黑魚湖地區(qū)位于黑龍江省大慶市薩爾圖區(qū)北30km，是松遼盆地成油區(qū)與北部林甸地熱田的過渡地帶。一直以來，受“油氣帶附近不具備深層地熱存在的可能”這一理論的影響，導(dǎo)致該區(qū)進行地熱勘探開發(fā)較晚、資料相對較少，存在著地熱地質(zhì)條件研究不深、資源底數(shù)不清、開發(fā)利用粗略、效益較低等一系列問題，本文就這些問題展開討論。

 

  1 地質(zhì)概況

 

  1. 1 區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造

 

  1. 1. 1 黑魚泡凹陷

 

  黑魚湖地區(qū)位于松嫩平原中部，Ⅰ級大地構(gòu)造單元為興安嶺—內(nèi)蒙地槽褶皺區(qū)，亞Ⅰ級構(gòu)造單元為小興嶺—松嫩地塊，Ⅱ級構(gòu)造為松嫩中斷( 坳) 陷帶，Ⅲ級構(gòu)造單元為中央坳陷區(qū)，Ⅳ級構(gòu)造為黑魚泡凹陷，基底埋藏較深。本區(qū)發(fā)育第四系、新近系、古近系及白堊系地層。

 

  1. 1. 2 德都—大安巖石圈斷裂

 

  松遼盆地北部受幾條斷裂帶及其新分割的基底塊體的構(gòu)造格架所控制。對本區(qū)影響較大的斷裂帶是NNE 走向的德都—大安巖石圈斷裂，該斷裂是深部構(gòu)造分區(qū)中央上地幔凹陷帶與東部上地幔隆起區(qū)的分界斷裂，生成于晚印支期，中－ 晚燕山期活動劇烈，發(fā)展成巖石圈( 殼) 斷裂，是控制松嫩中斷陷內(nèi)中央坳陷帶形成的主要斷裂之一。

 

  1. 1. 3 濱洲隱伏斷裂

 

  濱洲隱伏斷裂控制著松嫩中斷( 坳) 陷帶內(nèi)部構(gòu)造分區(qū)，橫切濱東隆起帶，總體走向NW，長約390km。

 

  區(qū)內(nèi)的構(gòu)造形跡主要是控制斷( 坳) 陷盆地成因的隱伏斷裂和發(fā)育在白堊系中的盆地內(nèi)褶皺。

 

  1. 1. 4 大慶長垣褶皺

 

  褶皺軸呈NNE 向展布，核部為白堊系嫩江組、四方臺組地層，翼部為明水組地層。由于大慶長垣隆起，致使大慶西部地區(qū)相對發(fā)生凹陷( 即齊家—古龍凹陷) ，其軸部與大慶長垣呈平行排列。

 

  1. 1. 5 構(gòu)造單元接觸帶

 

  黑熱2 號井位于黑魚泡凹陷的西南部邊緣地帶，位于黑魚泡凹陷向齊家—古龍凹陷、大慶長垣兩個構(gòu)造單元過渡地帶上，其接觸面形成次級斷裂，為該區(qū)地熱資源的形成提供有利通道和熱儲空間［2］。

 

  1. 2 地層

 

  根據(jù)區(qū)域地層資料、區(qū)內(nèi)鉆孔揭露情況，區(qū)內(nèi)地層發(fā)育較全，由下至上依次為: 古生界石炭—二疊系( 基底) ，侏羅系，中生界白堊系下統(tǒng)登婁庫組，上統(tǒng)泉頭組、青山口組、姚家組、嫩江組、四方臺組、明水組，新生界新近系依安組，第四系泰康組、林甸組［1 ～ 3］。

 

  1. 3 侵入巖

 

  由于松遼盆地所處的大地構(gòu)造背景和中生代構(gòu)造演化特點，決定了巖漿活動非?；钴S，并以印支期活動為主。

 

  2 地熱地質(zhì)條件分析

 

  2. 1 熱源

 

  松遼盆地地溫場具有地溫梯度高、大地熱流高的特點。地下熱水資源的熱能來源主要是地球的內(nèi)熱能，上地幔隆起是供給松遼盆地地下熱能的主要因素。

 

  通過《松遼盆地北部地溫梯度等值線圖》及眾多的探井試水測溫資料分析，大慶地熱田區(qū)域內(nèi)沉積地層平均地溫梯度為4. 0 ～ 4. 5℃ /100m，局部達5. 0 ～ 6. 0℃ /100m［2］。

 

  2. 2 儲熱

 

  根據(jù)黑熱2 井，揭露本區(qū)熱儲主要有三套，均屬于白堊系，第一套為上白堊系姚家組二、三段裂隙孔隙熱儲，第二套為上白堊系青山口組二、三段裂隙孔隙熱儲，第三套為上白堊系泉頭組四段裂隙孔隙熱儲。

