巖資源的大規(guī)模開發(fā)利用。通過項目實施，提出了東南沿海區(qū)域聚熱地?zé)岢刹乩碚摚醪叫纬闪烁邷責(zé)釒r鉆進技術(shù)體系，基于以上理論和技術(shù)，在廣東惠州施工的惠熱1井成功探獲中高溫自噴水熱資源，對于支撐服務(wù)東南沿海地?zé)豳Y源勘查開發(fā)具有重要意義。

2.成果簡介

(1)基本查明東南沿海重點地區(qū)地?zé)岬刭|(zhì)條件，揭示出重點工作區(qū)地?zé)豳Y源分布與導(dǎo)熱構(gòu)造的關(guān)系(圖1)。東南沿海地區(qū)是我國最主要的高熱流花崗巖分布區(qū)，干熱巖熱源成因與深部殼?；顒痈鼮榫o密，這與東南沿海所處的歐亞板塊、菲律賓板塊和南海地塊復(fù)雜交匯大地構(gòu)造背景直接相關(guān)。福建地區(qū)地?zé)岙惓Ｒ詼厝雎稙橹?，福建南靖、南埕地區(qū)溫泉主要出露于NE向與NW向構(gòu)造的交匯處，地下熱水化學(xué)類型為Na·HCO3、SO4·HCO3-Na型，熱儲溫度分別為115~153℃及144~148℃，水熱活動受斷裂控制明顯。廣東地區(qū)溫泉出露廣泛，主要出露在巖體或巖體與沉積盆地邊緣地帶，受巖體和區(qū)域性斷裂控制明顯。從化-永漢、橫瀝重點區(qū)地下熱水水化學(xué)類型為Na-HCO3、Ca-Na-HCO3及Na-Ca-HCO3型，熱儲溫度分別為56~108℃及120~150℃。瓊北地區(qū)新生代火山噴發(fā)活動強烈，玄武巖區(qū)調(diào)查未發(fā)現(xiàn)地?zé)岙惓?。火山口分布區(qū)整體具有出口溫度低、pH值相對偏酸性、相對偏還原環(huán)境及TDS值偏低的特點。地下熱水化學(xué)類型主要為Na·HCO3?？傮w來看東南沿海地?zé)豳Y源具有中低溫、裂隙深循環(huán)加熱、構(gòu)造控制明顯的特點，目前的開發(fā)利用以洗浴療養(yǎng)和水產(chǎn)養(yǎng)殖為主。

圖1 東南沿海地?zé)岬刭|(zhì)調(diào)查野外現(xiàn)場

a—巖性構(gòu)造調(diào)查;b—同位素水樣采集;c—野外井泉調(diào)查

(2)構(gòu)建了東南沿海對流型地?zé)豳Y源勘查評價的技術(shù)方法與地?zé)岢刹啬Ｊ?，為區(qū)域地?zé)嵴业V提供理論技術(shù)支撐。以往東南沿海隱伏巖體區(qū)缺乏深部熱儲測試參數(shù)及資源量評價方法，經(jīng)過實地調(diào)查、深入研究，建立起地面調(diào)查為基礎(chǔ)，重點區(qū)開展地球物理勘查與地球化學(xué)調(diào)查，選定靶區(qū)開展地?zé)徙@探，開展測井和熱儲工程測試獲取深部巖石地質(zhì)、熱物性參數(shù)，評價資源量和開發(fā)利用潛力的東南沿海對流型地?zé)豳Y源勘查評價技術(shù)方法。在該技術(shù)方法指導(dǎo)下，創(chuàng)新總結(jié)了東南沿海地?zé)峋哂兴嵝詭r體放射性生熱，斷裂導(dǎo)熱加之蓋層保熱的聚熱模式，燕山晚期花崗巖生熱率可達6.4μW/m3，是殼源熱源的主要組成部分;區(qū)域性斷裂構(gòu)造作為導(dǎo)熱通道溝通深部熱源與淺地表，將深部熱量傳導(dǎo)至淺部;沉積蓋層對酸性巖體放射性生熱和斷裂傳導(dǎo)至淺部的熱量起到蓋層保溫作用，阻擋了熱量的散逸。聚熱地?zé)岢刹乩碚摵涂辈樵u價技術(shù)方法的建立為東南沿海地?zé)嵴业V提供了理論和技術(shù)依據(jù)。

