北京市延庆县三里河地区地热资源勘查报告

摘要北京市延庆县三里河地区位于延庆县城北部，勘查区地层层序为第四系、白垩系、白垩系+侏罗系和蓟县系雾迷山组。第四系、白垩系和白垩系+侏罗系为该区热储盖层，勘查区的平均地热增温率为：热储盖层地热增温率为2.15℃/100m，热储层地热增温率为1.00℃/100m。勘查区主要热储层为蓟县系雾迷山组，出水量100m3/h－120m3/h，出水温度65－70℃，属低温地热资源。当抽水井稳定出水量100m3/h，水温70℃时，开采100年所排放的总热量为2.18×1012Kcal，单位面积可采热量为3.53×106Kcal/m2，开采影响面积0.618×106m2，地热井保护距离为886.00m。地热供暖后尾水全部回灌，不浪费地下热水资源。经水质检验，该区地下热矿水类型为氟化物、偏硅酸型淡温泉水，可用于供暖、洗浴，不适于直接饮用。北京市延庆县三里河地区地热勘探地热勘查报告北京华清双泉水井工程有限公司第1页前言延庆县是北京市第一个生态县和园林县，县城西北有美丽的江水泉公园和三里河湿地公园。但冬季供暖季节在公园畔有几个燃煤锅炉房烟囱冒着黑烟，与其很不协调。为保护环境，减少大气污染。市发改委出资在延庆三里河地区进行燃煤锅炉改造地热－热泵供暖项目。在勘查区及周围采用了重力勘探、磁法勘探、直流电阻率测深、可控源音频大地电磁测深、微动测深、氡气测量、浅层地震勘探和水文地质调查等多钟方法，进行了地热地质和地热物探勘查工作，查明勘查区的地质构造、地热地质条件，确定了两眼地热井的最佳位置，推断第四系、白垩系和侏罗系为热储盖层，埋藏深度在1450m、蓟县系雾迷山组为热储层，设计井深2500m、预估出水温度65℃及出水量100m3/h，而实际钻井深度2500-2800米，出水温度65-70℃，出水量100-120m3/h一、以往工作情况延庆盆地曾经开展过多项地质、物探勘查和钻探工作，1994年前的工作主要是地热调查和少量物探勘查，处于地热待开发状态。1994年成功钻探“新延热—1”井（井深2002米、水温52.5℃、水量1829m3/d），揭露了该地区基本地层层序和厚度，使人们对延庆地区地热地质条件有了一个初步的认识。2002年开展了延庆县平原区地热普查工作，在其指导下相继成功钻探了延热—2、延热—4、延热—2灌、延热灌—2（水温65—71℃、水量2200—3300m3/d）和延热—5地热井（其出水量较少，出水温度较低），扩大了人们对该区地热地质条件的认识，延庆平原区的地热勘查和开发进入了一个新的阶段。二、本次工作概况表1-2地热资源勘查工作投入的实物工作量工作内容完成工作量物探勘查重力勘探40km2磁法勘探40km2直流电阻率测深25个测点常时微动测深8个测点氡气测量20km可控源音频大地电磁测深2条剖面（12km）北京市延庆县三里河地区地热勘探地热资源勘查报告北京华清双泉水井工程有限公司第2页浅层地震勘探10km钻探勘查钻井2眼测井5280.00m水文地质与地热地质调查50km2钻探进尺5302.00m薄片鉴定14个岩屑取样899个水样检测2件通过本次勘查对延庆平原区的构造提出两个新的观点：（1）、北东向的西桑园—谷家营断裂在过南北走向的靳家堡断裂之后，应往西北方向移动600m左右，位于延热灌—2和延热—6之间。其根据为：①在延热—6、延热灌—3与延热—4和延热灌—2见雾迷山组有500—700m的落差；②在延热—6地热井2640m处钻遇破碎带，推测是此断裂；③此断层在CSAMT反演电阻上160点处有异常反应。（2）、靳家堡断裂往东移动200m左右，位于新延热—1和延热—6之间（原认为靳家堡断裂在新延热—1西侧，现认为在新延热—1地热井的东侧）。其根据为错误!链接无效。之间雾迷山顶板组有700m落差。三区域地热地质条件三里河地区所处地质构造单元为延庆新断陷中部。延庆新断陷隶属于中朝准地台燕山台褶带密云怀来中隆断的－个Ⅳ级构造单元。