劉樹亮 劉子勇 高中顯 溫升福，2 任曉勇 王 東 韋正楠，2

（ 1中國石化勝利石油管理局有限公司新能源開發(fā)中心；2中國石化勝利油田博士后科研工作站 ）

0 引言

地?zé)崮茏鳛橐环N可再生的新型清潔能源，在國家能源結(jié)構(gòu)中已占據(jù)較大的比重。合理地開發(fā)利用地?zé)豳Y源，對(duì)于促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展、改善生態(tài)環(huán)境、合理配置資源、完善能源結(jié)構(gòu)及服務(wù)于國家綠色能源戰(zhàn)略具有十分重要的意義[1-5]。山東地區(qū)是中國地?zé)豳Y源富集區(qū)，全省17 個(gè)地級(jí)城市皆發(fā)現(xiàn)有地?zé)豳Y源[6-8]。據(jù)中國地質(zhì)調(diào)查局公布的數(shù)據(jù)，山東地區(qū)地?zé)豳Y源量折合標(biāo)準(zhǔn)煤693.22×108t，地?zé)峥刹少Y源量折合標(biāo)準(zhǔn)煤1.16×108t。山東地區(qū)地層發(fā)育較齊全，除缺失奧陶系上統(tǒng)、志留系、泥盆系等地層外，其他均有出露[9-10]?？傮w來說，魯西、魯北平原地區(qū)老地層均被第四系覆蓋；魯中南中低山丘陵地區(qū)地層發(fā)育較全，以太古宇泰山群為結(jié)晶基底，古生界發(fā)育；魯東低山丘陵地區(qū)以膠東群、粉子山群、蓬萊群為結(jié)晶基底，缺失古生界。本文中，將前新生界巖石地層中的熱儲(chǔ)稱為基巖熱儲(chǔ)，其中最重要的熱儲(chǔ)為寒武系—奧陶系基巖巖溶熱儲(chǔ)。由于山東地區(qū)地?zé)岬刭|(zhì)條件復(fù)雜，對(duì)基巖巖溶熱儲(chǔ)的分布和可利用地?zé)豳Y源的開發(fā)利用潛力研究較少，嚴(yán)重影響了地?zé)犴?xiàng)目的發(fā)展規(guī)劃，主要體現(xiàn)在：①重點(diǎn)區(qū)塊地?zé)岱植家?guī)律及富集程度不掌握；②基巖巖溶熱儲(chǔ)的地?zé)豳Y源特征不夠明確；③地?zé)衢_發(fā)的有利目標(biāo)區(qū)不清晰。這些問題導(dǎo)致在地?zé)豳Y源勘探開發(fā)整體布局，以及具體地?zé)犴?xiàng)目選址和建設(shè)過程中較為盲目，開發(fā)風(fēng)險(xiǎn)較大。因此，基巖熱儲(chǔ)資源的綜合研究分析至關(guān)重要。本文全面研究、分析了山東地區(qū)重點(diǎn)區(qū)域內(nèi)寒武系—奧陶系基巖巖溶熱儲(chǔ)資源的巖性特征、熱物性特征、分區(qū)特征、溫度及流體化學(xué)特征，并對(duì)相應(yīng)的地?zé)豳Y源潛力進(jìn)行評(píng)價(jià)，為該類型地?zé)豳Y源的合理、有序開發(fā)利用提供技術(shù)支撐。

