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产业技术前言
鄂尔多斯盆地延长油气区地热资源评价
来源:地大热能 2020-07-02
康静  王菲菲  党震
1.陕西延长石油(集团)有限责任公司研究院  陕西  西安  710065
2.陕西延长石油国际勘探开发工程有限公司  陕西  西安  710065
摘要:延长油气区位于鄂尔多斯盆地东南部,地温场属于具中等大地热流值的过渡型,热储层主要为:侏罗系富县组碎屑岩、侏罗系延安组碎屑岩、三叠系碎屑岩、石炭-二叠系碎屑岩、奥陶系碳酸盐岩。通过大地热流调查和地热地质资料研究,采用容积法对研究区的地热资源潜力进行了评价。结果表明鄂尔多斯盆地延长探区热水资源量为19405.0×108m3,热水储能为80.8×1015kcal,地层总热量为1692.77×1015kcal。
关键词:地热资源  热储层 评价

概述
地热资源是安全、稳定、高效的可再生能源,且相对于其他可再生能源具有更深远的发展潜力。我国的大部分地热资源属于中低温地热资源,主要分布在我国的含油气沉积盆地中。在中西部油区的盆地深部,大多为沉积盆地型中低温地热资源,特点为含热层系较多,分布面积较广,热储层体积较大,蕴藏的地热资源量较高。
区域概况
延长油气区大地构造位置处在鄂尔多斯盆地东部二级构造单元--陕北斜坡上。陕北斜坡为鄂尔多斯盆地的主体部分,主要形成于早白垩世。由西向东出露的地层依次为第四系、第三系、白垩系、侏罗系及三叠系。
地温场及热储层特征
研究区位于鄂尔多斯盆地东南部,平均比热流值为65.3mW/m2 ,大地热流值具有东高西低的分布特征,地温梯度、大地热流、岩石圈厚度等说明研究区现今地温场既不是“热”的构造活动型也不属于“冷”的稳定构造型,而属于具中等大地热流值的过渡型,地温场分布特征主要受盆地深部结构及盆地构造格架控制。根据地质、水文地质条件,可以确定鄂尔多斯盆地延长探区的热储层主要为:侏罗系富县组碎屑岩、侏罗系延安组碎屑岩、三叠系碎屑岩、石炭-二叠系碎屑岩、奥陶系碳酸盐岩。
地热资源计算方法
研究区地热资源赋存在热储层中,地下热水为深部热源的主要载体。每个热储单元是一个独立的封闭系统,水平方向同一深度上地温相同,无热量交换,单元侧向周边边界视为隔热边界;垂直方向不同深度上地温及梯度不同,热流自下而上传导。根据这种特点,故而本次计算时采用体积法计算地层总热量。
计算公式如下:
Q=AHCv(Tp-Tc)×106
(1)总热量计算按照体积法计算,实际上是估算热储层体积内储存的热量。式中: Q 为总热量(kcal); A 为热储面积(km2 ),本次计算热储面积指由4000m以浅,热储层温度大于25℃的范围;H为热储层平均厚度(m),本区地热资源丰富,本次计算分热储层计算,热储层的选择依据主要是有沉积砂体的厚度,砂体有效孔隙度,地温梯度、大地热流等多种因素共同决定;Cv为热储层体积比热容(kcal/(m3 ·℃)),传热介质由岩石颗粒、水、空气组成,比热容可由各组成物的比热容计算得出,实际应用中空气的比热容忽略不计。
因此,体积比热容的计算公式为:
Cv=ρwCwφ+ρsCs(1-φ)
(2)式中:Cv为体积比热容,(kcal/m3 /℃);ρw、ρ s为水和岩石的密度(kg/m3 );Cw、Cs分别为水和岩石的质量比热容,(kcal/kg·℃);φ为孔隙;Tp为热储层平均温度(℃);Tc为基准温度,即当地地下恒温层(一般是地下15~20m)温度或多年平均气温(℃)。其中鄂尔多斯盆地基准温度选择11℃。
计算结果及有利区预测
根据地层发育状况、热储层的类型、热储层分布特征、储层物性、地温分布特征等,采用面积平均法、容积法对研究区的地热资源潜力进行了计算,估算的热水资源量为19405.0×108m3 。热水储能为80.8×1015kcal,相当于115.4×108 t标准煤,地层总热量为1692.77×1015kcal,换算标准煤为2418.24×108t(见表1)。根据不同深度、不同层位温度分布及热储层分布规律,对不同层位地热资源有利区进行了预测。延安组埋深在300~1600m之间,平均深度800m,地温分布在20~46℃之间,平均35℃,地热富集区集中在吴起-志丹-靖边地区。延长组埋深在300~1300m之间,平均深度800m,地温分布在20~80℃之间,平均55.7℃,地热富集区主要分布于神木-榆林-靖边一带、米脂-子长-延安一带及延川-宜川-黄龙一带地区。下石盒子组埋深在1500~4400m之间,平均深度2800m,地温分布65~135℃之间,平均103.1℃,地热富集区神木-榆林-横山一带,砂岩储层厚度大。石炭-二叠系砂岩储层在神木-榆林-横山一带厚度大,最厚可达650m,在南部区厚度较薄,为100~200m。奥陶系碳酸盐岩风化壳埋深在2800~4400m之间,平均深度3500m,地温分布在50~140℃之间,平均100℃,地热富集区主要分布于斜坡区的延安-靖边一带。
 


综合考虑地温分布、地热储层厚度,埋藏深度等因素,延长油气区地热富集区分布于-横山-靖边及子长-安塞-延安一带,其次为延川-宜川-黄龙地区及定边-吴起-志丹-安塞地区(见图2)。