北京市延庆县三里河地区地热勘探地热资源勘查报告北京华清双泉水井工程有限公司第3页图2延庆三里河地区区域地质构造图（一）、地层勘查区附近主要断裂有北东向的康庄—沈家营断裂、西桑园—谷家营断裂、五里营—古城断裂、南北向的靳家堡断裂，北部山区出露有白垩系东岭台组、侏罗系髫髻山组和蓟县系雾迷山组。根据已知钻孔资料，延庆县城附近地层层序由新到老为:新生界第四系、中生界白垩系东岭台组、侏罗系髫髻山组和中元古界蓟县系雾迷山组。1、第四系（Q）该组岩性主要为粘性土、砾石层与粗、中砂层。第四系厚度为500—1000m。2、白垩系东岭台组（K1d）该组在延庆县城北部山区有出露，实测厚度为1606.00m，盆地内钻井层厚度为可分为三段：一段以紫灰色、浅肉红色、灰绿色流纹质、粗面质熔结角砾凝灰岩为主，夹少量的紫灰色、绿灰色砾岩薄层；二段为绿灰色、紫灰色砂岩、砂砾岩、砾岩，局部夹少量火山岩；三段下部为紫色流纹岩，上部为紫灰色流纹质熔结角砾凝灰岩。3、侏罗系髫髻山组（J3t）该组在北部山区较大范围有出露，厚度大于2181.00m,与下伏蓟县系雾迷山组呈角度不整合接触。可划分四个岩性段：一段以黄绿色细砂岩、砂岩为主，夹有紫色凝灰岩，厚度大于437.85m，在路家河—苏家河一带，一段岩性为白云质砾岩，局北京市延庆县三里河地区地热勘探地热资源勘查报告北京华清双泉水井工程有限公司第4页部夹安山质集块角砾熔岩，厚度大于1515.40m；二段为灰绿色、浅肉红色砾岩，火山相很少发育；三段以火山相大量发育为特征，火山岩以绿灰色安山角砾熔岩为主；四段无火山岩相，均为沉积地层，岩性以绿灰色、灰紫色、紫灰色砂砾岩、猪肝色砾岩为主。4、蓟县系雾迷山组（Jxw）该组是在山区出露面积最广的地层，总厚度约1491.00m。岩性一段以砂、泥质白云岩、燧石条带白云岩为主；二段以燧石条带白云岩、泥质白云岩为主；三段以燧石条带白云岩为主；四段以燧石条带白云岩、泥质白云岩为主。延庆附近山区出露较广，盆地内地热井均见到该组地层，是很好的热储层。二、构造本区断裂构造十分发育，主要发育有北东向的佛峪口—黄柏寺断裂、五里营—古城断裂、西桑园—谷家营断裂、康庄—沈家营断裂和近南北向的靳家堡断裂、古城—苏庄断裂（见图3）。北京市延庆县三里河地区地热勘探地热资源勘查报告北京华清双泉水井工程有限公司第5页图3延庆三里河地区区域基岩地质构造图佛峪口-黄柏寺断裂：项目区的西北侧约6公里。该断裂构成延庆盆地的北部边界，走向北东转至北东东，倾向南东，倾角大约为70°，为正断层。该断裂是一条燕山期形成的规模较大、走向多变的大断裂。康庄—沈家营断裂：该断裂为区域隐伏的断裂，走向北东，倾向北西，为张性断层。断裂西北侧是延庆盆地的沉积中心，在新生代曾有过强烈的沉陷，尤以第四纪明显。东南侧为凸起，新生代以来为一长期隆起遭受侵蚀的斜坡带，该断裂控制着延庆盆地南部边缘。西桑园—谷家营断裂：该断裂位于延庆盆地中部，穿过延庆县城，展布于小王庄，经西桑园、小丰营至谷家营，是一条隐伏断裂，走向北东，断裂总体走向北东30—40°，倾向北西，北西盘下降，南东盘上升，为正断层。五里营—古城断裂：该断裂位于延庆盆地西北部，是一条隐伏断裂，走向北东，北京市延庆县三里河地区地热勘探地热资源勘查报告北京华清双泉水井工程有限公司第6页从官厅水库延伸至古城村一带。以往物探资料推断断层倾向南东，南东盘下降，北西盘上升，为正断层。靳家堡断裂：在山区小鲁庄至苏家河东侧出露，是一条规模较大的断裂，向南没入第四系覆盖层之下。总体走向近南北，断裂破碎带宽8.00—10.00m，断层倾向东，倾角45—70°。上盘为髫髻山组地层，下盘主要为蓟县系雾迷山组，部分为土城子组，为逆断层。破碎带内构造岩主要有断层泥、糜棱岩、角砾岩和透镜状的岩块。盆地内断裂东侧表现为第四系变厚，该断裂规模较大，具有多期活动特征，前期逆冲兼具平移，后期发展为正断层。古城-苏庄断裂：在古城北侧山区有出露，是一条规模较大的断裂，向南被第四系覆盖。