1 熱儲(chǔ)分布特征

山東地區(qū)以中低溫地?zé)豳Y源為主，其特點(diǎn)是熱儲(chǔ)分布廣、類型多、開發(fā)利用條件較好。依據(jù)地?zé)崃黧w的賦存條件，山東地區(qū)的熱儲(chǔ)可分為層狀熱儲(chǔ)和脈(帶)狀熱儲(chǔ)兩種類型[11-12]。層狀熱儲(chǔ)按熱儲(chǔ)巖性特征及孔隙、裂隙和巖溶發(fā)育程度，可分為層狀裂隙—巖溶型熱儲(chǔ)及層狀裂隙—孔隙型熱儲(chǔ)；前者主要發(fā)育于古生界寒武系—奧陶系石灰?guī)r中，儲(chǔ)集空間以溶蝕裂隙、溶孔及溶洞為主，構(gòu)造裂隙次之，主要分布于濟(jì)陽坳陷和臨清坳陷的基底凸起部位，在山前傾斜平原的中部也有少量分布；后者主要發(fā)育于古近系—新近系砂巖中，儲(chǔ)集空間以孔隙為主，裂隙次之，熱儲(chǔ)具多層疊加的特點(diǎn)，廣泛分布于濟(jì)陽坳陷和臨清坳陷內(nèi)[13-15]。脈(帶)狀熱儲(chǔ)多分布于魯東隆起和沂沐斷裂帶內(nèi)，在魯西隆起的斷陷盆地內(nèi)也有分布；熱儲(chǔ)主要發(fā)育于中生界花崗巖和前寒武系變質(zhì)巖系中，儲(chǔ)集空間以構(gòu)造裂隙、風(fēng)化裂隙為主。根據(jù)熱儲(chǔ)所處的地質(zhì)及構(gòu)造條件、熱儲(chǔ)類型及埋藏條件等因素，山東地區(qū)可劃分為魯西北坳陷地?zé)釁^(qū)、魯西隆起地?zé)釁^(qū)、沂沐斷裂帶地?zé)釁^(qū)和魯東隆起地?zé)釁^(qū)4 個(gè)地?zé)釁^(qū)。

2 寒武系—奧陶系基巖巖溶熱儲(chǔ)特征

作為山東地區(qū)基巖巖溶熱儲(chǔ)的主要賦存地層，寒武系—奧陶系廣泛分布于山東各地?zé)釁^(qū)域內(nèi)。

根據(jù)鉆孔和區(qū)域研究資料，長清群位于寒武系下部，屬陸表海碎屑巖—碳酸鹽巖沉積巖系，由上到下劃分為李官組、朱砂洞組及饅頭組，總厚度約為276～731m；九龍群是跨系的巖石地層單位，屬中上寒武統(tǒng)—下奧陶統(tǒng)，主要由碳酸鹽巖組成，由下而上劃分為張夏組、崮山組、炒米店組及三山子組，地層厚度一般為600～1000m，最大厚度達(dá)1500m 左右；馬家溝組在山東分布較廣泛，由下而上劃為東黃山白云巖段、北庵莊石灰?guī)r段、土峪白云巖段、五陽山石灰?guī)r段、閣莊白云巖段、八陡石灰?guī)r段、新汶白云巖段7 個(gè)段，總厚度為561～1267m；原亮甲山組、冶里組和鳳山組二段組成了下奧陶統(tǒng)三山子組，總厚度為110m 左右，其中鳳山組二段厚度約30m，冶里組厚度約40m，亮甲山組厚度一般為40m 左右。

根據(jù)基巖熱儲(chǔ)層系、巖性的不同，山東地區(qū)內(nèi)除下古生界寒武系—奧陶系基巖存在層狀熱儲(chǔ)外，其余全部為帶狀熱儲(chǔ)。自震旦紀(jì)后，華北斷塊整體上升，遭受剝蝕，早寒武世中期華北斷塊高出海面，為古陸剝蝕區(qū)；而后開始下降，并且海侵范圍逐漸擴(kuò)大，沉積了寒武系—奧陶系。寒武系和奧陶系碳酸鹽巖地層是山東地區(qū)最重要的基巖巖溶熱儲(chǔ)，也是地?zé)豳Y源勘探開發(fā)的重點(diǎn)領(lǐng)域[16-21]。

2.1 基巖巖溶熱儲(chǔ)巖性及熱物性特征

山東地區(qū)寒武系—奧陶系基巖主要包括石灰?guī)r和白云巖兩大類巖性[22-23]，最常見的巖石類型有：鮞粒灰?guī)r、竹葉狀(礫屑)灰?guī)r、砂屑灰?guī)r、生物屑灰?guī)r、泥晶灰?guī)r、白云巖、疊層石灰(云)巖、膏溶角礫狀灰(云)巖等。

