雄安新区地热资源及其开发利用

ENERGY & ENVIRONMENT | 能源环保
图1雄安新区地热清洁能源综合利用示意图
雄安新区地热资源开发利用，力图打造地热利用的“雄 安模式”，实施深部地热勘查，实现地地热资源开发规模化、 地热利用可持续性、开发技术先进性、空间配置优化性、能 源利用数字化、地热开发经济性、运行管理科学性7大特 征，打造地热利用全球样板。

雄安新区构造位置示意图如图 2所示。

通过对雄安新区深部钻探以及物探分析，基本查明雄安 新区地质结构。

对主要构造边界线进行重新刻画，雄安新区 内含1个三级构造冀中凹陷，6个四级构造，分别为廊固凹
图2雄安新区构造位置示意图
陷、牛驼镇凸起、保定断凹、高阳台凸、饶阳断凹、徐水凹 陷。

其中，容东片区位于廊固凹陷南部容城凸起东部。

雄 安新区区域内4000m 以浅可开采热储层共有四个，分别为 1200~1600m 新近系馆陶组孔隙热储、2000~3000m 寒武系热 储（崮山组、馒头组）、800~4000m 蓟县系热储（雾迷山组、 高于庄组）以及1800~4000m 长城系热储（大红峪组）。

基于区域地球物理场，构建雄安新区古潜山形态。

针对
容城断凸、牛驼镇凸起构造单元，共布设10 口深部地热钻 探孔对重力场进行控制分析，结果表明，布格重力异常高值 区，分别对应了容城断凸、牛驼镇凸起构造单元。

雄安新 区下伏磁性较强的火成变质岩系构成的基岩凸起引起航磁异 常，在容城县东南部、安新县西北部以及雄县南部地区，形
成航磁高值区。

在一定程度上，对不同时期的古岩溶地貌进 行了恢复，古岩溶地貌显示容城凸起风化剥蚀强于牛驼镇凸 起，容城凸起印支期开始就处于凸起中心，遭受风化作用强,
摘要：雄安新区是我国中东部地热资源开犮利用条件最好的地区，具有储量大、埋藏深度追中、温度高、水质优、易回灌等特 点。

通过实施深部地热勘查，科学开发水热型地热资源，优化开采布局，提升雄安新区地热资源开发利用程度。

科学、全面 开发薊县系热储，探索深部长城系热储作为未来开发的第二空间。

建立“地热+电能+燃气+太阳能”多能互补的智慧功能系 统，提升能源供应系统的安全性和使用效率，打造地热利用全球样板。

关键词:雄安新区：地热开犮；持续利用
I
雄安新区地热资源及其开发利用
■文/张汉雄
雄安新区建设坚持世界眼光、国际标准、中国特色、高 点定位，坚持生态优先、绿色发展，全面落实安全、绿色、
高效的能源发展战略。

1.雄安新区地热地质概况
雄安新区是我国中东部地热资源开发利用条件最好的地 区，位于冀中坳陷中部凸起区，平面上分为容城、高阳和雄 县3个地热田，地热田面积覆盖新区80%以上，具有储量大、埋藏深度适中、温度高、水质优、易回灌的特点。

雄安新区 地热清洁能源综合利用示意图如图1所示。

雄安新区地热资源综合利用
地热资《*a
地热s 电
人口聚集区地热资*«合利用
2021年第3期中国岛新科技
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能源环保| E N E R G Y &E N V I R O N M E N T
雾迷山组全区均有减薄。

2.雄安新区地热资源分布条件
从地热资源垂向分布方面进行分类，可将雄安新区地 热资源分为0~200m浅层地热能、200-1000m浅层热水层(砂岩）、1000~3000m深层第一热储层（碳酸盐岩）、3000~5000m深层第二热储层（碳酸盐岩）。

浅层地热层地 热资源分布广、适宜性好、适合在区域上推广，200m以浅 为粘土砂土互层，换热能力强，全区浅层地热能可满足约1亿m2建筑物供暖制冷需要；浅层热水层（砂岩）地热资源 水温不高、不易回灌，不适合大规模运用；深层第一热储层 (碳酸盐岩）地热资源温度高、水量大，适合集中供暖与综 合利用：深层第二热储层（碳酸盐岩）地热资源温度高，但 是潜力不明需要进一步探测。

