산둥성 루베이 지열지대의 지질학적 특성과 탐사, 개발 및 활용 분석

Zhou Shaozhi, Zou Zuguang, Zhao Jichu

(산둥성 루베이 지질 공학 조사 연구소, Dezhou 253015)

저자 소개: Zhou Shaozhi(1963) —), 산둥성 라이시(Laixi) 출신 연구원, 수력학적 환경 지질 탐사 및 평가 작업에 종사함.

요약: 이 글은 루베이 지열지대의 지질학적 배경, 지열지대 및 열저류층의 특성을 설명하고, 지열자원의 양을 추정하며, 중국 내 지열자원의 탐사, 개발 및 활용 현황을 분석한다. 지역을 탐색하고, 개발 제안을 제안합니다.

키워드: 지열원, 지열자원 개발 및 활용, 북부 산둥

산둥 평야는 화북 평원의 동부에 위치하고 있습니다. 광대한 지열자원이 형성되었습니다. 현재 더저우, 둥잉, 요청 등 지역의 지열자원은 다양한 수준으로 개발 및 활용되고 있으며 에너지 절약, 환경 개선, 난방 및 목욕, 의료 분야에서 뚜렷한 경제적, 사회적 이익을 달성하고 있습니다. 매우 광범위합니다.

1 루베이 지열대의 지질학적 배경과 구분

1.1 지역 지질 구조

이 지역의 지조 단위는 중국-북한 준 플랫폼에 속합니다 (레벨 1) . Liaocheng-Lankao 단층과 Qihe-Guangrao 단층은 단층의 북쪽에 North China Tai'ao가 있고 단층의 남쪽에 Luxi Tai 융기가 있습니다. 중생대와 신생대 이후 강렬한 단층 활동으로 인해 III급 구조 단위인 청닝 융기(Chengning Uplift), 지양 함몰부(Jiyang Depression), 임칭 함몰부(Linqing Depression) 및 루시 융기부(Luxi 융기부)가 형성되었습니다(산동성 지질광물자원국, 1995)(표 1 참조). 단층 활동에 의해 영향을 받고 제어되는 수많은 2차 구조 단위(팽대부 및 함몰부)가 함몰부 및 융기부에서 형성됩니다.

표 1 구조 단위 구분표

신캐세이시아 구조 시스템의 영향을 받아 해당 지역의 기반암 단층 구조가 발달하고 단층 발달의 주요 방향이 높습니다. NNE, NE, EW 방향 근처에 있습니다. Qihe-Guangrao 단층과 Liaocheng-Lankao 단층은 신생대 지층의 퇴적을 조절하는 이 지역의 2차 구조 단위의 경계 단층입니다. Cangdong 단층, Bianlinzhen-Yangerzhuang 단층 및 Lingxian-Laohuanghe 단층 입 단층은 다음과 같습니다. 융기 지역과 함몰 지역의 신생대 지층을 제어하는 ​​해당 지역의 3차 구조 단위의 경계 단층입니다.

1.2 층서학

이 지역은 한·한 준지층의 동쪽 부분에 위치하며, 대부분이 제4기 퇴적물로 덮여 있는 넓고 평탄한 지역이다. 신생대 이후 이 지역은 차등적인 양력 운동으로 인해 서서히 가라앉아 두께가 3000m가 넘는 신생대 지층이 퇴적되었다. 제4기 시스템에 포함되는 기저 암석은 주로 석유, 석고, 염암 등을 포함하는 신생 및 고생대 호분 쇄설 암석과 석탄 함유 대륙이 삽입된 화산 쇄설 암석; 지층; 캄브리아기 및 오르도비스기의 얕은 해양 탄산염암 및 고생대 이전(고생대) 변성암 계열 등

1.3 산둥성 북부 지열자원의 구분

산둥성 북부 지열자원은 온도에 따라 매장 깊이 2000m 이내이다. 저온 지열 자원 중 물-온수형 지열 자원(국가 기술 감독국, 1990), 열 저장 매체 유형은 공극 열 저장입니다. 지열자원의 분포는 지역적 지질 구조와 지층의 분포에 의해 제어됩니다. 구조적 부분에 따라 지층과 지열 지대의 분포가 다릅니다. 따라서 이 지역의 지열 자원의 구조적 위치에 따라 루베이 지열 지대는 4개의 지열 지대로 구분됩니다: 청닝 융기, 지양 함몰, 린칭 함몰, 루시 융기(그림 1). 다양한 지역의 열장은 구조적 특성에 따라 융기부, 함몰부, 2차 지열자원 평가지로 구분됩니다.

