惠民县地热资源的开发与保护

摘要：惠民县蕴藏有丰富的温热水-热水型低温地热能,地处鲁北地热区，属碎屑岩类孔隙裂隙热储，在2000m以浅的经济开采深度内，自上往下分布新近系馆陶组，古近系东营组、沙河街组和孔店组4个热储层。近年来，随着惠民县国民经济的持续快速发展和人民生活水平的不断提高，以及社会对地热能认识程度的深入，开发利用地热资源的热情空前高涨。地热资源开发与保护已成为惠民县地质环境保护研究的重要课题。根据惠民县地热地质条件以及地热资源开发利用状况,对地热开发利用地质环境效应进行了分析。在此基础上,提出了地热资源开发利用和保护方向。

关键词：地热；开发；保护；惠民

中图分类号： P314 文献标识码： A

近年来，地热能作为一种新型的清洁能源，已成为继煤炭、石油之后重要的替代型能源之一，也是继太阳能、风能之后又一重要的绿色能源。惠民县蕴藏有丰富的温热水-热水型低温地热能，可用于供暖、洗浴、医疗保健、休闲观光、养殖种植、纺织印染、食品加工等方面。地热资源的开发利用可带动地热供暖、温泉洗浴理疗、房地产开发、餐饮及旅游等相关行业的发展，从而形成了一个新兴的产业，还可增加社会就业，促进经济发展，提高人民生活质量。惠民县地热开发利用起步较晚，据邻区地热开发利用经验，地热开发经济效益、社会效益、环境效益明显，展现出广阔的开发利用前景。近年来，随着惠民县国民经济的持续快速发展和人民生活水平的不断提高，以及社会对地热能认识程度的深入，房地产业、旅游业、餐饮业等开发利用地热资源的热情空前高涨。

1、地热地质背景

1.1区域构造特征

济阳坳陷属渤海湾复式块断盆地的一部分，为埕宁隆起和鲁西隆起所挟持的向东北敞开、西南收敛的近东西向的一个一级负向构造单元。惠民凹陷位于济阳坳陷西南部，南以齐广断裂与鲁西隆起相连，北以基山-郑店断裂与埕宁隆起相邻，东西分别与东营凹陷和莘县凹陷相邻，由临南、滋镇、阳信、里则四个洼陷以及中央隆起带、林樊家构造带、南部斜坡带等构造单元组成。

惠民凹陷是发育在华北地台之上的中、新生代断陷盆地。进入古近纪以来，持续遭受区域上的强烈伸展作用，经历了早（孔店～沙四期）、中（沙三～沙二期）、晚（沙一～东营期）3个断陷阶段。从始新世初始（孔店～沙四期）断陷期至渐新世早期（沙三期）是受滋镇～阳信洼陷主控大断裂系控制的统一断陷。沙二～东营期中央隆起带、林樊家构造的逐渐形成，临商断裂系得强烈发育，临南洼陷和滋镇洼陷分开，阳信洼陷和里则洼陷分开，沉降沉积中心逐渐向临南洼陷转移，滋镇、阳信洼陷缺失了东营组地层；从而形成滋镇、阳信洼陷“孔店组、沙四段地层厚，沙二段～东营组地层薄”和临南洼陷“孔店组、沙四段地层薄，沙三～东营组地层厚”的地层结构。

1.2惠民县地质构造特征

惠民县位于惠民凹陷二级构造单元上，由南向北依次为：阳信洼陷、林樊家构造带、里则洼陷和南部斜坡东部王判潜山构造带（图1）。阳信洼陷是惠民凹陷内的一个小型箕状洼陷，具有古近系断陷、新近系坳陷的双层结构叠加的构造样式，是以古生界为基底的中、新生代洼陷。根据构造和地层发育特征可划分为北部陡坡带、中部洼陷带及南部缓坡带三个构造带。惠民县跨越了中部洼陷带（县城西部）及南部缓坡带（县城北部）两个构造带。

图1 惠民凹陷南北地层剖面示意图

林樊家构造带三面环洼，是一个在古、中生界低凸起上发育期起来的继承性正向构造，下伏孔店组受南部临南大断裂的影响，南、西部被抬高，向北、向东倾伏，地层由北、东至南、西逐渐剥蚀，呈上倾跌瓦状。受孔店组的构造形态影响，馆陶组向构造高部位超覆沉积后，形成大型披覆构造。处于断层上升盘的林樊家地区缺失沙河街组和东营组地层。