雄安新区地热资源主要以水热型地热资源为主，4000m 以浅主要热储层为新近系馆陶组孔隙热储、蓟县系雾迷山组 热储、蓟县系高于庄组热储。

馆陶组热储分布广,水量大，水 温低，在新区北部缺失，整体埋深在1000~2200m,水温一般 4(T C~7(TC,涌水量 60~80m3/h,单位涌水量 0.95~2.6m3/h.m。

热水矿化度在0.7~3.5g/L之间。

寒武系热储层分布少，水量小，容城西部深部寒武系地层具有一定的开发潜力，单位涌水量0.35 mVlvm。

寒武系热储层具有水温较高、水质优、水量 小的特点，适合地热梯级利用。

蓟县系热储是雄安新区的主力热储层，具有热储空间展 布、孔隙度发育较高、热储开发潜力大、热储回灌能力强的 特点。

蓟县为区域主要的热储层，分为雾迷山组和高于庄组，全区均有分布，浅埋区主要分布于牛驼镇凸起、容城凸起和 高阳台凸上，呈北东向连续分布。

岩性主要为白云岩、燧石 条带白云岩、泥质白云岩等，岩溶裂隙发育，连通性好。

蓟 县系顶部400m为高孔隙度发育区，以雄安地热钻探D13井 为例，上部缺失雾迷山组的蓟县系地层，高于庄组储层段平 均孔隙度同样超过7%,为高产能热储层段。

深部长城系热储是未来开发的第二空间。

长城系热储在 工作区均有分布，主要为大红峪组含燧石白云岩、玄武岩 等。

根据雄安新区地热钻探D13井测井及试验数据，长城 系地层出水温度6PC,储层平均裂隙率2%~8%，单位涌水 量2.2~3.148 mVh'm,可以作为未来的潜力开发地层。

依据区块内地热水回灌率超过90%; 10年地下水水位 下降小于5m;单井地下水位不低于150m:开采井100年水 温下降小于21：四个评测标。

利用解析法以及数值法对雄安新区地热资源进行了进一步评价。

结果表明，在有效热储厚 度达到100m时，利用“两抽一灌” “三抽两灌”的采灌模式，可实现采灌均衡的地热资源高效、可持续利用。

雄安新区地 热流体可开采热量折合标煤346万U
3.雄安新区地热资源开发利用建议
雄安新区地热资源开发初具规模，但利用粗放。

目前全 区内己有地热井（包括开采井、回灌井）330 口，目前开发 利用的地热井234 口，未开发井％ 口。

应加强与地下空间 开发利用规划统筹协调，积极推广应用地源热泵供暖制冷。

推广浅层地热能用于公共建筑、大型商业建筑和小型单体建 筑供暖制冷；充分利用生态用地地下空间，并与建设用地地 下空间开发统筹协调，通过合理布局，实现公共建筑夏季制 冷冬季供暖。

科学开发水热型地热资源，优化开采布局。

发挥浅层地 热能供暖制冷作用，核心区范围面积共192 km2,均为适宜 性好区和适宜性中区。

严格限制砂岩热储的开发，鼓励碳酸 盐岩热储的区块化集中采灌。

禁止地热水的直接外排，提倡 采用“取热不取水、全封闭回灌”的国际先进技术工艺实现 地热清洁开发。

确定地热区块。

根据区域内主要断裂分布、热储层埋藏条件以及空间规划布局，将每个地热田按照地热 禀赋条件划分区块；单个区块采用集中采灌模式，结合承压 水流动态，采灌井布局按照上游采、下游灌模式进行分布。

运用自动数据采集与传输、大数据、云平台等数据化技术，建立地热资源开发利用过程中的水质、岩土体温度、水位、水温、水量及地质环境灾害的地热资源信息监测及预报预警 系统。

雄安新区地热资源开发利用目前己全面开展，针对地热 资源特点，打造多能互补的智慧供能系统。

充分发挥地热资 源可调节、易储存的优势，构建以地热能为基础的多能互补 弹性供应系统。

各地热区块分别建立能源站供能系统，各集 中式能源站之间通过热力管网互联互通，实现站与站之间的 能源调配、互为备用和补充，保障用能安全。

以“地热+电能+燃气+太阳能’’为模式，以用户为中心，坚持采灌均衡、深浅联用、清洁高效、永续开发，按需供能，提升能源供应 系统的安全性和使用效率，打造多能互补的综合能源智慧供 应体系全球样板。

(作者单位：中国地质科学院水文地质环境地质研究所）
148»中国高新科技2021年第3期。