山东省地热资源评价及靶区优选

王婷灏 

中石化新星（北京）新能源研究院 北京 100083

摘要：本文介绍了山东省地热田的分布特征及其影响因素，并针对不同条件下的地热资源，结合市场情况，优选了地热勘探靶区，为山东省地热资源勘查与开发利用提供相关建议。

关键词：山东省 地热资源 靶区优选

Evaluation of Geothermal Resources and Target Selection in Shandong Province

Wang   Tinghao

Sinopec New Star （Beijing） New Energy Research Institute，Beijing 100083

Abstract：This paper introduces the distribution characteristics and influencing factors of geothermal fields in Shandong Province. According to geothermal resources under different conditions and the market situation，the geothermal exploration target areas are optimized to provide relevant suggestions for the exploration，development and utilization of geothermal resources in Shandong Province.

Keywords：Shandong Province；Geothermal Resources；Target Selection

1 区域地质条件1.1 区域构造特征

山东省位于我国东部沿海的中北段，黄河下游。地理坐标东经114°47′30〞～122 °14′20〞、北纬34°22′58〞～38°12′31〞之间，东西长约700km，南北宽约400km，总面积15.67万km2。全省地形分为山地、丘陵和平原，以鲁中南山地最高，向四周经低山丘陵逐渐过渡到山前平原和黄泛平原。平原区平坦广阔，岗、坡、洼相间，微地形比较复杂。地貌类型比较齐全，按地貌形态及成因类型，可将全省划分为鲁中山地丘陵区、鲁东丘陵区、鲁西北平原区三大地貌单元。1.2 地层特征

山东地层在全国地层区划中，属华北地层大区之晋、冀、鲁、豫地层区的东南隅。根据全国三级地层区划原则，将山东地层划分为华北平原地层分区、鲁西地层分区和鲁东地层分区3个地层区。华北平原地层分区与鲁西地层分区的分界线为聊城—兰考断裂和齐河—广饶断裂；华北平原地层分区和鲁西地层分区与鲁东地层分区界线为沂沭断裂带中的安丘—莒县断裂。山东省自太古宙至新生代地层都有分布，除缺失奥陶纪晚世、志留纪、泥盆纪、石炭纪早世等时代的地层外，其它时代的地层均有出露，其中，中、新生代地层出露最多，其次为古生代地层；元古宙地层分布局限，太古宙地层零星出露。2 地热资源评价

山东省地热地质条件较为复杂，地热资源以中低温为主，同一成因类型的地热资源分布区，其热流及地温场特征仍存在一定差异。全省分为4个地热区，其中，鲁东隆起区、沂沭断裂带、鲁西隆起区属隆起山地对流型地热资源分布区，鲁西北拗陷区属沉积盆地传导型地热资源分布区。鲁东地热区是全省天然温泉分布最密集的地区，共出露温泉14处，温度50~88℃，以低温为主，单井涌水量240~1440m3/d，矿化度较低，一般在0.5~2.5 g/L，单个地热田面积小于2 km2，可采资源量较小。温泉主要出露于不同时代的花岗岩等酸性岩体以及与围岩的侵入接触部位，热储温度场明显受断裂构造控制。2.1.2 沂沭断裂带地热区

沂沭断裂带纵贯整个山东省中部，新构造运动强烈，主干断裂部分深达上地幔，可能成为沟通上地幔热源的通道，使该区地热系统为深循环对流型。热储分布于断裂带控制的凹陷区内，构造裂隙发育，加之岩浆岩冷凝过程中与围岩间形成大量裂隙，在凹陷边缘和理想的构造部位可以形成热储。热储层厚度一般为50~280m，水温在60℃左右，矿化度3g/L左右，单井涌水量小于500m3/d，单个地热田可采资源量较小。2.1.3 鲁西地热区

鲁西隆起区被聊考断裂、齐广断裂与沂沭断裂围限，分为鲁中山区与山前平原斜坡区，历经中太古代至新生代的多期地质构造运动，断裂构造发育，将鲁西隆区切割成多个隆拗相间的断块。各断块之间发育的深大断裂往往成为区域控热构造，在地质和水文地质条件有利地带形成地热田。热储埋深一般在200~1800m之间，水温在40~80℃左右，矿化度为0.4~3.2 g/L。本区地表热显示较少，出露温泉1处（桥沟温泉水温38.5℃），地热井41眼，均为低温地热资源类型。2.1.4 鲁西北地热区

本区是山东省地热资源开发潜力最大的地区，包括3个地热田，热储层包括第三系砂岩孔隙型热储与古生界碳酸盐岩热储两部分，埋深在1000~2000m，矿化度较高，在5~20 g/L之间，水温在40~100℃之间。2.2 地热水化学性质及来源