里则洼陷是沙二～东营期，由于林樊家构造的逐渐形成，由阳信洼陷分裂出来的一个洼陷。其地层发育与阳信洼陷相近，具有“孔店组、沙四段地层厚，沙二段-东营组地层薄”特征。

王判潜山构造带是惠民凹陷南部斜坡带东部次级构造单元，具有新生代箕状断陷盆地斜坡的特点，地层北断南超，各层系的地层发育齐全，地层由北向南抬升，剥蚀尖灭。

2、惠民县地热资源开发利用现状

目前，惠民县境内共有5眼地热井，其中，馆陶组地热井4眼，馆陶组与沙河街组混合井1眼。

惠民县地热井开发利用现状表

序号 地热

井号 热储层 开发利

用状态 开采

规模

（m3/h） 井口水

温(℃) 年开采量（万立方米）

1 惠热1 馆陶组

沙河街组 尚未启用 0 52 0.00

2 惠热2 馆陶组 开发利用 65 52 20.3

3 惠热3 馆陶组 开发利用 60 57 18.7

4 惠热4 馆陶组 开发利用 65 56 20.3

5 惠热5 馆陶组 开发利用 55 57 17.2

在县政府和国土资源行政主管部门的鼓励和支持下，不少企事业单位加大了对地热资源的开发应用力度，借鉴其它地区成功经验，在不同应用领域进行了尝试，取得了良好的经济效益和社会效益。县国土资源局在鼓励、支持地热资源开发利用的同时，加大监管力度，对新上地热井合理控制井距，建立并实施地热井地质可行性论证、地热井施工监理和施工单位资质管理等制度，并加强地热开发利用中的环境保护工作。

惠民县地热资源开发利用目前还处在初级阶段，在向规模化、产业化方向迈进的同时，也暴露出一些问题和不足。

第一，矿业权市场尚不健全，开发管理还存有薄弱环节。惠民县地热产业刚刚起步，矿业权市场急需培育，市场配置资源机制有待于建立；与地热管理相关的法规、政策和标准体系尚不十分完善，对资源浪费的约束略显乏力，相应的开采保护规划迟滞于实际生产，在一定程度上影响了地热开发整体经济效益的提高。

第二，地热资源开发模式单一，综合利用率低。惠民县地热开发规模小，主要用于采暖、洗浴；地热企业经营粗放，工艺流程落后，资源的梯级开发、综合利用程度低，利用率仅40～55%，资源浪费现象比较严重。

第三，地热开采动态监测系统尚不完善。相对于已被开发利用的地热井数量而言，用于地热水开采动态监测的井点偏少，监测网覆盖面窄；监测项目较少，多仅限于水头压力的监测，且监测手段落后，不能很好地满足地热资源保护的要求。

3、惠民县地热资源发展市场分析

地热能是一种新型的清洁能源，也是煤炭、石油重要的替代能源之一，广泛应用于供暖、洗浴、医疗保健、休闲疗养、养殖、农业种植、纺织印染、食品加工等领域。同传统能源相比，具有明显的经济、社会、环境效益。从环保角度讲，国家对节能减排非常重视，大力提倡“低碳”的生活方式，发展低碳经济。当今人类对居住舒适、优美、无污染环境的要求越来越高，城市供暖逐渐由新能源取代传统的、污染严重的燃煤锅炉供暖。合理有效的梯级利用不会带来环境污染问题，在有地热资源的地方，水源热泵供暖、地热供暖等形式成了首选方案。从经济角度讲，地热供暖运行费用仅相当燃油（气）锅炉的百分之十左右，燃煤锅炉的百分之二十五左右。石油、煤炭价格飙升、能源紧张的情况下，地热受到人们的倍加关注。从国家政策讲，我国政府十分重视能源节约工作, 一直把节能工作放到重要地位,陆续颁布《中华人民共和国节约能源法》、《民用建筑节能管理规定》、《公共建筑节能设计标准》、《可再生能源法》、《中华人民共和国国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》等一系列政策法规和标准规范，鼓励地热资源的开发利用。河北、北京、天津及山东省德州、东营市、威海、济南等省市地热开发如火如荼，与地热相关的房地产、旅游、餐饮等行业借地热之品牌发展势头迅猛。惠民县地热资源丰富，但开发利用起步较晚，利用领域窄，规模小，尽管如此，已取得明显经济效益，受其影响，社会投资开发利用地热资源热情节节攀高，地热开发前景广阔。

