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物探与化探  2022, Vol. 46 Issue (2): 316-322    DOI: 10.11720/wtyht.2022.1182
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天津滨海新区深部地热流体水文地球化学特征
石晓今, 李嫄嫄, 黄贤龙
天津地热勘查开发设计院,天津 300250
Hydrogeochemical characteristics of deep geothermal fluids in the Binhai New Area, Tianjin City
SHI Xiao-Jin, LI Yuan-Yuan, HUANG Xian-Long
Tianjin Geothermal Exploration and Development-Designing Institute, Tianjin 300250,China
全文: PDF(3517 KB)   HTML
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摘要 

通过近几年滨海新区深部热储的勘探开发,对古近系东营组和蓟县系雾迷山组的认识也逐步加深。从水化学特征、热储温度、水文地球化学作用方面对东营组和雾迷山组地热流体展开分析,为进一步开发利用深部热储地热资源提供了依据。宁河凸起雾迷山组补给较为充分,东营组赋存环境较封闭,东营组地热流体属于“平衡水”;地热温标计算出的雾迷山组热储平均温度约126 ℃,东营组热储平均温度100 ℃,两者均源自大气降水,东营组地热流体与岩石交换时间更长些,循环能力更弱,深部地热流体径流方向自NE向SW向,径流过程主要发生了溶滤作用、阳离子交换、沉淀作用及混合作用。

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石晓今
李嫄嫄
黄贤龙
关键词 深部热储水化学特征热储温度水文地球化学    
Abstract

The understanding of the Paleogene Dongying formation and the Jixianian Wumishan formation have been gradually deepened with the exploration and development of deep thermal reservoirs in the Binhai New Area.This paper analyzes the hydrochemical characteristics, reservoir temperature, and hydrogeochemical effects of the geothermal fluid of the Dongying and Wumishan formations, thus providing bases for the further development and utilization of deep geothermal resources. The Wumishan formation in the Ninghe salient is adequately recharged. In contrast,the Dongying formation occursin a relatively closed environment, and the geothermal fluid in it is at a state of chemical equilibrium. The average temperature of the geothermal reservoirs in the Wumishan and Dongying formation scalculated using geothermometers is about 126 ℃ and 100 ℃, respectively. The geothermal fluid in both formations originates from atmospheric precipitation. Compared to the Wumishan formation, the geothermal fluidin the Dongying formation exchanges heat with rocks for a longer time and has a weaker cycling capacity. The runoff direction of the geothermal fluid in the formations is from northeast to southwest, with leaching, cation exchange, precipitation,and mixing mainly occurring during the fluid runoff.