采集濱古9 井、樁古斜47 井和濱古26 井的19個(gè)樣品進(jìn)行巖石熱物性參數(shù)的測試。雖然3 口井都分布在魯西北的濟(jì)陽坳陷，但鑒于樣品條件和樣品代表性，可以認(rèn)為這批樣品的分析數(shù)據(jù)能代表山東地區(qū)寒武系—奧陶系基巖巖溶熱儲(chǔ)。由表1 可知，19 個(gè)寒武系—奧陶系碳酸鹽巖樣品中，巖石密度分布范圍為2.5395～2.7591g/cm3，平均為2.6722g/cm3，在后續(xù)計(jì)算中采用此平均值作為熱儲(chǔ)巖石密度參數(shù)。通過選取4 個(gè)特定溫度點(diǎn)（20℃、50℃、100℃和150℃）進(jìn)行比熱分析，不同樣品巖石比熱容分布在0.58570～0.95856J/(g·K)，同一個(gè)樣品不同溫度下測得的巖石比熱容也有輕微差別（表1）。為了更能代表不同埋深和巖性、熱物性的熱儲(chǔ)特征，選擇全部19 個(gè)樣品50℃和100℃兩個(gè)測試溫度點(diǎn)的比熱容數(shù)據(jù)平均值0.78625J/(g·K)作為熱儲(chǔ)巖石比熱容參數(shù)。此外，巖石熱導(dǎo)率的差別也是造成地?zé)豳Y源在不同地?zé)嵯到y(tǒng)中富集的重要原因之一。在4 個(gè)特定溫度點(diǎn)下，不同樣品巖石熱導(dǎo)率分布在1.485～3.527W/(m·K)，且不同樣品巖石熱導(dǎo)率值變化較大，這表明不同巖性、熱物性的巖石傳熱能力有較大差別（表1）；同一個(gè)樣品不同溫度下測得的巖石熱導(dǎo)率也有差別(表1)，但相對(duì)不同樣品之間的差別而言，同一塊樣品在不同溫度下的熱導(dǎo)率差別較小。

2.2 基巖巖溶熱儲(chǔ)分區(qū)及特征

本文中，熱儲(chǔ)最小埋深的確定根據(jù)區(qū)內(nèi)正常地溫梯度推算，一般埋深大于500m 時(shí)，熱儲(chǔ)溫度才能滿足地?zé)嵋蟆Ｒ虼?，本文研究的巖溶熱儲(chǔ)最小頂板埋深確定為500m；當(dāng)前，地?zé)豳Y源的開采深度一般都小于3000m，熱儲(chǔ)最大埋深以3000m 為準(zhǔn)。此外，基巖巖溶熱儲(chǔ)主要賦存在寒武系—奧陶系碳酸鹽巖地層中，其分布與寒武系—奧陶系分布基本一致，并受斷裂控制。因此，根據(jù)寒武系—奧陶系埋藏分區(qū)線及斷裂邊界線，將山東地區(qū)基巖巖溶熱儲(chǔ)劃分為12 個(gè)地?zé)釁^(qū)51 個(gè)地?zé)醽唴^(qū)，面積約為4.4×104km2（表2），相應(yīng)分區(qū)基巖巖溶熱儲(chǔ)特征見表3。

2.3 基巖巖溶熱儲(chǔ)溫度特征

熱儲(chǔ)溫度一般可通過井內(nèi)測溫或抽水時(shí)井口測溫獲得。井內(nèi)測溫可以最直觀地反映熱儲(chǔ)溫度，代表了熱儲(chǔ)不同深度的實(shí)際溫度。井口測溫是通過測量出水井口熱水的溫度，間接獲得熱儲(chǔ)溫度。區(qū)內(nèi)巖溶熱儲(chǔ)溫度在不同地區(qū)存在一定差異，這主要是由于巖溶水在補(bǔ)給區(qū)、徑流區(qū)及排泄區(qū)的水動(dòng)力條件不同，且受斷裂、地層巖性組合、巖溶發(fā)育程度、巖溶地層埋藏深度等因素影響，使得地球深部熱流在向上傳導(dǎo)過程中的再分配存在不均勻性。