4、地热资源开发利用和保护方向

4．1坚持科技进步与创新，推广应用新的技术工艺

切实依靠科技进步与创新，组织工程技术人员进行技术攻关，解决地热资源应用、保护领域的难题，打破技术瓶颈，拓展地热资源利用空间，加大新技术、新产品、新材料、新工艺推广应用力度，提高地热开发利用和保护工作的科技含量和水平，在资源节约、保护和提高热能利用率方面取得新进展、新成果，促进地热资源综合利用技术产业化。

加强与科研单位及其他省、市相关部门的合作与交流，借鉴其它地区地热利用与保护方面的先进经验，吸收、示范推广先进的技术方法和应用模式。

重点是热泵技术、热交换器、地板辐射取暖技术和材料的研究与应用。

4．2开拓利用领域，丰富利用模式

根据不同热储的水质、温度、水量等特点，有针对性地科学制定相应地热井的开发利用方案，扩展开发领域和利用空间，使不同类型的地热资源做到各尽其用。重点发展地热采暖、洗浴、娱乐、医学理疗、农业种植和水产养殖等项目。

城区及城镇的办公区、商贸区和居民集中居住区发展供暖兼疗养与娱乐洗浴模式。在城乡结合地带着重发展洗浴与疗养兼种植与养殖模式。

4．3梯级开发，综合利用

鼓励梯级开发地热资源，地热水的利用，遵循地热供热疗养或洗浴种植、养殖休闲娱乐或其它梯级开发流程，走综合型、集约型开发道路，鼓励采用热泵等先进技术、设备，选用新材料，改进工艺技术流程，优化系统参数，提高地热资源利用效率和利用水平。地热资源利用率每年提高1～2个百分点，2015年地热资源综合利用率不低于60%

4．4典型示范工程建设

地热资源的开发利用涉及众多领域，利用方式多种多样，在许多技术和限定指标尚处于探索阶段的条件下，建立2～3处地热开发利用和保护示范工程，从开发利用模式的多样化、地热资源梯级开发利用、地热尾水低温达标排放、消除热污染、热泵技术的应用等方面做到高起点、高层次、高效益、低污染，起到以点带面、全面提高的作用。

4.4.1以梯级开发为特点的综合利用示范工程

充分利用地热水温度高的优势，进行梯级开发，综合利用。第一级，大于70℃地热水首先应用于农副产品烘干、孵化；第二级，60℃左右地热水用于供暖、温室；第三级，50℃左右地热水用于种植、洗浴；第四级，40℃左右地热水用于温室养殖、游泳；第五级30℃左右地热水用于水产养殖。最后地热水作水上观景及娱乐之用。

4.4.2以利用模式多样化为特点的综合利用示范工程

在中心城区选定1～2处，建设地热开发集供暖、洗浴、游泳、休闲娱乐、疗养于一体的样板工程。

4.5地热井监测网络和信息系统建设

传统的人工方法与自动化监测设施相结合，建设惠民县地热井动态监测网。新施工地热井及已有地热井，必须安装监测设施，对地热水开采量、水质、水温、水头压力进行动态监测，并将监测结果定期报送国土资源主管部门。国土资源主管部门要根据地热资源监测网络的需要，布设专门地热资源监测孔，对上述项目定期监测，重点是开采总量和强度较大的地区。加强地质勘查项目中地热水动态监测工作的指导与管理，形成主管部门、专业监测、群众（开发利用单位和个人）监测的网络体系。

规划期内实施人工方法为主、自动化为辅的监测方式，采暖期开采量、温度、压力每月监测6次，其它时段每月3次，水质监测每年1次，建立数据库和计算机信息系统。2015年－2020年全面建立网络自动化监测系统，适时传输、自动处理，采用计算机信息系统，实现快速、科学管理决策。

参考文献：陈墨香，华北地热【M】。北京：科学出版社，1988