그림 1 산둥성 북부 지열지대 구분 모식도

2 열 저장소의 지질학적 특성

2.1 열 저장소

산동북부평원은 중부이다. 신생대 열곡분지에서는 신생대 퇴적물의 두께가 1000~4000m 이상에 이르며, 깊이가 깊어짐에 따라 지온도 상승한다. Paleogene-Neogene 쇄설암 열저장 시스템에서 Paleogene Dongying 층, Shahejie 층, Kongdian 층은 폐쇄형 또는 반폐쇄형 호수 유역 퇴적물이며, 지층의 전체 두께는 생물 발생원인 이암이 지배적입니다. 석유 및 석유 저장을 위한 암석 시스템; 지하 온수의 염도는 10-30g/L이며 최고치는 50-70g/L에 달하며 단일 우물의 물 유입량은 매몰 시간당 30m3 미만입니다. 깊이가 크고 열 저장 분포의 연속성이 좋지 않아 현재 조건에서는 채굴 및 활용 가치가 작습니다. 기반암 열저장 시스템에서 중생대 쥐라기-백악기 및 후기 고생대 석탄기-페름기의 쇄설암 균열 열저장은 매장 깊이가 크고 구조가 조밀하며 균열이 미발달되고 물 풍부도가 낮기 때문에 활용 및 활용이 어렵습니다. 따라서 지열자원 개발 및 이용의 경제적, 사회적, 환경적 이점을 토대로 루베이 지열전의 개발 및 이용에 적합한 열 저장소는 Neogene Guantao Formation 쇄설암 기공 열 저장소와 오르도비스기-캄브리아기 탄산 염암 카르스트- 균열 열 저장.

2.2 지열지대 온도장 및 축열 분포 특성

2.2.1 청닝 융기 지열지대

청닝 융기 지열장의 북쪽 경계는 편림진이다 - Yangerzhuang 단층은 남쪽은 Lingxian-Laohuanghekou 단층, 서쪽은 Dezhou Sag와 경계를 이루고 동쪽과 북동쪽은 Chengkou를 거쳐 Bozhong Sag까지 뻗어 있으며 면적은 3370km2입니다. 암반의 지열경사도는 3~5°C/100m이며, 평균 지열경도는 4.2°C/100m로 양의 지열경사 이상을 보이고 있다.

열 저장소의 매장 분포 패턴:

신진 관타오 층 열 저장소: 그 유형은 쇄암 기공 및 균열 열 저장소이며 열전도 유형 암암 암석은 제4기 및 신진 명화진 그룹입니다. 관타오층 바닥의 깊이는 700~1300m, 두께는 0~300m이며 열수층의 암석은 주로 중미세 사암과 사암으로 구성되어 있으며 누적 두께는 0~200m로 전체 면적의 40~45%를 차지한다. 구조물의 총 두께. 해당 지역의 기존 온수 우물은 깊이 1200~1300m, 취수 구간 1000~1300m, 단일 우물 유입량 700~1500m3/d, 염도 5~7g/L, 우물 수온 50-58°C의 물 화학 유형인 Cl-Na입니다.

캄브리아기-오르도비스기 열 저장소: 신생대 또는 상부 고생대 지층 아래에 ​​숨겨져 있으며 암석은 주로 석회암, 열 저장소 유형은 카르스트 균열 유형, 온수 기원 유형은 열전도 유형 지배적이며 지역적으로 분포되어 있습니다. 지붕 매설 깊이는 700~1400m이며, 수온과 수분 풍부도는 축열 암석학, 구조, 매설 깊이에 따라 조절됩니다.

