蔡 蕓，田光輝，劉東林

(天津地?zé)峥辈殚_發(fā)設(shè)計(jì)院，天津300250)

天津市位于華北準(zhǔn)地臺北緣，在其南部廣大的平原區(qū)蘊(yùn)藏著豐富的地?zé)豳Y源，從上至下發(fā)育著五個(gè)良好的熱儲層。由于其得天獨(dú)厚的地?zé)釛l件，地?zé)豳Y源在天津市的到了很好的應(yīng)用。其中，薊縣系霧迷山組為主要的開發(fā)利用熱儲層之一。而且，地?zé)豳Y源的應(yīng)用越來越廣，開發(fā)利用規(guī)模越來越大，給我市地?zé)豳Y源保護(hù)和管理帶來了巨大的壓力。在這種情況下，及時(shí)準(zhǔn)確地掌握地?zé)豳Y源開采動態(tài)特征，顯得尤為重要。

1 霧迷山組熱儲特征

1.1 霧迷山組熱儲分布特征

霧迷山組熱儲在天津市北部薊縣山區(qū)及廣大的南部平原地區(qū)均有分布，分布范圍廣，厚度大。在滄縣隆起地區(qū)埋深相對較淺，頂板埋深在1 000～3 000 m，只在白塘口凹陷內(nèi)白塘口西斷裂與白塘口東斷裂之間埋深較大，頂板埋深超過了3 000 m;在滄縣隆起兩側(cè)坳陷地區(qū)埋深較大，一般超過3 000 m，如武清凹陷內(nèi)，霧迷山組埋深普遍大于4 000 m，不但開發(fā)利用成本較高，經(jīng)濟(jì)性差，而且施工風(fēng)險(xiǎn)大。

1.2 霧迷山組熱儲層特征

霧迷山組巖性以淺灰色含砂礫屑微晶白云巖、硅質(zhì)條帶中晶、微晶白云巖為主，含疊層石微晶白云巖等。已有地?zé)峋衣俄敯迓裆?12～4 041 m，最大揭露厚度1 278.52 m，單位涌水量 1.08～9.07 m3/h·m，井口穩(wěn)定流溫 70℃ ～113℃，孔隙度 1% ～5.8% ，滲透系數(shù):0.49 ～2.81 m/d，導(dǎo)水系數(shù):27～318 m2/d，彈性釋放系數(shù):0.4 ～4.0 ×10－5，裂隙率:2.7% ～5.8% 。

流體化學(xué)類型較復(fù)雜，包括 HCO3·SO4－Na、Cl·HCO3·SO4－Na、Cl·SO4·HCO3－ Na、Cl·SO4－ Na、Cl－ Na型;礦化度從北到南逐漸增大:從北部寶坻的1 000 mg/L左右、至中心城區(qū)的1 500～2 100 mg/L、在天津最南部的唐官屯附近高達(dá)5 686.1 mg/L;pH值在7.5～8.5之間。地?zé)崃黧w普遍具有腐蝕性，地?zé)崃黧w腐蝕性從北向南也逐漸增強(qiáng)。

2 霧迷山組熱儲開發(fā)利用現(xiàn)狀

霧迷山組地?zé)峋饕蟹植加跍婵h隆起之上，滄縣隆起東側(cè)以滄東斷裂為界與黃驊坳陷相鄰，西側(cè)以天津斷裂為界與冀中坳陷相鄰。坳陷內(nèi)不但沉積較厚的古近系，而且普遍發(fā)育較厚的中生界，霧迷山組在坳陷內(nèi)埋深較大，限制了該熱儲層的開發(fā)利用。到目前為止，天津市已有霧迷山組地?zé)峋^了一百七十眼，年開采量近兩千萬方;回灌量近一千萬方。地?zé)豳Y源廣泛應(yīng)用于供暖、養(yǎng)殖、種植、居民生活用水和礦泉水開發(fā)等方面。