(3)廣東惠州鉆獲中國東部溫度最高，壓力和流量最大的高產(chǎn)能地?zé)峋責(zé)岚l(fā)電潛力顯著，為東南沿海中高溫地?zé)豳Y源勘查開發(fā)指明方向。惠熱1井位于惠州市惠城區(qū)橫瀝鎮(zhèn)黃沙洞村，區(qū)域上位于北東向紫金-博羅區(qū)域性斷裂帶的南東側(cè)約12km，蓮花山區(qū)域性斷裂帶北西側(cè)約40km。井位工區(qū)主要為北東向壓扭性斷裂與北西向張性斷裂控制，且北西向張性斷裂顯示為低阻，且前期溫泉(井)在北西向斷裂帶內(nèi)出露，因此認為黃沙洞地?zé)崽锏臒岢梢蚰Ｊ綖樯畈繜嵩囱乇睎|向壓扭性斷裂帶傳導(dǎo)至淺部，遇到北西向張性低阻斷裂帶，以流體為介質(zhì)將熱傳遞至地表，形成溫泉。按照此熱成因模式，鉆探選址于壓扭性斷裂帶北西側(cè)下盤，且位于張性低阻斷裂帶中。鉆井深度為3009m，鉆遇地層從淺至深依次為第四系(0~20m)、寒武系(21~466m)、震旦系(467~1565m)和侏羅系巖體(1566~3009.17m)(圖2)。通過巖屑錄井、取心、測井工作，發(fā)現(xiàn)東南沿海地區(qū)典型巖體熱侵位垂向變質(zhì)序列，鉆孔于1550m深處成功揭穿沉積蓋層，進入下部隱伏花崗巖體，鉆遇地層巖性從淺至深依次是砂巖、千枚狀頁巖、炭質(zhì)/粉砂質(zhì)板巖、構(gòu)造角礫巖、硅化石英砂巖、絹英巖化花崗巖以及二長花崗巖。

圖2 惠熱1井綜合巖性柱狀圖

在新的勘查評價技術(shù)方法指導(dǎo)下，惠熱1井于2900m測得熱水溫度為127.7℃(圖3)。在此基礎(chǔ)上開展了放噴試驗熱儲工程測試，自2019年3月26日安裝放噴井口裝置至4月9日關(guān)井，歷經(jīng)3次引噴，歷時16天。測試顯示，井口最高穩(wěn)定溫度118℃，最大流量137m3/h，最大允許開采量268.3m3/h，井口工作壓力0.22MPa。據(jù)初步測算，按照16%的發(fā)電效率，考慮綜合利用發(fā)電后溫度50℃，惠熱1井單井產(chǎn)能達到3MW。

圖3 惠熱1井熱儲工程測試現(xiàn)場圖

a—放噴井口裝置;b—放噴水汽效果;c—溫度、壓力、流量記錄

3.成果意義

東南沿海地?zé)岬刭|(zhì)條件的查明為我國東南沿海地區(qū)中低溫地?zé)豳Y源的勘查評價提供了基礎(chǔ)，通過本次調(diào)查評價，項目總結(jié)出的東南沿海對流型地?zé)豳Y源勘查評價的技術(shù)方法與地?zé)岢刹啬Ｊ?，為尋找同類型地?zé)豳Y源提供了理論和技術(shù)依據(jù)?；轃?井探獲的中高溫地?zé)豳Y源說明東南沿海地區(qū)地?zé)豳Y源不僅可以實現(xiàn)溫泉洗浴療養(yǎng)的規(guī)?；_發(fā)，而且具備中高溫發(fā)電潛力，梯級開發(fā)利用前景十分廣闊。

(中國地質(zhì)科學(xué)院水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)研究所 甘浩男;北京探礦工程研究所 張德龍供稿)