陳 長 敬

(中國地質(zhì)調(diào)查局武漢地質(zhì)調(diào)查中心，湖北 武漢 430000)

對于地?zé)豳Y源研究，國內(nèi)外學(xué)者進行了深入的研究。通過分析意大利拉德瑞羅、美國蓋瑟爾斯等熱田的冷熱水循環(huán)系統(tǒng)，1961年,克雷格(Craig)提出不論水在地下徑流的時間長短，都與區(qū)域大氣降水的補給作用有關(guān)。

關(guān)于地?zé)岢梢驒C制，20世紀(jì)60年代美國學(xué)者White博士給出了中低溫對流型地?zé)嵯到y(tǒng)的經(jīng)典模式：大氣降水在蓋層、儲層和隔水層的地質(zhì)條件保護下，從地形高點形成降水匯集區(qū)，運移過程中吸收圍巖熱量在儲層中加熱，通過構(gòu)造薄弱部位涌出，從而形成溫泉；如果通過深層地層循環(huán)，則會形成高熱溫泉。1976年Muffler進一步對地?zé)嵯到y(tǒng)進行了分類，指出地?zé)釓臒崃縼碓春褪鑼?dǎo)條件可以分為傳導(dǎo)型和對流型兩大類。1996年汪集暘認(rèn)為我國廣泛分布著中低溫對流型地?zé)崽?，這些地?zé)崽餅檠芯克畮r相互作用、有用元素富集機理、地?zé)豳Y源形成模式和區(qū)域構(gòu)造特性提供了很好的案例。

2005年王多義釀春溫泉研究表明，該地區(qū)基底巖石為元古代花崗巖(500 Ma)，在經(jīng)歷漫長的地質(zhì)剝蝕和變質(zhì)作用，已經(jīng)出露地表，基本不存在熱值異常。同時，在地殼淺部沒有發(fā)現(xiàn)火成巖，也就是說沒有異常熱流存在，無法提供來自深部的熱源；同樣該地區(qū)地殼上部10 km范圍內(nèi)巖石的放射性衰變生熱量也不足以構(gòu)成釀春池溫泉的主要供熱點。通過地質(zhì)、地?zé)嵩捶治觯劥撼販厝獏^(qū)域構(gòu)造范圍內(nèi)無異常熱流，溫泉水的形成是通過大氣降水在徑流過程中依據(jù)地溫梯度從圍巖中吸收熱量，溫泉水在斷裂匯集處涌出或者通過人工鑿穿該層獲取。

2000年，陶士振等研究認(rèn)為熱導(dǎo)率好的巖石或巖層(白云巖、石膏層及鹽巖)容易匯集深度及圍巖熱量向淺部傳導(dǎo)，從而在淺部形成熱異常。2017年韓曉飛等研究田莊斷裂，發(fā)現(xiàn)活動斷裂附近往往也是深淺部地?zé)崽锛蟹植嫉牡胤?，有利于深部地?zé)崃鞯南蛏蟼鲗?dǎo)。

1 重慶地?zé)岈F(xiàn)狀

地?zé)崾羌療?、礦、水于一體的資源，既是清潔的能源，又是十分可貴的醫(yī)療礦水資源，具有廣泛的用途及極高的開發(fā)利用價值。重慶市地?zé)豳Y源點多面廣、質(zhì)優(yōu)儲豐、類型多樣化、補給源充分而穩(wěn)定、屬可再生礦產(chǎn)資源。重慶市立足打造“溫泉之都”“一圈百泉”的發(fā)展戰(zhàn)略，是提升城市形象，建設(shè)“宜居重慶”“健康重慶”的重要舉措。

重慶地?zé)岬刭|(zhì)條件研究程度較低，勘查局限性和地域性比較明顯。資源的儲量級別比較低，勘查投入不足：僅局部地段儲量較為豐富，對熱儲構(gòu)造沒有精確勘探可開采量，可靠性不高。目前勘查層位主要集中于三疊系下統(tǒng)嘉陵江組，其余熱儲層位投入勘查工作較少。

重慶地?zé)嵴w還處于發(fā)展初級階段，發(fā)展?jié)摿薮?。開發(fā)利用地?zé)豳Y源，對于加快重慶旅游發(fā)展建設(shè)、推進城市化、建立高檔溫泉住宅、溫泉旅游業(yè)、種植業(yè)、帶動其他行業(yè)發(fā)展都具有直接的推動作用。重慶溫泉目前開發(fā)利用程度不高，在充分、循環(huán)、高效利用方面尚有潛力可挖，