Key wordsdeep geothermal reservoir    hydrochemical characteristics    reservoir temperature    hydrogeochemical effect
收稿日期: 2021-03-30      修回日期: 2021-07-08      出版日期: 2022-04-20
ZTFLH:  P632  
基金资助:天津市国土资源和房屋管理局项目“滨海新区深部地热资源调查评”(国土房任[2015]5号)
作者简介: 石晓今(1986-),女,2012年毕业于中国地质大学(北京),研究生学历,天津地热勘查开发设计院工程师,研究方向为地热勘查、开发利用及地热流体水文地球化学特征、地球化学模拟。
引用本文:   
石晓今, 李嫄嫄, 黄贤龙. 天津滨海新区深部地热流体水文地球化学特征[J]. 物探与化探, 2022, 46(2): 316-322.
SHI Xiao-Jin, LI Yuan-Yuan, HUANG Xian-Long. Hydrogeochemical characteristics of deep geothermal fluids in the Binhai New Area, Tianjin City. Geophysical and Geochemical Exploration, 2022, 46(2): 316-322.
链接本文:  
https://www.wutanyuhuatan.com/CN/10.11720/wtyht.2022.1182      或      https://www.wutanyuhuatan.com/CN/Y2022/V46/I2/316
Fig.1  研究区内地热井分布及地质构造
Fig.2  地热流体Piper图
井号 热储层 K+ Na+ Ca2+ Mg2+ Cl- S O 4 2 - HC O 3 - SiO2 F- 矿化度 水化学类型
TG-34 Ed 7.4 1064 6.1 0.6 1169.8 8.2 781.1 49 5.21 2407.3 Cl·HCO3-Na
TG-33 Ed 4.9 593.3 9.7 0.8 402.4 235.9 555.3 42.5 7.08 3122.2 Cl·HCO3-Na
塘20-2 Ed 9.4 1190 8.4 0.9 1258.5 40.1 872.6 58.4 3.5 1692.1 Cl·HCO3-Na
ST-01 Ed 8.0 801.1 10.5 0.9 831.3 116.1 579.7 58.5 3.6 2406.1 Cl·HCO3-Na
ST-01B Ed 7.9 779.7 9.7 0.8 852.6 105.1 619.4 61 4 2436.2 Cl·HCO3-Na
BST-01 Jxw 79.9 201.4 36.4 6.8 85.1 200.8 414.9 94.5 8.23 1119.8 HCO3-Na
DG-53 Jxw 41.2 536.1 22.7 4.1 460.8 280.1 494.3 72 9.6 1915.5 Cl·HCO3-Na
DG-46 Jxw 72.5 642.8 38.1 7.9 581.4 343.9 454.6 83.8 10.4 2225 HCO3·Cl-Na
DG-45B Jxw 51.2 554.5 30.1 6.1 478.6 302.6 494.3 74.5 10.8 1991.9 Cl-Na
Table 1  研究区地热流体主要组分含量
地热井 O2 N2 CH4 CO2 H2 其他气体
TG-34 8.6 34.9 38.58 17.8 0.12 0
ST-01 13.67 59.2 10.8 16.3 0.03 0
BST-01 1.2 87.09 4.64 2.19 2.96 1.96
Table 2  地热流体水样溶解及溢出气体组分占比
项目 φ(Ar)/
(mL·L-1)
φ(He)/
(mL·L-1)
R/Ra 3He/4He 40Ar/36Ar 38Ar/36Ar δ13C(PDB,‰)
CO2 CH4
含量 1.01 0.43 0.2 2.84×10-7 327 0.1951 -8.0 -38.1
Table 3  BST-01地热流体水样微量气体组分数据
Fig.3  BST-01地热流体He-Ar-N2气体三角图
Fig.4  Na-K-Mg含量三角图
Fig.5  SiO2与温度关系
地热井 热储层 石英温标
(无蒸汽损失)
石英温标
(有蒸汽损失)
玉髓温标 K-Na温标 井口温度
BST-01 Jxw 134 130 107 372 98
DG-53 Jxw 120 118 91 212 95
DG-46 Jxw 128 125 100 242 98
DG-45B Jxw 121 119 93 226 99
ST-01 Ed 109 108 79 97 74
ST-01B Ed 111 110 82 98 76
TG-34 Ed 100 101 73 89 74
Table 4  地热流体热储温度估算
井号 热储层 采集时间 δ18Ov-SMOW/‰ δDv-SMOW/‰
R-1 蓟州区雨水 2016年10月15日 -9.1 -66
Q-2 西孟村机井 2016年10月14日 -9.6 -73
TG-13 Nm 2016年12月09日 -9.5 -73
TG-24 Ng 2016年12月23日 -9.3 -73
TG-33 Ed与Ng混采 2016年12月08日 -9.1 -73
TG-34 Ed 2017年01年04日 -7 -65
DG-53 Jxw 2016年12月08日 -9.1 -73
DL-21 Jxw 2016年12月23日 -8.7 -72
BST-01 Jxw 2016年06月08日 -8 -68
Table 5  研究区水样同位素组分
Fig.6  研究区流体δD-δ18O曲线
Fig.7  研究区地热流体主要离子关系
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