广东省中高温地热资源勘查与开发利用建议

2012-08-15田春艳

地下水 2012年4期

关键词：新洲热田热水

田春艳

(广东省地质局水文工程地质一大队，广东湛江524049)

广东省中高温地热资源勘查与开发利用建议

田春艳

(广东省地质局水文工程地质一大队，广东湛江524049)

广东省境内已发现的中温地热资源主要以水热型为主。从地热发电角度看，水温较高(大于90℃)、储量较大、具有发电潜力的地热田有新洲地热田、东山湖地热田、虎池围地热田、邓屋地热田和丰良地热田。根据地热田地热资源分布及开发利用存在的问题，从地热发电角度分析，初步提出了中高温地热资源勘查与开发利用的四点建议。

广东;地热资源;开发利用

广东是我国地热资源最丰富、出露温泉点最多的省份之一，温泉点的数量仅次于西藏、云南，居全国第三位。目前，全省已发现温度≥30℃的天然温泉点约320处(约占全国总数的10%)、隐伏地热区5处。在全省21个地级市中，除东莞市还没发现有天然温泉出露外，其余20个地级市均有温泉分布。据初步统计，全省地热资源可开采量约64.2万m3/d，其中:天然温泉约23.8万 m3/d，盆地型隐伏地下热水约 40.4 万 m3/d。

1 地热地质背景

中、新生代以来，广东省境内断裂活动及地壳升降运动异常强烈，不仅形成了100多个沿断裂展布的陆相红色构造盆地，而且发生了多期次的岩浆侵入和火山喷发活动。已确定的侵入岩岩体有500多个，分布面积约占全省陆地面积的三分之一，其中以酸性花岗岩类占绝对优势［1］。在时空分布上，具有:分布范围广，沿断裂构造带展布，侵入岩时代从西北向东南逐渐变新的趋势，侵入活动具有多旋回和多期次性，燕山期侵入活动最强烈(期次多、强度大)等明显的特征和分布发育规律。

广东地域在地质历史时期经历过多次剧烈的地壳运动，形成了一系列规模不一、性质不同的断裂，尤其是规模大、切割深、反复活动的深、大断裂，不仅控制了广东山川形势的展布方向、地层与岩石的分布、中—新生代断陷盆地的形成与发展，而且控制着温泉的分布与出露。

2 中温地热田

广东省境内已发现的中温地热资源主要分布于沿海地区，以水热型地热资源为主。从地热发电角度看，水温较高(大于90℃)、储量较大、具有发电潜力的地热田主要有5个。

2.1 新洲地热田

2.1.1 地理位置

新洲地热田位于广东省阳江市阳东县新洲镇北西4km的横岗村附近、广湛高速和西部沿海高速公路之间，地热田中心点地理座标为东经 112°15′26″，北纬 21°53′33″，连接两高速的乡镇级水泥公路从地热田旁侧通过，交通方便。

新洲地热田位于北东向的恩平—新丰大断裂带内，处在新洲岩体与古老的寒武系地层接触界线上。

2.1.2 地热资源概况

热储呈带状，明显受岩浆岩及断裂构造控制，浅部地热资源为水热型。地表以大于30℃的温泉为边界，圈定的地热田面积大于1 km2，推测地下300 m深度的90℃高温区面积达4.88 km2。温泉温度92℃，钻孔揭露自流水温101℃、300 m孔底温度104℃。钻孔自流量1 959 m3/d，单孔抽水试验降深10.7 m的涌水量3 128 m3/d。最高水头高出地面13.70 m。

2.1.3 存在的主要问题及潜力分析

1)勘探深度不够。目前地热勘探孔最大深度仅350 m，而350 m以下的地质构造及地热资源情况不明。

2)深部地质构造未查明。以往的地质工作仅限于浅部数百米深度，对于深部断裂及深部是否存在炽热的岩浆或干热岩从未进行过研究。根据地热田的地质构造(断裂发育、新洲岩体多期次岩浆入侵)分析，存在着浅部为深循环中高温热水、深部为干热岩的可能。

3)地热田温度有待提高。从以地热发电为目的的角度看，地热田目前揭露的温度仍然较低。据地热水化学温标预测，该地热田的热储温度达162℃。因此，仍有提高地热田温度的潜力。

4)高温热水未被开发利用，造成地热能源浪费。新洲地热田虽然具有储量丰富、钻孔出水量大、温度高的特点，但目前开发力度不足，宝贵的高温热水仍然在白白流失。

2.2 东山湖地热田

2.2.1 地理位置

东山湖地热田地处粤东沿海，位于潮州、汕头、揭阳三市交界地带的桑浦山脉北侧，行政区划隶属潮州市朝安县沙溪镇管辖。从厦汕、深汕、汕梅高速公路转潮汕、汕揭公路可达。汕揭高速公路沙溪出入口距度假村约2 km，离粤东新机场10 km，距潮州市区约20 km，距汕头、揭阳市区约30 km，交通便利。