2.2.2 린칭 저지대 지열지대

린칭 저지대 지열지대는 동쪽의 요청-란카오 단층과 루시 융기 지역에 인접하고 서쪽은 둥밍에 있다. 네이황(Neihuang) 융기. 북서쪽의 헝수이-용요(Hengshui-Longyao) 융기에 인접하고 북쪽의 황화(Huanghua) 융기와 연결되어 있으며 면적은 6942.5km2이다. 암반의 지열경도는 2.5~4℃/100m, 평균 지열경도는 3.3℃/100m로 양의 지열경사 이상을 보인다. 열 저장소의 매몰 분포 패턴:

신생 관타오 지층 열 저장소: 관타오 지층 열 저장소의 기본 매립은 지역적 2차 구조에 의해 깊이 제어되며 함몰 부분이 더 깊고 돌출 부분이 더 얕습니다. . 함몰된 부분의 바닥층 깊이는 1400~1700m, 볼록한 부분은 1300~1400m, 두께는 100~500m이다. 열 저장소의 암석은 주로 중간 크기의 사암이며, 바닥에는 모래 역암과 자갈이 있는 사암이 있으며, 함수암층의 누적 두께는 80~220m입니다. 해당 지역의 기존 지열정 취수 구간은 1000~1500m, 단일 우물의 유입량은 1000~1800m3/d, 염도는 3~5g/L, 수화학물질 종류는 Cl-Na이며, 투과성 계수는 ​​1.2-1.9m/d입니다.

캄브리아기-오르도비스기 열 저장고: 주로 신생대와 상부 고생대 지층 아래 숨겨져 있는 융기된 구조 지역에 분포하며 지붕 매설 깊이는 1000~1800m입니다. 축열식은 탄산 카르스트 균열형이며, 그 다음으로 대류형이 생성되며, 추정 온도는 50~60℃이며 매몰 깊이와 탄소 함량에 따라 결정됩니다. 암석학, 산성 염암의 지질 조건, 고대 풍화 지각의 분포, 구조적 균열 및 카르스트 발달 정도와 같은 요인.

2.2.3 지양 우울증 지열지대

지양 우울증 지열지는 북쪽으로 링셴-라오황허커우 단층, 청닝 융기에 인접하고 남쪽으로 단층으로 둘러싸여 있습니다. Qihe 강 - Guangrao 단층은 서쪽의 Luxi Uplift, Linqing Depression, 동쪽의 Yishu 단층과 경계를 이루고 있으며 면적은 20,712km2입니다. 해당 지역의 지열경도는 2.5~5℃/100m, 평균 지열경도는 3.6℃/100m로 양의 지열경도 아노말리를 보이고 있다. 열 저장소의 매몰 분포 패턴:

신생관타오층 열 보유량: 일반적으로 함몰 지역에서 1200-1800m, 돌출 지역에서 500-1300m, 구다오 돌출 지역 아래에 묻혀 있음 깊이는 다음과 같습니다. 1700~1800m. 층서학적 두께는 함몰부에서 350~500m, 볼록부에서 250~325m이다. 열저류층의 암석은 주로 중세사암, 사질역암, 자갈사암으로 이루어지며, 누적두께는 100~200m이다. 해당 지역의 기존 지열정은 주로 우울증 지역에 분포되어 있습니다. 취수구 수심 1200~1400m 내에서 단일 우물의 수량은 1900~2500m3/d, 우물 수온은 56~60°C, 염도는 6~20g/L, 물은 6~20g/L이다. 화학 유형에는 Cl·SO4-Na 및 Cl-Na가 있습니다.

캄브리아기-오르도비스기 열저류지는 탄산 카르스트 균열형으로 주로 융기지역의 신생대 지층 아래에 ​​분포하며, 지붕매설깊이는 500~1800m이며 면적은 다양하다. 720km2. 열 저장소는 층상 또는 균열되어 있습니다. 균열 카르스트 발달 정도는 매몰 깊이, 암석학, 구조 및 기반암의 균열 구역에 의해 영향을 받습니다. 이는 불균질하며 물 풍부도에 큰 차이가 있습니다. 석유 탐사의 지질학적 데이터에 따르면, 단일 우물의 수량은 300~1000m3/d이고, 우물 수온은 52~90℃, 염도는 8~15g/L입니다.