在垂向上，基巖巖溶熱儲(chǔ)溫度一般隨深度的增加而增加，但基巖巖溶熱儲(chǔ)地溫梯度一般較上部小。如孤島地區(qū)孤古2 井鉆孔平均地溫梯度在3℃/100m 左右，而寒武系—奧陶系基巖巖溶熱儲(chǔ)地溫梯度約為2℃/100m，明顯小于上部蓋層地溫梯度及全孔平均地溫梯度(圖1)。這在魯西南及魯中南等地區(qū)表現(xiàn)更為明顯，寒武系—奧陶系基巖巖溶熱儲(chǔ)地溫梯度更低。如菏澤、鄆城地?zé)峋疁y溫資料表明，巖溶熱儲(chǔ)溫度隨深度變化很小，地溫梯度大大小于全孔平均地溫梯度及蓋層地溫梯度。巖溶熱儲(chǔ)地溫梯度較小的主要原因是深部熱儲(chǔ)巖溶發(fā)育，地下水交替活動(dòng)強(qiáng)烈。并不是所有地區(qū)的巖溶熱儲(chǔ)地溫梯度都較其蓋層地溫梯度小，或寒武系—奧陶系碳酸鹽巖地層不增溫，如曹縣莊寨地?zé)峋谒南档販靥荻葹?.3℃/100m，新近系地溫梯度為2.3℃/100m，古近系地溫梯度為3.9℃/100m，奧陶系地溫梯度為3.1℃/100m(圖2)。

根據(jù)地?zé)峋臏y溫資料與石油鉆孔測溫資料，山東地區(qū)基巖巖溶熱儲(chǔ)溫度一般為40～90℃，屬溫?zé)崴獰崴椭械蜏氐責(zé)豳Y源，部分地區(qū)最高超過100℃，最小僅30℃左右。總的來看，魯西北地區(qū)熱儲(chǔ)溫度最高，一般為50～90℃；魯西南地區(qū)次之，熱儲(chǔ)溫度一般為40～60℃；魯中南地區(qū)熱儲(chǔ)溫度相對(duì)較低，除肥城安駕莊及平邑—臨沂一線以北等部分地區(qū)基巖巖溶熱儲(chǔ)溫度相對(duì)較高外，其他地區(qū)巖溶熱儲(chǔ)溫度一般均小于50℃。

2.4 基巖巖溶熱儲(chǔ)流體化學(xué)特征

根據(jù)水質(zhì)分析測試結(jié)果，山東地區(qū)魯西北坳陷地?zé)釁^(qū)基巖巖溶熱儲(chǔ)水化學(xué)類型（表4）主要以SO4—Na、Cl—Na、SO4·Cl—Na 為主，熱水礦化度為 3.9～17.2g/L，pH 值為7～8.2。魯西隆起地?zé)釁^(qū)范圍內(nèi)：魯西南地區(qū)基巖巖溶熱儲(chǔ)水化學(xué)類型包括Cl—Na、SO4·Cl—Na、Cl·SO4—Na·Ca、SO4—Ca、SO4·Cl—Ca·Na、SO4—Ca·Na、SO4·Cl—Na 等， 熱 水 礦 化 度 為1.4～5.5g/L，pH 值 為6.9～7.6；魯中南地區(qū)基巖巖溶熱儲(chǔ)水化學(xué)類型包括SO4·Cl—Na·Ca、SO4·HCO3—Na、Cl—Na、SO4·Cl—Na 等，熱水礦化度為0.6～8.1g/L，pH 值為7.2～8.1。沂沐斷裂帶地?zé)釁^(qū)基巖巖溶熱儲(chǔ)水化學(xué)類型包括Cl·SO4—Na、SO4·Cl—Na·Ca，熱水礦化度為1.9～2.8g/L，pH 值為7.7～7.8（表4）。