3 霧迷山組熱儲層溫度場分布特征

全市霧迷山組地?zé)峋诜€(wěn)定流溫普遍高于75℃，最高溫度位于周良莊地?zé)岙惓^(qū)內(nèi)，達(dá)到113℃。井口流溫高值區(qū)對應(yīng)高凸起部位，這也驗(yàn)證了基巖面的起伏對地殼淺部地溫場分布的影響起主導(dǎo)作用的論斷。并且在同一凸起單元內(nèi)越臨近導(dǎo)水、導(dǎo)熱斷裂，流體溫度越高，如位于潘莊凸起的東麗區(qū)由于靠近滄東斷裂，熱流體溫度達(dá)到102℃。在海河斷裂、白塘口西斷裂和滄東斷裂附近或斷裂的交匯處，地?zé)峋€(wěn)定流溫普遍較高，說明這些斷裂具有一定的控?zé)帷?dǎo)熱作用。

4 霧迷山組地?zé)崃黧w溫度動態(tài)特征分析

4.1 開采對地?zé)釡囟葓龅挠绊?/h3>

地?zé)崃黧w的開采改變了其自然狀態(tài)下封閉的賦存環(huán)境，隨著地?zé)豳Y源的常年開采，熱儲壓力會發(fā)生逐漸變小，體現(xiàn)為熱儲水位埋深逐漸的加深。而溫度是地?zé)豳Y源的一項(xiàng)重要屬性，在常年開采、賦存環(huán)境改變的狀況下，熱儲溫度是否會下降一直是人們十分關(guān)注的問題。

本文依據(jù)大量的多年地?zé)豳Y源開發(fā)利用動態(tài)監(jiān)測成果以及物探測井資料，選取代表性構(gòu)造單元的霧迷山組地?zé)峋嗄赀B續(xù)、完整的動態(tài)監(jiān)測資料分析熱儲溫度在常年開采條件是否下降。分析結(jié)果顯示地?zé)峋木诜€(wěn)定流溫在開采過程中基本保持穩(wěn)定(圖1)，表明地?zé)峋牧黧w溫度并沒有因長期開采而出現(xiàn)明顯的變化。井口溫度出現(xiàn)的一些波動分析是抽水流量的不同及測量誤差引起的。

圖1 地?zé)衢_采井多年穩(wěn)定流溫曲線圖

另外，通過DL－40地?zé)峋B續(xù)三年的物探測井工作成果繪制DL－40地?zé)峋嗄攴€(wěn)態(tài)測溫曲線圖(圖2)，從圖上可以看出，該地?zé)峋煌疃鹊貙?包括取水層段)溫度在連續(xù)的開采中比較穩(wěn)定，并沒有發(fā)生下降的趨勢，這也證明了熱儲溫度在連續(xù)多年的開采狀態(tài)下并沒有對熱儲溫度造成明顯的影響。

4.2 回灌對溫度場的影響

為了實(shí)現(xiàn)地?zé)豳Y源的可持續(xù)開發(fā)利用，天津市地?zé)豳Y源的開發(fā)采取對井采灌的開發(fā)模式。目前，天津市地?zé)峄毓嗑堰_(dá)130余眼，年回灌量達(dá)到1 587萬 m3，其中以霧迷山組熱儲回灌為主，年回灌量達(dá)到了近957萬m3。地?zé)崃黧w尾水的回灌在維持熱儲壓力方面具起到了重要作用;但是，回灌流體為供暖尾水，溫度較低，較低溫度的回灌流體回灌到熱儲層以后是否會引起熱儲溫度的下降、是否會引起周邊熱儲溫度場的變化，影響周邊地?zé)衢_采井的利用，一直是地?zé)峄毓嘀斜容^關(guān)注的問題。回灌井不同于開采井，不能通過測量井口流溫來觀測熱儲溫度的變化情況，只能通過物探測井工作來獲取回灌井熱儲溫度的變化情況。故選取HX－25B回灌井為研究對象，通過多年的動態(tài)監(jiān)測成果以及物探測井成果初步探究霧迷山組熱儲回灌井在低溫地?zé)崃黧w回灌條件熱儲溫度的變化。