东山湖地热田处在潮安－普宁、钱东－惠城等两条北东向断裂与古巷－澄海及榕江等两条北西向断裂交接的中间地带。地表被第四系海陆交互相沉积层覆盖，主要由粘性土及砂砾石组成，厚度45～66 m不等;下伏基岩为晚侏罗世及晚白垩世的侵入花岗岩。

2.2.2 地热资源概况

地热田具有水温高、水量大、水头压力高等特点。地热中心区域的钻孔自流量均大于20 L/s，揭露孔口最高水温102℃，水头高出地面25.23 m，单孔涌水量达2 932 m3/d。热水矿化度1.1～3.2.3存在的主要问题及潜力分析

1)勘探深度不够。以往地热勘查孔最大钻探深度593.11 m，深部地质构造及地热资源情况不明。

2)用途单一，存在资源浪费问题。该地热田地热资源储量丰富，水温达102℃是全省温度最高的热水，目前仅用于洗浴，没有进行综合利用，开采利用量较也小，不仅经济效益不理想，而且也浪费了宝贵的地热资源。

3)地热田温度仍可提高。选用二氧化硅地热温标预测深部热储温度达140℃ ～143℃。

2.3 虎池围地热田

2.3.1 地理位置

虎池围地热田位于中山市南蓢镇翠亨村东南侧金星门港的滩涂内。东为淇澳岛，北距中山市区约24 km，南距珠海市区约15 km，西侧有京珠高速公路及中山至珠海一级公路，东侧有正在建设中的粤港澳大桥(西端)，交通十分方便。

新洲地热田位于北东向的河源深大断裂西南段，处在五桂山岩体边缘。温泉常年被海水淹没，据钻探揭露，深部为燕山三期花岗岩，浅部(海底)为第四系全新统海相沉积的淤泥和燕山期花岗岩风化残积的粘性土等，厚约12～30 m，隔热保温性良好。

2.3.2 地热资源概况

热储呈带状，明显受岩浆岩及断裂构造控制，浅部地热资源为水热型。根据钻探和测温资料，初步圈定地温＞30℃的地热异常区面积约0.262 km2。温泉温度98℃，钻孔揭露自流水温99℃，偶测值达102℃。最高水头高出地面8.20 m。单孔自流量1 200 m3/d，单孔抽水试验降深3.6 m的涌水量1 813 m3/d。根据钻孔自流及抽水试验资料计算，虎池围地热田地下热水的允许开采量为2 558 m3/d。经初步计算，地热田可开发利用地热量达77 7578 MJ/d，换算成热能为9.00 MW，地热田规模属小型。热水水化学类型为Cl－Na型，矿化度 10.9 ～11.3 g/L，SiO2含量 137.5 mg/L。

2.3.3 存在的主要问题及潜力分析

1)地热勘查控制孔少，勘探面积及深度小。目前地热勘探孔仅有2个，而且最大孔深(85.55 m)不到百米，深部水量及温度等地热资源情况不明。

2)地热田温度仍有进一步提高的可能。据地热水化学温标预测，该地热田的热储温度达148℃ ～151℃。因此，仍有提高地热田温度的潜力。

2.4 邓屋地热田

2.4.1 地理位置

邓屋地热田位于梅州市丰顺县城汤坑镇邓屋村，是我国第一座地热发电站所在地。汕梅高速、国道G206及省道S224从地热田附近通过，交通十分方便。

邓屋地热田位于北东向的莲花山大断裂带与榕江断裂交汇处。地表被第四系冲积层覆盖，主要由粘性土及砂砾石组成，厚度2～20 m不等;下伏基岩为晚侏罗世及晚白垩世的侵入花岗岩。地3.4.2地热资源概况

热储呈带状，明显受岩浆岩及断裂构造控制，浅部地热资源为水热型。温泉温度87℃，钻孔揭露自流水温92℃、测得800.13 m钻孔的孔底温度为103.5℃。钻孔自流量4 809 m3/d。根据钻孔干扰抽水试验资料计算(水位降深20 m)，邓屋地热田81～92℃地下热水的允许开采量为9 240 m3/d。最高水头高出地面 5.69 m。热水氡浓度 1 332～1 359 Bq/L，SiO2含量 95 mg/L。