150℃2.602 2.309 2.094 3.527 2.058 1.943 2.405 2.143 1.763 2.204 2.142 2.804 1.965 1.787 1.934 1.789 2.045 2.147 1.485 2.166 100℃/[W·(m·K)-1]2.817 2.486 2.207 3.433 1.997 1.830 1.902 2.393 2.493 2.192 2.328 2.457 1.595 2.089 1.870 1.856 2.166 2.317 1.760 2.220率50℃導(dǎo)2.620熱2.578 2.410 3.430 2.298 2.296 2.341 2.435 1.969 2.469 2.369 2.685 2.219 2.282 1.897 2.001 2.210 2.344 1.836 2.352 20℃2.799 2.718 2.160 2.858 1.810 2.264 2.890 2.119 2.566 2.573 2.697 3.333 1.864 2.1280 2.025 2.101 2.284 2.546 2.291 2.422 150℃0.74157 0.76530 0.86331 0.78280 0.74332 0.74009 0.91744 0.85110 0.82494 0.67720 0.62459 0.79544 0.91074 0.75464 0.76485 0.74161 0.58570 0.89129 0.77224表據(jù)數(shù)性物100℃0.69663 0.72360 0.73986 0.76369 0.86684 0.79459 0.75997 0.7400 0.90992 0.84763 0.84019 0.74097 0.66558 0.81451 0.92825 0.77918 0.79150 0.77162 0.63606 0.89441 0.78991熱/ [J·(g·K)-1]儲(chǔ)石巖熱50℃熱比0.71365 0.70860 0.73785 0.83031 0.76429 0.73736 0.69840 0.87148 0.81922 0.83472 0.76218 0.68089 0.80714 0.93856 0.78521 0.83273 0.79743 0.67634 0.87278 0.78259溶巖巖基20℃容系0.67654 0.65803 0.68423 0.76497 0.72886 0.70390 0.62337 0.80236 0.77641 0.83431 0.74632 0.64795 0.76707 0.92069 0.76194 0.87305 0.81257 0.66295 0.83473 0.75159陶奧—密系( g·cm-3)/度2.5395武2.6873 2.6535 2.5650 2.6762 2.6559 2.6153 2.6777 2.6906 2.7352 2.6830 2.7591 2.6979 2.6857 2.6672 2.6869 2.6924 2.6887 2.7154 2.6722寒地區(qū)巖巖巖巖巖東巖巖巖巖灰?guī)r巖灰灰云巖巖灰?guī)r巖1 山灰Table 1 Thermal properties of the Cambrian-Ordovician bedrock karst reservoirs in Shandong area 巖灰灰灰晶白粒?；揖Ьr巖巖灰晶灰泥灰孔灰粒灰灰屑鮞晶鮞泥泥灰灰灰屑屑屑溶屑鮞屑屑性晶晶晶礫泥砂屑砂屑砂屑砂砂表巖砂屑屑泥屑屑屑粉礫砂砂色砂砂泥泥泥晶粉礫含油砂晶砂晶晶含含含灰含含色色色亮含含質(zhì)含油亮晶亮亮色色色棕色色灰灰灰色色色硅色含色泥色色灰灰灰灰灰灰灰灰色灰色灰色灰灰灰灰灰/m度深1999 2306 2308.5 4191 2431.34 2437.2 2442 2513 2516.5 2518 2540 2610 2750 2791.5 2792.3 2793.2 2796 2798.3 2803值均平位O1l O1l O1l O1l O1l層O1y—C 2z C 2z O2b O2mx O2mx O2mx O1y—O1y—O1y—O1y—C 3f C 3g C 2z C 2z C 2z C 2z C 2z C 2z 47號(hào)9 26井古斜濱古古樁濱號(hào)序1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

表2 山東地區(qū)基巖巖溶熱儲(chǔ)地?zé)岱謪^(qū)Table 2 Geothermal zoning of the bedrock karst reservoirs in Shandong area