圖2 DL－40地?zé)峋嗄攴€(wěn)態(tài)測溫曲線圖

HX－25B井構(gòu)造位置位于雙窯凸起之上，接受HX－25地?zé)嵛菜幕毓?，兩眼井為同層地?zé)峋拙嚯x850 m，其中HX－25B井二開套管下至1 454 m，1 454～1 658 m為裸眼段，地層為霧迷山組。HX－25B井從1995年開始連續(xù)回灌，年灌量為20～30萬 m3，該井穩(wěn)態(tài)測溫工作是在回灌井停灌后的不同時(shí)間段進(jìn)行測試，通過多年的物探測井工作成果繪制了HX－25B回灌井多年穩(wěn)態(tài)測溫曲線圖。

圖3 HX－25B回灌井多年穩(wěn)態(tài)測溫曲線圖

從圖3及表1可以看出，在連續(xù)多年的回灌狀態(tài)下，HX－25B井熱儲溫度基本穩(wěn)定，沒有發(fā)生較大的變化。另外，從表1中2009年供暖期前后數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，在供暖期集中回灌的情況下3月份熱儲溫度有一定的降低，經(jīng)過7個(gè)月的回復(fù)后，到供暖前10月份，熱儲層溫度又恢復(fù)到了熱儲原始溫度，說明回灌流體灌入到熱儲后，在圍巖作用下，熱儲溫度迅速恢復(fù)。以上分析均表明回灌到目前為止還沒有對開采井的流體溫度和熱儲溫度造成較大影響。但是，隨著回灌強(qiáng)度和回灌量的不斷加大，長時(shí)間低溫地?zé)崃黧w的回灌是否對熱儲溫度場產(chǎn)生大的影響，有待進(jìn)一步研究。

表1 HX－25B井目的熱儲層多年實(shí)測井溫對比數(shù)據(jù)表

5 結(jié)語

薊縣系霧迷山組地溫場分布主要受到基巖面起伏的影響，井口穩(wěn)定流溫高值區(qū)對應(yīng)著構(gòu)造凸起位置。并且在同一凸起單元內(nèi)越臨近導(dǎo)水、導(dǎo)熱斷裂，流體溫度越高。

地?zé)崃黧w的長期開采并未導(dǎo)致熱儲溫度的下降。地溫地?zé)崃黧w的回灌在短時(shí)間會導(dǎo)致熱儲溫度的下降，但在高溫圍巖的加熱下熱儲溫度一般在地?zé)嵬２善趦?nèi)就能得到恢復(fù)。另外，在多年持續(xù)的回灌條件下，熱儲溫度沒有發(fā)現(xiàn)下降的跡象，也沒有發(fā)生由于回灌導(dǎo)致開采的地?zé)崃黧w溫度降低的情況。

［1］田光輝，蔡蕓，劉東林，等.2014年天津市地?zé)豳Y源開發(fā)利用動態(tài)監(jiān)測年報(bào)［R］.天津地?zé)峥辈榘l(fā)設(shè)計(jì)院.2014.

［2］李俊峰，靳寶珍，程萬慶，等.天津薊縣系霧迷山組地?zé)崃黧w水化學(xué)特征研究［J］.地質(zhì)調(diào)查與研究.2008，31(2)，339 －345.

［3］陳墨香.華北地?zé)幔跩］.水文地質(zhì)工程地質(zhì).2006(2)，104－107.

［4］張百鳴，林黎，趙蘇明.天津地區(qū)地?zé)嵝纬蓹C(jī)理［J］.水文地質(zhì)工程地質(zhì).2006(2)，104 －107.

［5］王連成，沈健，等.地?zé)崃黧w回灌對溫度場的影響［R］.天津地?zé)峥辈殚_發(fā)設(shè)計(jì)院.2010.