 

  ( 1) 上白堊系姚家組二、三段熱儲

 

  本區(qū)主要熱儲之一，埋深1 457 ～ 1 593m，地層厚136m，主要巖性為深灰、綠灰、紫紅色泥巖與灰色、灰白色粉砂巖，呈不等厚互層。其中測井解釋熱儲9 層，總厚度63. 6m，單層熱儲最大厚度12. 6m，巖性主要為粉砂巖，平均孔隙度13. 3% ，平均滲透率5. 7md，平均含泥量9. 6%。熱儲溫度由60℃ 增至62. 5℃，熱儲地溫梯度2. 6℃ /100m。

 

  ( 2) 上白堊系青山口組二、三段熱儲

 

  該層熱儲埋深1 635 ～ 1 944m，地層厚309m，主要巖性上部為深灰、灰綠色泥巖、粉砂質(zhì)泥巖與灰色泥質(zhì)粉砂巖、粉砂巖呈不等厚互層; 中下部為深灰、灰黑色泥巖、粉砂質(zhì)泥巖與灰色泥質(zhì)粉砂巖、灰白色粉砂巖呈不等厚互層。其中測井解釋熱儲10 層，總厚度31. 4m，單層熱儲最大厚度6. 2m，巖性主要為粉砂巖，平均孔隙度11. 6% ，平均滲透率2. 7md，總體上屬于低孔低滲層，平均含泥量為8. 8%。熱儲溫度從65. 5℃增至72. 4℃，熱儲地溫梯度2. 6℃ /100m。

 

  ( 3) 上白堊系泉頭組四段熱儲

 

  該層熱儲埋深2 024 ～ 2 114m，地層厚90m，主要巖性為灰綠色泥巖、棕紅色泥巖、粉砂巖、細砂巖互層。

 

  其中測井解釋熱儲4 層，總厚度10. 8m，單層熱儲最大厚度為2. 4m，巖性主要為粉砂巖，平均孔隙度10. 2% ，平均滲透率1. 5md，總體上也屬于低孔低滲層，平均含泥量7. 0%。熱儲溫度從74. 8℃ 增至76. 6℃，熱儲地溫梯度2. 4℃ /100m。

 

  2. 3 保溫隔熱蓋層

 

  根據(jù)鉆探揭露地層資料，上部覆蓋地層包括: 第四系、新近系依安組以及包括明水組、四方臺組、嫩江組在內(nèi)的上白堊統(tǒng)地層較為發(fā)育，沉積厚度達到1500m，其中白堊系地層以泥巖和粉砂質(zhì)泥巖為主，孔隙度小，滲透率低，導(dǎo)熱導(dǎo)水能力差，起到良好的保溫隔熱作用，是良好的隔熱保溫蓋層。

 

  綜上所述，本區(qū)基底除有小部分上古生界淺變質(zhì)緩褶皺巖層外，大部分地區(qū)為印支期花崗巖，花崗巖中放射性元素衰變釋放大量能量，導(dǎo)致地溫梯度相對較高; 姚家組二、三段熱儲物性較好，水量較大，埋深相對較淺，是該區(qū)主要深層地下含水層，但溫度相對較低;青山口組二、三段和泉頭組熱儲，物性條件相對較差，水量較小，但埋深適中，熱儲溫度較高，起到提高地熱水溫度的作用; 發(fā)育的基底深大斷裂、白堊系沉積的區(qū)域大厚度泥巖蓋層和多層砂巖熱儲，對地熱的形成、聚集起到了良好的控制作用。因此，在該區(qū)進行地熱資源勘探開發(fā)利用過程中，必須綜合考慮各熱儲的特點，根據(jù)需要進行地熱井設(shè)計和施工。

 

  4. 2 計算結(jié)果

 

  黑魚湖地區(qū)地熱流體儲存量6. 79 × 109m3 ，其熱資源量5. 7 × 1017 J，相當于標準煤1. 95 × 107 t，折合熱能181. 2MW。

 

  黑魚湖地區(qū)地熱流體可開采量5. 7 × 106m3 ，其熱資源量4. 8 × 1014 J，相當于標準煤1. 6 × 104 t，折合熱能150kW。

 

  5 結(jié)論

 

  ( 1) 黑魚湖地區(qū)蘊藏著豐富的中低溫地熱資源。

 

  ( 2) 該區(qū)地熱井的成功實施將林甸地熱田邊界向南擴展近50km，進一步縮小大慶產(chǎn)油區(qū)與林甸地熱田之間的找熱找油盲區(qū)。

 

  ( 3) 地熱資源儲存量大，但可開采量相對較小，為獲得更好的經(jīng)濟效益和社會效益，需要合理規(guī)劃，有序開發(fā)，提高地熱資源的利用率。