表3 山東地區(qū)不同地?zé)釁^(qū)基巖巖溶熱儲(chǔ)特征Table 3 Properties of bedrock karst reservoirs in different geothermal regions in Shandong area

圖1 孤古2 井地?zé)崞拭鎴DFig.1 Geothermal section of Well Gugu 2

圖2 莊寨地?zé)峋販靥荻惹€示意圖Fig.2 Schematic diagram of the geothermal gradient curve of Geothermal Well Zhuangzhai

山東地區(qū)基巖巖溶熱儲(chǔ)流體化學(xué)特征受沉積環(huán)境、埋深及構(gòu)造條件等影響，流體化學(xué)性質(zhì)較復(fù)雜，各構(gòu)造單元或不同地區(qū)、不同深度基巖巖溶熱儲(chǔ)流體化學(xué)特征均存在一定差異，其總的分布特點(diǎn)如下：

（1）平面上由東向西、由南向北，裂隙—巖溶型熱儲(chǔ)特點(diǎn)更加明顯，熱水補(bǔ)給和徑流的途徑越來越長，水循環(huán)交替條件越來越差，地下水基本處于很深的封閉狀態(tài)，圍巖中的化學(xué)成分被熱水大量溶解，因此水化學(xué)成分越來越復(fù)雜，離子含量越來越高。在魯西北坳陷地?zé)釁^(qū)，巖溶熱水礦化度一般都超過5g/L。垂向上也具有相似的分布規(guī)律，即熱儲(chǔ)埋藏越深，水化學(xué)成分越復(fù)雜，礦化度越高，這在魯西北地區(qū)表現(xiàn)較為明顯，如凹陷區(qū)熱水礦化度明顯高于凸起區(qū)。

（2）基巖熱儲(chǔ)以裂隙—巖溶型為主且地下水徑流途徑相對(duì)較近的地區(qū)，如肥城安駕莊、臨沂銅井等地，地下水交替條件較好，熱水礦化度較低，水化學(xué)類型主要為SO4—Ca、SO4·Cl—Na·Ca 等，水化學(xué)成分相對(duì)簡單。

（3）在濟(jì)南北的鴨旺口—桃園—油坊趙一帶，地?zé)峋牧黧w化學(xué)特征具有離子含量由東南向西北方向遞減的變化，水化學(xué)類型由Cl·SO4—Na·Ca、SO4·Cl—Ca·Na、SO4—Ca 型依次變化。表明東部受東側(cè)白堊系阻擋，地下水處于較封閉環(huán)境中，地?zé)崃黧w與現(xiàn)代大氣降水循環(huán)交替條件較差，地?zé)崃黧w溶解了大量圍巖中的化學(xué)成分；西部地段地?zé)崃黧w與現(xiàn)代大氣降水循環(huán)交替條件較東部強(qiáng)烈，尤其是位于奧陶系石灰?guī)r條帶上的油坊趙地?zé)峋?，奧陶系石灰?guī)r頂板埋深僅194m，石灰?guī)r條帶環(huán)繞濟(jì)南巖體外圍，南部巖溶水通過巖層裂隙或斷裂與之溝通，地?zé)崃黧w與現(xiàn)代大氣降水循環(huán)交替強(qiáng)烈，因此各項(xiàng)常規(guī)離子含量較低。

（4）通過基巖巖溶熱儲(chǔ)流體與區(qū)內(nèi)一般地下水(包括淺層地下水和奧陶系涼水)主要離子含量進(jìn)行比較，基巖巖溶熱儲(chǔ)流體主要陰陽離子除HCO3-含量遠(yuǎn)小于一般地下水含量、偏硅酸含量基本相似外，其他離子含量較一般地下水含量高，Na+、SO42-含量最為明顯；水化學(xué)類型較一般地下水復(fù)雜，礦化度也高。

3 地?zé)豳Y源潛力評(píng)價(jià)

3.1 計(jì)算分區(qū)