2 重慶地?zé)岢梢驒C理

重慶已有地?zé)岬刭|(zhì)資料顯示重慶很少有干的地?zé)釒r體，僅發(fā)現(xiàn)有地?zé)崴?。地?zé)崴詼厝问搅鞒觯?jīng)調(diào)查溫泉水溫低于62 ℃，屬于低溫地?zé)嵯到y(tǒng)。1956年有研究指出北溫泉除沿背斜縱向補給外，還可以斜向補給;同年對重慶十多個溫泉進行調(diào)查提出沿盆地邊緣補給的觀點。2008年通過分析東溫泉認(rèn)為地?zé)崴谄錈醿勇额^區(qū)接受大氣降水、地表水與淺層水的補給，在水動力(壓差)作用下通過構(gòu)造裂隙、溶隙、溶孔、溶洞向熱儲層深部入滲，受地溫加熱而形成地?zé)崴?。綜上所述，已有對重慶地?zé)豳Y源成因機理研究，多側(cè)重于地?zé)崴纱髿饨邓a給，并經(jīng)深部循環(huán)增溫形成，而對水巖相互作用并沒有進行深入的探討和研究，通過以重慶渝北區(qū)統(tǒng)景溫泉為研究示范區(qū)，從鹽鹵成生影響探索統(tǒng)景地?zé)豳Y源成因機理。

3 熱水資源開采激勵和多井干擾機理

地?zé)崴到y(tǒng)的激勵，主要指通過人為作用地?zé)崴到y(tǒng)。我們通常把邊界流入、降水補給、潛水蒸發(fā)作為地下水系統(tǒng)的天然輸入，而把回灌地?zé)崴菜?、開采地?zé)崴?、投放化學(xué)物質(zhì)視為地下水系統(tǒng)的人為輸入。

隨著地?zé)崴某掷m(xù)開采引起的地?zé)崴到y(tǒng)輸出變化及其相關(guān)的附帶影響，我們稱為開采激勵效應(yīng)。該效應(yīng)主要指兩方面：一方面指水質(zhì)、水位和邊界輸出量等變化；另一方面指對含水層周圍圍巖等的影響，即所謂附帶影響。

為了研究地下水系統(tǒng)特征、便于確定地?zé)崴Y源計算方法與評價原則，需要系統(tǒng)研究地?zé)崴拈_采激勵效應(yīng)，涵蓋地?zé)崴畡恿W(xué)、地?zé)崴h(huán)境學(xué)、地?zé)崴瘜W(xué)等方面的內(nèi)容，將地?zé)崴h(huán)境演化作為研究的重點。

地?zé)崴拈_采引起地?zé)崴畡恿ο到y(tǒng)的變化，進而引起地?zé)崴h(huán)系統(tǒng)的變化，兩種系統(tǒng)的開采激勵效應(yīng)是相伴而生的。

地?zé)崴瘜W(xué)系統(tǒng)是巖溶水系統(tǒng)的有機構(gòu)成，地?zé)崴乃h(huán)系統(tǒng)、水動力系統(tǒng)以及含水介質(zhì)系統(tǒng)特征深刻影響著地?zé)崴瘜W(xué)成分的組成?？梢哉f，地?zé)崴h(huán)系統(tǒng)、水動力系統(tǒng)變化必定影響著地?zé)崴瘜W(xué)系統(tǒng)。我們通過水文地球化學(xué)模型，依據(jù)水巖相互作用的理論，結(jié)合室內(nèi)外測試、實驗及動態(tài)監(jiān)測水化學(xué)變化，系統(tǒng)總結(jié)地?zé)崴瘜W(xué)系統(tǒng)的開采激勵效應(yīng)。

在重慶地區(qū)開展開采激勵研究，研究天熱輸入(降水補給、潛水蒸發(fā)、邊界流入)和人為輸入(地?zé)崴_采、地?zé)崴菜毓唷⒒瘜W(xué)物質(zhì)的投放)對地?zé)崴_采的響應(yīng)機制及對環(huán)境的作用，研究進一步的解決技術(shù)方案。

研究多井干擾，對于熱水井產(chǎn)能的準(zhǔn)確預(yù)測，制定合理的開發(fā)方案以及確定熱水井合理的工作制度都有重要意義。

多井干擾問題主要包括兩方面的內(nèi)容：一是井間竄流問題；二是由于各井所在儲層的物性差異對它井生產(chǎn)特征的影響。

前人研究取得了一些認(rèn)識，但多井的干擾問題是一個十分復(fù)雜的問題，影響因素很多，最重要的是井筒內(nèi)壓力變化的影響和地層物性、流體的影響，這些因素相互作用共同決定多井的產(chǎn)能。根據(jù)熱儲層具體特點，以此為模型研究多井的干擾對產(chǎn)能的影響，最終使設(shè)計的多井具有最高的產(chǎn)能。

我們采用Fluent多相流軟件模擬多井匯合流動特征。綜合考慮流動各井間距、多相流、流動各井壓力組合等方面的影響，總結(jié)出多井匯合流動的一般規(guī)律，可以為地?zé)崴杉峁┙ㄗh。

4 結(jié)論和建議

以重慶溫泉區(qū)地?zé)崴吹貫槔?，有針對性地開展地?zé)豳Y源成生機理、特殊背斜構(gòu)造條件下地?zé)崴Y源開采激勵和多井干擾機制、地?zé)崴{(diào)溫與增量理論與方法等示范性研究，以期對更好地規(guī)劃、開發(fā)利用重慶地?zé)豳Y源提供理論指導(dǎo)和技術(shù)支撐，并為全國其他地區(qū)地?zé)崴吹卦u價、開發(fā)和利用研究提供重要的研究模式和方法借鑒。

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