总体走向近南北，断裂破碎带宽20.00m左右，断层倾向西，倾角较陡；西侧为蓟县系雾迷山组，东侧为侏罗统髫髻山组地层，为高角度逆断层。三、区域热储结构条件工区处于延庆地热田中部，该地热田的地热资源属于沉积盆地型低温（小于90℃）地热类型，主要靠地层热传导增温。地壳深部的热能以深大断裂为主要通道向上运移、传导、对流，在这一过程中被具有隔热保温的地层阻挡，热能聚集在赋水条件较好的岩层裂隙、溶洞的地下水中。沉积盆地型地热资源的形成有三个条件：即导热通道、热储层、热储盖层。1、导热通道根据区域地质物探资料分析，北东向的佛峪口—黄柏寺断裂为盆地北侧与山体的交界断层线，是一条燕山期形成的规模较大、走向多变的张性大断裂。该断裂在本区走向北东转至北东东，倾向南东，倾角大、切割深，断距大，为地壳深部热能向上运移提供了较好的通道。在该断裂南侧有北东走向的五里营—古城断裂，也为张性断裂，共同控制了延庆盆地的北部边界。在工区东南侧约300m处，也发育西桑园—谷家营断裂，并且在延热—6地热井的2640m处钻遇此断裂。工区南侧的康庄—沈家营断裂，控制着盆地的南侧边界，该断裂东南侧层次简单，覆盖层薄，西北侧覆盖层层次多、厚度大，说明其断距比较大，规模也大。两条南北向的断裂古城—苏庄断裂、靳家堡断裂在一定深度上与上述四条北东向的大断裂交汇，形成良好的纵横交错热通道网络。已钻探成功的多个地热井出水量及水温均较理想，说明上述断裂是地下热能向上运移的良好通道。北京市延庆县三里河地区地热勘探地热资源勘查报告北京华清双泉水井工程有限公司第7页2、盖层本区热储盖层为第四系（Q）、白垩系（K）和白垩系+侏罗系（K+J）。上述地层岩性致密、厚度大、隔热、隔水性能好，是比较好的热储盖层。平均增温率2.15℃/100m。3、热储本区热储层为蓟县系雾迷山组（Jxw）。该组地层岩性主要为硅质白云岩，岩溶裂隙发育，厚度较大，有利于热水赋存，是良好的热储层。平均增温率1.0℃/100m。北京市延庆县三里河地区地热勘探地热勘查报告北京华清双泉水井工程有限公司第8页五、地热井周边地区地热地质特征新延热—1、延热—4、延热灌—2、延热—6、延热灌—3井位于延庆地热田的中部，延热—2、延热—2灌在热田东部，小鲁庄地热井和延热—5在地热田北部，其成果较差，小鲁庄地热井底部见有花岗岩体。各井深度、水量、水温见表3-3。北京市地质勘察技术院2002年8月完成了《北京市延庆县平原区地热资源调查工作报告》，在该工作报告中推测在五里营—古城断裂、康庄—沈家营断裂之间有一条隐伏断裂，该断裂距工区东南侧约300m，走向北东30°—40°，倾向北西，北西盘下降，南东盘上升，为正断层，该报告将其命名为西桑园—古家营断裂，此断裂在延热—6地热井2640.00m处揭露。北京市延庆县三里河地区地热勘探地热资源勘查报告北京华清双泉水井工程有限公司第9页图4延庆三里河地区区域基岩地质图此报告同时将延庆盆地划分成下列不同的构造单元：西白庙—三里河凹陷、五里营凸起、卓家营凹陷、西桑园—八里店单斜带、康庄—沈家营凸起。根据实钻结果对西白庙—三里河凹陷和卓家营凹陷具体位置重新的划分，具体划分如下：西白庙—三里河凹陷的西北界为五里营—古城断裂，西侧与五里营凸起相接，其东界为靳家堡断裂，南界为西桑园—谷家营断裂；卓家营凹陷的西界为靳家堡断裂，西北北京市延庆县三里河地区地热勘探地热资源勘查报告北京华清双泉水井工程有限公司第10页界为五里营—古城断裂，东南界为西桑园—谷家营断裂。具体见图4。表3-3勘查区钻遇地层一览表孔号成井深度(m)出水温度（℃）出水量(m3/d)新延热-12006.00551960.00小鲁庄地热井2270.00381920.00延热-21951.16713399.66延热-2灌2087.80702831.59延热-42506.49683069.00延热灌-22506.62672218.75延热-62800.00702480.11延热灌-32502.00663594.93根据区域地质资料并结合实钻地质资料，卓家营凹陷第四系埋深由西南到东北逐