鄂托克前旗白土井地區(qū)地?zé)岬刭|(zhì)條件特征分析

馬占雄　李明　史岳寅

摘要：鄂托克前旗白土井地區(qū)的熱儲(chǔ)層主要分布于天環(huán)拗陷的侏羅系、白堊系砂巖層狀含水巖系和斷層帶脈狀含水巖系。本文結(jié)合典型石油、煤田勘探孔及水文鉆孔等，重點(diǎn)分析研究了兩類熱儲(chǔ)層的空間分布特征，以及形成熱儲(chǔ)的蓋層、地?zé)嵬ǖ篮蜔嵩础?/p>

1.地質(zhì)特征

1.1地層

鄂托克前旗白土井地區(qū)，隸屬于華北地層大區(qū)，鄂爾多斯地層區(qū)，地表全部被新生界地層所覆蓋，按區(qū)內(nèi)鉆孔揭露地層由老至新發(fā)育有：奧陶系（O）；石炭系（C）、二疊系（P）、三疊系㈣、侏羅系（J）、白堊系（K）、古近系（E）和第四系（Qh）。

1.2構(gòu)造

白土井地區(qū)隸屬華北地臺(tái)一級(jí)構(gòu)造單元，二級(jí)構(gòu)造單元為鄂爾多斯西緣坳陷，三級(jí)構(gòu)造單元為天環(huán)向斜。由白堊系構(gòu)成，其西以磴口-平?jīng)鰯嗔褞c西緣逆沖斷裂帶相鄰，東與伊陜斜坡過渡，北抵伊盟隆起，向斜軸部位于伊克烏素——布隆廟——鄂托克前旗——鹽池——環(huán)縣一線，呈南北向展布。東翼長而平緩，西翼短而陡，兩翼不對(duì)稱。白土井地區(qū)為一西高東低，近南北向延伸的古生界潛伏隆起帶，西與銀川地塹以西正斷層接界，東翼向盆地內(nèi)部天環(huán)向斜傾沒。該區(qū)位于天環(huán)凹陷的西翼，區(qū)內(nèi)斷裂發(fā)育，由一系列與斷層伴生的成排成帶分布的長軸背斜和單斜斷塊組成西窄東寬的不對(duì)稱復(fù)背斜帶，軸部偏西，主斷層和多數(shù)次級(jí)斷層均為東傾逆斷層，斷塊向西逆沖，向東錯(cuò)落，組成西仰東伏的迭瓦狀構(gòu)造。

2.地?zé)岬刭|(zhì)條件

區(qū)內(nèi)的熱儲(chǔ)層主要分布于天環(huán)拗陷的侏羅系、白堊系砂巖層狀含水巖系（埋藏深度40m～1610m和斷層帶脈狀含水巖系（埋藏深度1600m～2600m）。

2.1熱儲(chǔ)

2.1.1侏羅系、白堊系熱儲(chǔ)層

（1）熱儲(chǔ)層空間分布特征

這兩個(gè)時(shí)代熱儲(chǔ)層主要分布于白土井——華陽公司一帶分布面積約1500km2，推測(cè)主要是局部地段深部的熱水沿?cái)嗔眩?0、12、13、14號(hào)斷層）上升而形成熱異常帶。其中白堊系熱儲(chǔ)層頂板埋深為40m～320m，底板埋深自西部300 m向東增大至1200m，熱儲(chǔ)層厚度為190m～700m；侏羅系熱儲(chǔ)層頂板埋深為357m～1200m，底板埋深自西部的700m向東增大至1900m，熱儲(chǔ)層厚度為50m～150m。

