郝俊杰 白通 夏影
山东省地勘局第二水文地质工程地质大队（山东省鲁北地质工程勘察院），山东 德州 253072
摘要：惠民县中南部的淄角镇区域地热开发利用相对较少，为了探明该区域地热资源情况及地层分布特点、馆陶组热储和东营组热储含水层水文地质参数，我们施工1500.37m地热井1眼。我们应用封隔器技术对馆陶组热储层和东营组热储层进行了分层抽水试验，并通过水质分析对地热水水化学特征进行了分析。调查发现淄角镇地热田馆陶组热储层厚度大，富水能力强，产水量高，为主力热储利用层段。
关键词：封隔器；分层抽水试验；地热资源调查
0引言
惠民县中南部的淄角镇区域地热开发利用相对较少，为了探明该区域地层分布情况、馆陶组和东营组热储含水层水文地质参数，我们施工1500.37m地热孔1眼（ZR1井）。我们应用封隔器技术对馆陶组热储层和东营组热储层进行了分层抽水试验及地热水水位动态特征和水化学特征分析。
1 区域地质概况
淄角地热田属鲁西北平原地热田一部分，在大地构造单元上位于惠民潜凹陷（Ⅰa42）内，区域断裂主要为位于工作区南部的齐河-广饶断裂，该断裂是鲁西隆起区和华北坳陷区的分界断裂，走向NEE，倾向NW。惠民县地热井其地热资源类型为沉积盆地热传导低温热水型【1】。目前主要开采热储层为馆陶组热储，其次为东营组热储，热储层特点为埋深大、径流缓慢、再生能力弱【2】。
2 淄角镇ZR1孔概况
2.1 成井结构参数
ZR1井钻探深度1503.35m，成井深度1500.37m。本钻孔0.00～341.53m下入Φ273.1×8.89mm石油套管（J55级），341.53～345.57m为变径Φ273.1/Φ177.8mm。345.57～1500.37m下入Φ177.8×8.05mm石油套管（J55级），井身结构见图2。其中内置水泥塞于1266.03m深度处177.8mm石油套管内，并在177.8mm石油套管外1262.43m深度处下入TWF-178-S-1型套管外封隔器。
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2.2 封隔器技术的应用
为了实现馆陶组和东营组热储层分层抽水试验的目的及最后馆陶组和东营组热储层混合抽水试验，我们采用了TWF-178-S-1型套管外封隔器和Y341-115型套管内封隔器及管内预制水泥塞。封隔器封堵技术可以对不同含水层实现有效封隔，根据抽水试验区段设置封隔器位置，实现分层抽水目的。
3 分层抽水试验
3.1抽水试验
ZR1井总计进行了3组36台班的抽水试验，见表1。东营组热储出水量少，地热水在井管中出水温度损失严重，导致抽水试验结果出现深部的东营组热储出水温度低于上部馆陶组热储出水温度的现象。同时由于东营组热储中天然气上涌作用导致出现在混合抽水试验时的出水量低于馆陶组单独抽水试验。
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3.2水化学特征
在抽水试验后期我们分别取水样1件进行了水质分析。结合淄角镇周围地热井（龙兴社区实施的6眼馆陶组地热井）的水质分析报告，我们对淄角镇热储层水质进行了统计分析，见表2，图2。
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根据ZR1井地热水水质分析报告，地热流体的组成元素主要呈离子状态迁移，常规离子中以 K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Cl-、SO42-、HCO3-七种离子为主，它们的含量占95%以上。其中馆陶组热储层阳离子以Na+为主，含量3576.00mg/L，占阳离子毫克当量的85.93%；阴离子以Cl-为主，含量5874.66mg/L，占阴离子毫克当量的82.19%。馆陶组地热水矿化度11.65g/L，PH值7.83，为淡盐水、弱碱性水，地热水水化学类型为Cl-Na型。东营组热储阳离子以Na+为主，含量达12061.00mg/L，占阳离子毫克当量的84.14%；阴离子以Cl-为主，含量22132.44mg/L，占阴离子毫克当量的99.28%。东营组地热水矿化度35.79g/L，PH值7.28，为盐水、弱碱性水，地热水水化学类型为Cl-Na型。
我们发现ZR1井馆陶组热储地热水水化学各参数与其它6眼馆陶组地热井地热水水化学参数含量及所占阴阳离子毫克当量百分比值基本相似，表明同一热储层地热水水化学性质基本相同。同时发现馆陶组热储地热水中各离子含量按钻孔分布位置自西向东呈逐渐增加趋势。而馆陶组热储和东营组热储从垂向上分析，随着深度的增加，地热流体中矿化度、总硬度总体上呈增加的趋势，除SO42-、HCO3-含量呈减少的趋势外，其余离子含量也呈现增加的趋势。
东营组热储地层水矿化度明显高于馆陶组，表明热储地层的封闭性更好。分析地热水钠氯系数，表2中各井馆陶组热储钠氯系数在0.91~0.98之间大于ZR1井东营组热储的0.85，但都小于1。钠氯系数表明馆陶组地层水及东营组地层水变质程度小【3】，两者地层封闭条件都挺好，但东营组热储地层封闭性要更好。东营组热储与馆陶组热储相比，SO42-占阴离子毫克当量由14.14%降低至0.04%。东营组热储脱硫酸系数（rSO42-*100/rCl）为0.04接近于0，说明脱硫酸作用彻底，地层封闭性好，为强还原环境。可以表明淄角镇地区东营组热储层不含或极少含石膏等矿物。馆陶组热储脱硫酸系数（rSO42-*100/rCl）在13.41~19.42之间，表明地层水处于弱氧化弱还原环境，地层封闭性相对较弱。
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4 结论
（1）淄角镇地热田馆陶组和东营组热储地层封闭性都挺好，东营组热储更强。馆陶组热储地热水处于弱氧化弱还原环境而东营组热储地热水为强还原环境。
（2）淄角镇地热田馆陶组热储层细砂岩和砂砾岩发育，富水能力好，水位降深小，出水水温52.0℃、出水量85.11m3/h且矿化度小，是主要的开采研究热储层并具有很好的开发利用价值。东营组热储层相对劣势，其层段主要为粉砂岩，热储厚度较薄，出水量少、矿化度高且显示含有天然气成分，开采价值较低。
参考文献：
【1】王仕昌，陈文芳，曹亚阳等.山东省惠民县八里庄地热田特征及开发利用探讨【J】.山东国土资源.2019.30(9).
【2】杨询昌，康凤新，王学鹏等.砂岩孔隙热储地温场水化学场特征及地热水富集机理【J】.地质学报. 2019.93(3).
【3】刘瑞娟.济阳坳陷沙河街组地层水化学特征分析及成藏关系探讨【J】.中国石油大学胜利学院学报.2019.33(4).