本次基巖巖溶熱儲(chǔ)地?zé)豳Y源的計(jì)算以巖溶熱儲(chǔ)分區(qū)為基礎(chǔ)，選擇有基巖巖溶熱儲(chǔ)分布的地區(qū)進(jìn)行計(jì)算。山東地區(qū)基巖巖溶熱儲(chǔ)主要包括12 個(gè)地?zé)釁^(qū)，共涉及14 個(gè)行政地區(qū)及71 個(gè)區(qū)(縣)。

表征特及量含分組學(xué)化要主體流儲(chǔ)熱溶巖巖基區(qū)地東4 山表Table 4 Primary chemical composition and characteristics of the Cambrian-Ordovician bedrock karst reservoir fluid in Shandong area Ca 型Na Na類Na、 Ca·Na Na·Ca Na·Ca學(xué)Na·Ca、SO4—Na化水SO4—Na Cl—Na SO4·Cl—SO4·Cl—Cl·SO4—Na·Ca SO4—Ca SO4—Ca SO4·Cl—Cl·SO4—Na·SO4·Cl—Cl—Na、SO4—Ca·Na SO4—Ca·Na SO4—Ca SO4—Ca·Na SO4·Cl—SO4—Ca SO4·HCO3—Na Cl—Na、SO4·Cl—Cl·SO4—Na SO4·Cl—pH 值8.1 7 8.2 7.2 7.4 7.5 7.4 7.3 6.9 7.3 7.3 7.6 7 7.8 7.2 8.1 8 7.8 7.7礦(g·L-1)/度化5 17.2 3.9 5.1 3.3 1.4 5.2 7 4.9 3.7 4 3.8 3.6 2.2 1.3 0.6 8.1 2.8 1.9-/ L-1)HCO3(mg·257.09 515.7 387.36 173.76 170.22 220.99 171.38 111.55 329.36 169.37 161.94 196.43 191.65 86.66 253.87 141.23 102.48 66.67 101.91 2-/L-1)SO4(mg·2676.23＜3 1121.06 1778.16 1851.99 693.48 2022.65 2256.55 2347.24 2057.51 2214.77 2124.85 1809.89 1065.11 519.48 216.19 1582.25 553.17 909.67 Cl-/ L-1)(mg·404.77 10048.19 981.86 1453.28 290.81 95.1 1304.07 2366.62 734.4 332.95 310.28 310.59 473.33 307.58 75.13 33.62 2818.6 1143.54 263.81 Mg2+/L-1)(mg·57.85 85.4 5.44 114.76 120.58 61.91 162.92 145.42 75.81 101.75 128.05 136.11 81.82 9.53 22.57 4.53 63.64 4.16 7.2 Ca2+/L-1)(mg·140.28 676.4 71.82 573.29 609.8 237.87 745.71 841.22 367.04 482.04 517.92 656.51 496.19 213.23 186.17 27.1 259.53 172.37 156.59 Na+/L-1)(mg·1430 5620 1175 991.11 213.48 88 734.43 1429.17 904.17 516.25 499 270 490.37 470 133.2 141.2 2188.08 752.5 447.95 K+/L-1)(mg·4.8 161.05 55 44.58 19.82 9.65 34.88 68.75 83.58 32.75 20.67 25.5 47.24 17 5.43 7.3 27.47 42.25 21.65置樂趙口坡位 海 島 城 河 園 博 澤 城 城 寨 城 安 沂 山 井濱孤昌聊齊坊旺家油桃鴨淄菏鄄鄆莊肥泰汪臨松銅區(qū)區(qū)熱區(qū)熱熱區(qū)地地地?zé)嵯萜饚У刿炅驯甭辔魑縻弭旚斠?/p>

3.2 計(jì)算參數(shù)