2.2.1 鲁东地热区

鲁东地热区水化学类型可大致分为两大类：一类2.1 地热田划分

2.1.1 鲁东地热区

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2019年第7期勘探开发较高的特点，特别是SO42-。从水化学类型来看，两者的水化学类型比较单一化，基本上都是阴离子SO42-、Cl-，阳离子新近系是Na+，奥陶系是Na+和Ca2+。为低矿化水，矿化度小于1g/L，水质良好 。第二类为高矿化水，矿化度一般大于2g/L，形成这两类水质不同的主因是热水的补给源有所不同，而水深循环对围岩的溶滤作用产生的影响次之。从分布看第一类温泉多位于地形较高的相对内陆地区，第二类温泉主要位于近海地带。本区热储围岩以花岗岩类为主，矿物成分中富含SiO2、Sr、F、Li等微量元素，但F在低矿化水中含量很高，在高矿化水中含量较低。2.2.2 沂沭断裂带地热区

据汤头地热田测试资料，地热水中阳离子以Na+，Ca2+为主；阴离子以Cl-，SO42-为主。热水水温50～55℃，pH值7.9，矿化度1987.42mg/L。主要化学组份含量为：K+ 24.52mg/L，Na+ 482.5mg/L，Ca2+ 177.82 mg/L，Cl-744.29 mg/L，SO42- 238.98mg/L，HCO3 - 192.6 mg/L。 2.2.3 鲁西地热区

本次调查区内地下热水为新近系馆陶组地热水和奥陶系地热水，根据分析资料，总结出SO42-的含量远远小于地热水的含量；地热水在主要阴阳离子和矿化度中，除Na+含量新近系孔隙水大于奥陶系灰岩岩溶地热水外，其它组分含量均有浅层新近系较低，奥陶系2.3 有利区带与靶区优选

2.3.1 有利区带

山东省大地热流值由西往东逐渐升高，表现出东高西低的分布规律。山东半岛地区热流值大于80 mW/m2，属高热流值区域，莱州—青岛一线到烟台以西区域大地热流值在90～100 mW/m2，烟台以东地区大地热流值在100～150 mW/m2。沂沭断裂带、鲁西北平原、渤海湾这些重要的异常区，地下蕴藏着大量的地热资源。勘查方向应放在具有成矿远景条件而且能带动经济和产业发展地区，以2000m以内地热资源为主，根据山东省地热勘查程度和地热资源条件，有利区带主要分布在山东半岛东部的威海、文登、荣成、乳山等地，青岛的即墨东温泉，沂沭断裂带的铜井、汤头以及鲁西北地区的临清—夏津—武城一线、临邑、博兴—东营—河口等沉积凹陷区内。2.3.2 靶区优选

根据地热储层类型、温度、埋深、出水量及地面情况等因素，划分出I、II类靶区（见表1）。表1 山东省地热勘探靶区热储相关数据预测

顶板温度（℃）范围/平均值54～77

热储厚度（m）范围/平均值150～300

编号县/市/区

地热区段热储层位顶板埋深（m）范围/平均值孔隙度（%）范围/平均值

评级

1

东营市、东营孤岛、河口区菏泽市、鄄城县、曹县德州市临清市滨州市聊城市济宁市

华北坳陷区新近系1000～145025～30I类

新近系

鲁西南潜隆地热区

奥陶系

鲁西北地热区鲁西北地热区鲁西北地热区鲁西北地热区鲁西南潜隆地热区

新近系新近系新近系奥陶系奥陶系

700～10001000～15001100～13001100～13001150～1500800～1300m800～1400

47～5555～6050～6560～7050～5650～6040～45

200～600200～700300～500500～600200～300800～900300～500

20～26

I类

5～623～274～520～252～41～3

I类I类II类II类II类

2

34567

I类靶区：东营市、菏泽市、东营市河口区、临清市、德州市、临邑县、鄄城县、定陶县、曹县、东营孤岛等。II类靶区：聊城市、滨州市、商河县、济宁市、乐陵市、无棣县、莘县、济南北部、淄博北部、阳谷县、滕州等。3 结论与展望

（1）山东省地热资源分布区主要分为以鲁东隆起区、沂沭断裂带、鲁西隆起区为主的隆起山地对流型地热资源分布区，以鲁西北拗陷区为主的沉积盆地传导型地热资源分布区。总体来说，山东省地热资源量以层状热储占主导地位，带状热储所赋存的资源量较小。（2）山东省的地热资源有利区带主要分布在山东半岛东部的威海、文登、等地，沂沭断裂带的铜井、汤头，以及鲁西北地区的临清—夏津—武城一线、临邑、博兴—东营—河口等沉积凹陷区内。根据不同地热资源品质，建议鲁东地区、沂沭地热带适宜开展洗浴、旅游观光等业务，而鲁中南隆起区、鲁西北凹陷区则适宜开展供暖与发电业务。 115