《中國地質(zhì)調(diào)查成果快訊》近日刊發(fā)了“城市地質(zhì)調(diào)查”工程下設(shè)“西安多要素城市地質(zhì)調(diào)查”項目近年來取得的重要地質(zhì)調(diào)查成果。通過對陜西地區(qū)地熱地質(zhì)構(gòu)造及中深層地熱熱儲特征研究，項目組評價得出新型地熱開發(fā)模式的資源儲量，推導出中深層地埋管地熱能取熱式，為提高地熱資源利用率提供了技術(shù)支撐。

據(jù)介紹，該項目由自然資源部中國地質(zhì)調(diào)查局西安地質(zhì)調(diào)查中心承擔。主要任務(wù)是圍繞“取熱不取水”新型地熱開發(fā)模式中存在的地熱地質(zhì)條件不清、井群設(shè)計缺乏地學理論支撐等關(guān)鍵問題開展研究，編制陜西省中深層地熱地埋管供熱系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)規(guī)程中地熱地質(zhì)調(diào)查評價部分；進行陜西地區(qū)地熱地質(zhì)構(gòu)造及中深層地熱熱儲特征研究，為中深層地熱資源綠色開發(fā)利用提出地學建議。

中深層地熱地埋管開發(fā)模式示意圖（a.直井同心管型；b.U型水平對接管型）

一是查明西安周邊關(guān)中盆地中深層地熱熱儲特征。關(guān)中盆地地熱資源熱儲結(jié)構(gòu)可分為新生界砂巖孔隙型、下古生界碳酸鹽巖巖溶型和構(gòu)造活動斷裂型三類。地溫梯度多在2.5℃~4.5℃/100m之間，相對較高，地熱資源較豐富。

二是建立了區(qū)域地熱儲層地熱資源參數(shù)。通過收集和整理不同區(qū)域地熱井測溫曲線，匯總形成了區(qū)域地溫梯度查詢表，關(guān)中地區(qū)在西安凹陷（西安、咸陽）、固市凹陷（渭南）具有較高的地溫增溫梯度，是地熱資源開發(fā)優(yōu)勢區(qū)。通過對巖心樣品及野外露頭樣品的熱導率、熱擴散系數(shù)、體積比熱容進行測試分析及收集以往數(shù)據(jù)，初步構(gòu)建了不同熱儲層巖石熱物性數(shù)據(jù)庫。從巖石熱物性角度來看，關(guān)中盆地地層有利于傳熱，是地熱資源優(yōu)勢開發(fā)區(qū)。

三是評價了新型地熱開發(fā)模式的資源儲量。近年來，以西咸新區(qū)為起點，“取熱不取水”新型地熱開發(fā)模式興起，使缺乏地熱流體的熱儲層地熱資源開發(fā)利用成為可能。根據(jù)相關(guān)標準計算，關(guān)中盆地熱儲層總熱量為2.20×1018kcal，按開采100年消耗15%左右地熱儲量計算的可采資源量為6.86×1015kcal，估算地熱資源可供熱面積為3.02×1010m2。

四是推導出中深層地埋管地熱能取熱式：

其中，J為熱流量，M1、M2分別為取熱地層的頂面和底面深度，λ為導熱系數(shù)，Tc為地層常溫層溫度，t0為流體初始溫度，t1為流體抽取溫度，Δt為地溫梯度，R為影響半徑，r為地熱井半徑，M為取熱層厚度。利用該公式，可以為地熱井群設(shè)計提供井間距、井深及取熱功率等關(guān)鍵參數(shù)。

五是評價了新型地熱開發(fā)模式推廣潛力。陜北地溫梯度多在2.5℃~3.5℃/100m之間，在延安以西、黃陵-宜君局部有大于3.5℃/100m的地溫梯度分布區(qū)，地溫整體為正常-低溫區(qū)，具備地埋管開發(fā)地熱資源的條件，可優(yōu)先在延安-宜君地段布置地埋管探采結(jié)合井。陜南秦巴基巖山地構(gòu)造活動強烈，山脈間呈斑塊狀分布著漢中、安康等小型新生代山間斷陷盆地，可作為未來地熱開發(fā)利用選區(qū)�！