2.2.4 Luxi Uplift 지열 지대

Luxi Uplift 지열 장은 Luxi Uplift 구조 단위에 위치하고 있으며 동쪽으로는 Liaocheng-Lankao 및 Qihe-Guangrao 단층으로 둘러싸여 있으며 북쪽은 황허(黃河)를 경계로 하며, 면적은 6404.5km2이다. 해당 지역 암반의 지열경도는 2.5~5℃/100m, 평균 지열경도는 3.8℃/100m로 양의 지열경도 이상을 보인다. 열 저장소의 매장 분포 패턴:

Neogene Guantao Formation 열 저장소: 공극 열 저장소이며 주로 Liaocheng-Lankao 단층 및 Qihe-Guangrao 단층 근처와 가장자리에 분포합니다. , 지층 바닥의 매설깊이는 600~1000m, 지층의 두께는 100~300m, 열저류층의 두께는 50~200m이다. 캡핑층이 얇고 단열조건이 열악하며, 산 전면에 가까우므로 지하냉수 공급의 영향으로 축열온도가 낮다. 지열경사에 따른 축열온도는 30~42°C이다.

캄브리아기-오르도비스기 열 저장소: 신생대와 고생대 상부 지층 아래에 ​​숨겨져 있으며, 상부 표면의 매몰 깊이는 남쪽에서 북쪽으로, 서쪽에서 동쪽으로 점차 증가합니다.

양구와 요청 동쪽의 표층 매설깊이는 300~1200m이고, 동아제안 북쪽의 표면 매설깊이는 250~600m이다. 이 지역의 기존 지열 우물은 취수구 깊이 1,500~1,600m 내에 있으며, 열 저장소는 주로 오르도비스기 석회암 카르스트 균열이며, 물이 풍부한 단일 우물의 생산량은 1,600~2,000m3입니다. /d, 수온은 42~62°C이며, 화학도는 2~5g/L이고, 수화학물질 종류는 HCO3-Na형입니다.

3 해당 지역의 지열자원량

지열자원량 평가는 주로 해당 지역에서 회수 가능한 열자원량과 이용 가능한 지하 온수의 양. 지열장은 열 저장소에 충분한 열원이 저장되어 있어야만 형성될 수 있습니다. 지열자원의 개발에는 개발 및 활용을 위해 축열된 열을 표면으로 가져오기 위한 운반체로서 지열수가 필요합니다. 평가지역 면적에 따라 개정된 『산둥성 북부 지열자원 전망예측보고서』의 계산결과에 따르면 해당 지역의 지열자원량(표2)은 다음과 같다. 관타오층의 지열수는 1.12×109m3/a, 열량은 1.19×1017J/a, 오르도비스기-캄브리아기 탄산암 카르스트 균열의 지하 온수 이용 가능량은 8.09×107m3/a, 열량은 1.12×1016J/a.

표 2 해당 지역 지열자원 계산 결과 목록

4 탐사, 개발 및 활용 현황

4.1 지역 지열자원 탐사 현황 해당 지역

이 지역의 심층 지질 조건에 대한 연구는 1960년대에 시작되었습니다. 지질, 광물 및 석유 시스템은 지역 수문 지질 조사, 심층 중력 조사, 항공 자기 조사, 지진 조사 및 석유 시추를 수행했습니다. 탐구. 1980년대부터 지질광업 부서는 지역의 다양한 규모의 지열 자원에 대한 일반 조사와 연구를 연속적으로 수행해 왔습니다. 산동성 지질 탐사국 제2 수문지질학 및 지질 공학 여단은 도시 지역의 지열 자원 조사를 주도했습니다. 탐사 작업을 통해 "더저우시 도시 지역 지열 자원에 대한 세부 조사 보고서"를 완성했습니다. 이는 2002년에 지열 자원인 전 지역 최초의 기공 균열형 지열 자원에 대한 세부 조사 보고서입니다. 산둥성 북부 지역 전체에 대해 조사를 실시하고 장기 예측 보고서를 제출했습니다. 현재 대부분의 지열 지대의 탐사 정확도는 상대적으로 낮고, 대부분이 조사 단계에 있으며, 지열 자원의 계산 및 평가 방법이 상대적으로 간단합니다. 따라서 계산 및 평가된 자원 금액의 정확성이 떨어집니다. 산둥성 북부 지역의 지열자원 탐사 현황은 그림 2와 같다.

