摘要
随着社会经济的快速发展,能源短缺问题日益凸显。传统的煤炭、石油和天然气资源短缺,开发与使用对温室效应的贡献和对生态环境的污染破坏日益明显。在日益严峻的形势下,太阳能、风能、地热能等新型能源应运而生。其中,地热能因为其储量巨大,分布广泛备受各国专家学者的瞩目。但是,地热能的开发和利用依旧面临着一系列技术难题。比如,适宜的干热岩(Hot Dry Rocks)选区确定,深部钻井技术,压裂技术等。松辽盆地位于中国东北部,横跨东北三省,有一小部分在内蒙古境内。盆地属于大陆边缘裂谷型盆地,盆地可分为上下两层,下层形成年代距今约650Ma,主要含有片麻状花岗岩和深变质岩,上层行成时间约为135~350Ma,主要包含浅变质岩和花岗岩。盆地基底厚度可达11km左右,其中白垩纪占据主导。东北地区的平均热流值68.78m W/m2,松辽盆地大地热流值在51.5~90m W/m2之间,盆地由浅到深地温逐渐增加,并且由盆地东北部移动到西南部。盆地主体部分的平均地温梯度为3.8℃/100m,地温梯度介于3.0~5.0℃/100m,其中大庆—白城一带地温梯度较高。增强型地热系统(Enhanced Geothermal System,EGS)是开采利用干热岩的工程。本文依托中国地调局水环中心的“东北典型地区深部水文地质调查”专题项目,开展了松辽盆地EGS地热资源评价及勘察开发选区初步研究,在区域地质条件研究基础上,根据区域钻井地温测井资料,利用Arc GIS工具,采用体积法计算出盆地地热资源,松辽盆地干热岩资源总量为0.62×106EJ。在区域地质和地球物理分析基础上,从地热的“源、通、储、盖”等因素出发,考虑到“热源”、“资源量”、“导热”、“聚热”、“地震活动”五个方面,选择居里面埋深、基底岩石生热率、裂隙密度、导热性、褶皱、泥岩厚度、地热资源密度和地震烈度8项评价因子,对松辽盆地内部有不同深度测温资料的26口深井,利用泰森多边形法将盆地划分为26个评价单元,利用层次分析法求到8项评价因子的权重,根据专家打分法给每个评价因子打分,将各个评价因子乘以相对应的评价因子权重,可得评价单元的EGS勘察开发选区适宜性综合评分值,将评价结果按照适宜—较适宜—一般适宜—较不适宜—不适宜来对结果进行划分,最适合作为EGS勘察开发选区位置大概在大安至大庆一带。限于资料精度,依据本文的方法所确定的EGS勘察开发选区范围过大,根据国外经验,利用地球物理进一步缩小范围。地震方法可以很好地探测地区地层,为地层单元提供较高的分辨率,但是地震成像渗透性较低,并且花费较高,这种方法适用于探测EGS岩体之上的结构。电磁法可以寻找低阻体,虽然低阻体不一定都是流体,但是在低阻异常体附近伴生低密度或者低地震波速,那么低阻是流体的概率更大。重力方法可以很好的确定纵向密度差异的位置,从而确定沉积盆地界限或纵向断层。航空磁航可以在结晶单元内测定垂向断裂是否存在,对于EGS的具体构建位置提供重要的参考。利用这些方法,可以重点对大安—大庆一带进行地球物理探测,圈定更大比例尺的干热岩可能存在的地区,结合有关项目进行钻探,来验证本结论的可靠性。