各計(jì)算分區(qū)面積利用MapGis 進(jìn)行計(jì)算；根據(jù)區(qū)內(nèi)的石油鉆井、地?zé)峋茹@探與測井資料，寒武系—奧陶系底板埋深大于3000m 的地區(qū)，地層厚度取3000m 與頂板埋深之差。據(jù)區(qū)內(nèi)一些鉆孔資料統(tǒng)計(jì)，寒武系—奧陶系基巖巖溶熱儲(chǔ)厚度占地層厚度之比(熱儲(chǔ)厚度率)一般為15%～30%，其中寒武系的熱儲(chǔ)厚度率平均值為15%～20%，奧陶系熱儲(chǔ)厚度率平均值為20%～30%；一般水文地質(zhì)條件地區(qū)熱儲(chǔ)厚度率取25%，魯中南等水文地質(zhì)條件較差地區(qū)熱儲(chǔ)厚度率取20%，魯西南等水文地質(zhì)條件較好地區(qū)熱儲(chǔ)厚度率取30%。魯西北坳陷地?zé)釁^(qū)地溫梯度統(tǒng)一取3.0℃/100m，魯西隆起地?zé)釁^(qū)、沂沐斷裂帶地?zé)釁^(qū)根據(jù)熱儲(chǔ)地溫場特征取2.5～3.0℃/100m，其他地區(qū)取2.0～2.5℃/100m，局部地?zé)岙惓^(qū)取3.0～3.5℃/100m。依據(jù)本文中19 個(gè)樣品的實(shí)測數(shù)據(jù)，寒武系—奧陶系巖石平均密度取2.6722g/cm3，巖石平均比熱容為0.78625J/(g·K)。地?zé)崃黧w的平均比熱容為0.4180J/(g·K)，地?zé)崃黧w的密度為1g/cm3；寒武系—奧陶系熱儲(chǔ)屬巖溶熱儲(chǔ)，根據(jù)《地?zé)豳Y源評(píng)價(jià)方法》(DZ 40—85)有關(guān)規(guī)定，巖溶熱儲(chǔ)地?zé)峥刹上禂?shù)取15%。根據(jù)《地?zé)豳Y源地質(zhì)勘查規(guī)范》(GB 11615—2010)中的規(guī)定，中低溫地?zé)崽锉ＷC開采年限為100 年，年采出系數(shù)取1%。山東地區(qū)12 個(gè)基巖巖溶熱儲(chǔ)地?zé)釁^(qū)計(jì)算參數(shù)見表5。

表5 山東地區(qū)寒武系—奧陶系基巖巖溶熱儲(chǔ)地?zé)豳Y源計(jì)算參數(shù)表Table 5 Parameters for calculating the geothermal resources in the Cambrian-Ordovician bedrock karst reservoirs in Shandong area

3.3 計(jì)算結(jié)果

計(jì)算結(jié)果顯示（表6），按地?zé)岱謪^(qū)統(tǒng)計(jì)，山東地區(qū)基巖巖溶熱儲(chǔ)地?zé)豳Y源量為998.74×1018J，折合標(biāo)準(zhǔn)煤340.86×108t；可采地?zé)豳Y源量為 149.81×1018J，折合標(biāo)準(zhǔn)煤51.13×108t；年可采地?zé)豳Y源量為1.51×1018J，折合標(biāo)準(zhǔn)煤0.54×108t。

表6 山東地區(qū)寒武系—奧陶系基巖巖溶熱儲(chǔ)地?zé)豳Y源計(jì)算成果表Table 6 Estimated geothermal resources in the Cambrian-Ordovician bedrock karst reservoirs in Shandong area

4 結(jié)語

本文采集山東地區(qū)寒武系—奧陶系主要巖溶熱儲(chǔ)層段代表性的19 個(gè)樣品，通過系統(tǒng)的巖石密度和熱物性參數(shù)測試，為主要的基巖巖溶熱儲(chǔ)地?zé)豳Y源評(píng)價(jià)提供了基礎(chǔ)參數(shù)，并為后續(xù)相關(guān)研究的開展奠定了數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

在資源潛力評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)之上，應(yīng)進(jìn)一步開展針對(duì)山東地區(qū)基巖地?zé)豳Y源的開發(fā)利用模式研究，細(xì)分開發(fā)優(yōu)先級(jí)區(qū)域，這對(duì)發(fā)展地?zé)崮?、?shí)現(xiàn)節(jié)能減排增效具有重要的價(jià)值和應(yīng)用意義。