4.2 해당 지역의 지열 자원 개발 및 활용 현황

이 지역의 지열 자원 개발은 1970년대 석유 탐사 과정에서 시작되었으며 12개 이상의 지열 지대가 발견되었습니다. 당시 조건의 제약으로 인해 수온이 50°C 이상인 우물이 발견되었으며, 우물의 개발 및 활용도가 매우 낮았고 목욕, 양식, 지진 관측 및 연구용으로 일부만 사용되었습니다.

1990년대부터 산둥성 지질조사국 산하 수문지질공학 제2여단은 랴오청, 더저우, 지난, 빈저우, 둥잉시에서 지열자원에 대한 지질조사와 지열정 시추 작업을 진행해왔다. , 해당 지역의 지열 자원의 개발 및 활용을 촉진합니다. 현재 전국에는 약 50개의 지열정이 있으며, 몇 개 더 건설 중입니다. 지열정의 수온은 49~86°C이고, 단일 우물의 물 생산량은 1000~2400m3/d입니다.

현재 이 지역의 지열자원 개발 및 이용은 주로 온천욕, 목욕 수영, 생활용수 공급, 난방, 재배 및 사육 등을 포함하며 일정한 규모를 형성하고 상당한 성과를 거두었습니다. 사회적, 경제적, 환경적 이익(표 3)

그림 2 지열자원 탐사 현황 모식도

표 3 산둥성 북부 지열지대 개발 및 활용 현황

5 결론 및 제안

5.1 결론

(1) 지열 자원의 구조적 위치에 따라 이 지역은 4개의 지열 지대로 나눌 수 있습니다: 청닝 융기, 지양 저지대, 린칭 저지대, 그리고 Luxi Uplift 지열발전 축열층의 온도는 모두 90°C 이하로 저온지열자원 중 온수-온수형 지열자원이다.

(2) 해당 지역은 지열자원이 매우 풍부하다. 해당 지역의 관타오층에서 회수 가능한 지열수량은 1.12×109m3/a이고, 회수 가능한 열자원은 1.19×1017J/a이다. ; 오르도비스기 냉기 우 계열 탄산암 카르스트 균열의 지하 온수 회수 가능량은 8.09×107m3/a이며, 회수 가능한 열자원은 1.12×1016J/a입니다.

(3) 해당 지역의 지열 자원 탐사는 8개의 탐사 프로젝트가 완료되고 19개의 탐사 프로젝트가 진행 중인 등 특정 규모에 도달했습니다. 이러한 프로젝트의 개발은 지역의 지열 자원을 추가로 탐사할 수 있는 기회를 제공했습니다. 지역.

(4) 해당 지역의 지열자원 개발 및 활용은 현재 실용화 단계에 진입했으며 현재 주로 온천욕, 목욕 수영, 가정용 물 공급, 난방, 재배 및 사육 등에 사용됩니다. ., 일정한 규모를 형성하고 사회적, 경제적, 환경적 이익을 달성했습니다.

5.2 권장 사항

재생 가능한 녹색 신에너지인 지열 자원은 기존 에너지원에 비해 비교할 수 없는 이점을 가지고 있으며, 지역 내 지열 자원의 탐사, 개발 및 활용을 강화합니다. 지역의 에너지 긴장을 완화하는 효과적인 방법입니다. 동시에 과도한 채굴로 인한 지질학적 악영향을 방지하기 위해 효과적으로 관리해야 합니다.

참고자료

Cai Yihan. 2004. 천진: 천진 대학 출판부

Chen Moxiang 1988. 중국 북부의 지열 에너지. : 과학 출판물

국가 기술 감독국. 1990. 지열 자원에 대한 지질 탐사 규정. 베이징: 지질 출판물

산동성 지질 및 광물 자원국. 1995. 산동 환경 지질학. 아틀라스 지난: 산둥성 지도 출판물