2.4.3 存在的主要问题及潜力分析

1)地热资源开发缺乏统一规划，乱采滥伐情况严重。据报道，以前邓屋地热发电站输出电量可以达到4 000千瓦，现在发电站每天平均产出1 000多千瓦。

2)深度地质构造及地热资源情况不明。该地热田虽然以往勘探深度达800 m，但800 m以深的地质构造及地热资源情况未查清。根据二氧化硅地热温标预测深部热储温度达130℃～135℃，因此，地热田的温度仍有进一步提高的可能。

3)地下热水用途单一，资源浪费严重。目前，邓屋地热田部分用于发电和部分用于洗浴，均属单一利用。如果对地热资源实行统一规划和综合利用，即首先将90℃ ～92℃热水直接用于发电

2.5 丰良地热田

2.5.1 地理位置

丰良地热田位于梅州市丰顺县丰良镇，距离丰顺县城30 km，国道G206及省道S224从地热田附近通过，交通方便。

丰良地热田位于北东向的莲花山大断裂带上，温泉直接从河床裸露的英安斑岩裂隙中涌出，附近还出露多其次入侵的花岗岩。

2.5.2 地热资源概况

热储呈带状，明显受岩浆岩及断裂构造控制，浅部地热资源为水热型。最高温度:温泉自流水温92℃，钻孔揭露孔口水温92.5℃。钻孔自流量2 013 m3/d。根据钻孔干扰抽水试验资料计算(水位降深10.81～12.91 m)，丰良地热田90.5～92.5℃地下热水的允许开采量为5 757 m3/d。热水氡浓度1 332～1 359 Bq/L，SiO2含量 95 mg/L。

2.5.3 存在的主要问题及潜力分析

1)深度地质构造及地热资源情况不明。该地热田虽然以往勘探深度达656.26 m，但深部地质构造及地热资源情况未查清。根据二氧化硅地热温标预测深部热储温度达128℃～133℃，因此，地热田的温度仍有进一步提高的可能。

2)地热资源未进行有效的开发利用，用途单一。丰良地热田具有钻孔出水量大、储量丰富、水温较高的特点，目前大部分热水白白流失，未发挥应有的经济效益。

3 中高温地热资源勘查与开发利用建议

根据广东省中高温地热资源分布及开发利用现状，从地热发电角度分析，初步提出如下四点建议:

3.1 地热发电与发展旅游相结合

广东境内目前勘探查明的、可作为发电的地热资源均为水热型地热资源，热水温度介于0℃ ～102℃之间，如果将这些高温的热水直接用于一次性洗浴，未免造成地热能源的浪费。因此，中温地热田规划开发时，必须坚持先发电后洗浴的综合利用原则。即将中温地热资源首先用于地热发电，然后将经过发电以后排放的温热水(50℃ ～70℃)供附近居民和宾馆洗浴。可见，只有对地热资源的开发利用由目前的一次性利用向综合与梯级利用方向转化，才能提高地热资源利用率和实社会经济效益最大化。

3.2 石油勘探与地热勘探相结合

基于石油勘探部门在广东省近岸海域及多个沉积盆地(雷州半岛、三水等)进行过大量的石油勘探工作，积累有丰富的深部钻探、深部物探、深部地质构造研究资料和经验，可作为勘查开发广东深部高温地热资源提供资料基础和技术支撑。同时，石油勘探部门在今后开展石油勘探中通过加强地温测量或将有水无油、无油无水(干热井)、报废井改造为地热勘探孔或地热开采井，一方面可降低勘探成本，另一方面可将部分报废井直接利用于地热发电，从而发挥经济效益。

3.3 浅层中温地热资源开发与深部高温地热资源勘查相结合

广东是我国地热发电的发祥地，已有41年开发利用中低温热水发电的历史和成功经验。据以往地热勘查成果，从地热发电角度看，境内除了邓屋地热田外，还有4处可开发为地热发电(水温90℃以上)的地热田。经分析认为，这些地热田所处的构造部位十分有利，均分布有多期次入侵的岩浆岩，通过进一步勘查，不仅有进一步提高温度和增加水量的潜力，而且在其深部也有可能找到温度大于150℃的高温地热资源(高温热水、干热岩)。

根据广东所处地热地质背景分析和专家论证，在广东境内找到高温岩体(干热岩)和地压型地热资源的可能性极大，目前已与中国地质大学(武汉)联合立项开展这方面工作。根据中国地质调查局统一工作部署，广东省深部地热资源勘查工作将于近期(2012年)正式启动，第一阶段的主要工作任务是调查研究深部控热构造、控热岩体分布，第二阶段是圈定高温岩体靶区和施工3 000 m以上的地热勘查验证孔。因此，建议抓住国家投资开展基础性、公益性地热勘查之机，在勘探开发中温地热资源的同时，在有利地段投入适当的经费施工探采结合井，可迅速将深部地热勘查成果转化为商业性开发。