（2）地溫場(chǎng)特征

a.地溫場(chǎng)平面分布特征

依據(jù)600m地溫等值線圖分析，600m地溫等值線自北向南溫度變低，合參1井600m地溫為60℃，向南至華陽公司一帶變28℃。

b.地溫場(chǎng)垂向分布特征

根據(jù)北部的合參1井、東南部的ZK28號(hào)孔及西部的5個(gè)煤田孔（zK2301、ZK3201、ZK3601、ZK4001、ZK4005）的測(cè)溫資料推測(cè)，對(duì)侏羅系、白堊系熱儲(chǔ)層而言，本區(qū)存在一個(gè)南北向分布的地?zé)岙惓В蠀?井施工到609m時(shí)的地溫達(dá)600℃。地溫梯度最高達(dá)8.20℃/100m。ZK28號(hào)孔及5個(gè)煤田孔的地溫梯度2.4～3.20℃/100m，在正常范圍內(nèi)，但其地溫的本底值普遍較高，1100m處的地溫最高為42.6℃，最低為38.4℃，平均為41.51℃。按此地溫梯度推測(cè)到侏羅系的底部（1610m）平均地溫可達(dá)54℃，推測(cè)出水溫度應(yīng)該在40℃～45℃。南北向分布的地?zé)岙惓Э赡苁?0、11、12、13、14號(hào)斷層中的某一條或幾條斷裂導(dǎo)熱而形成的。且離導(dǎo)熱斷層越近地溫越高。

2.1.2斷層帶脈狀含水巖系熱儲(chǔ)層特征

斷層帶脈狀含水巖系熱儲(chǔ)層主要受斷層控制，分布極不均勻，主要與南北向或東西向控水構(gòu)造相關(guān)。在該區(qū)附近的石油孔中有兩個(gè)孔揭露了該熱儲(chǔ)層，即海1井與合參1井。下面將兩個(gè)孔的具體情況分別敘述如下：

（1）海1井?dāng)鄬訋}狀含水巖系熱儲(chǔ)層特征如下：

該井于2013m～2033m井段見斷層破碎帶，發(fā)生井漏，共漏失泥漿70m3，泥漿漏失速度為14m3/h。斷層破碎帶巖性為三迭系上統(tǒng)延長組棕紅色砂巖、泥巖互層。測(cè)井資料顯示，自然電位曲線正負(fù)異常明顯。視電阻率曲線基值高低明顯，尖峰狀起伏變化明顯。聲波曲線反映裂隙發(fā)育。

（2）中日友好孔斷層帶脈狀含水巖系熱儲(chǔ)層特征如下：

該孔位于鄂爾多斯盆地西緣桌子山一沙井子斷褶帶馬家灘背斜帶北端東邊的一排低斷塊上的白土井構(gòu)造高點(diǎn)范圍。馬家灘背斜是由一系列西陡東緩、軸部偏西的不對(duì)稱長軸背斜組成，其上發(fā)育著許多大小不等、高低不一斷塊構(gòu)造。斷塊多為東西分帶，南北切塊。局部構(gòu)造皆呈向西逆沖、向東錯(cuò)落的疊瓦狀。

本井主要于1682m～2650m井段（三疊系中部一二迭系中部）巖石破碎，嚴(yán)重掉塊、坍塌，并發(fā)生井漏，共漏失泥漿871m3，其中較大的有5處（1682m～1695m、1885m～1888m、1965m、2005m～2017m、2065m～2081m），其間尚有持續(xù)性的小小漏。說明斷裂破碎帶富水性較好。鉆進(jìn)到3465m時(shí)實(shí)測(cè)井底泥漿溫度為106℃，據(jù)此推測(cè)的井底地層溫度為114℃。

2.2蓋層

根據(jù)熱儲(chǔ)層不同，該區(qū)熱儲(chǔ)蓋層也不盡相同。以白堊系洛河組為熱儲(chǔ)的地?zé)崽铮渖w層為古近系及白堊系環(huán)河組泥巖、砂巖等；以斷層帶脈狀含水巖系為熱儲(chǔ)的地?zé)崽?，其蓋層為古近系及石炭一二疊系的泥巖、砂巖等。

2.3地?zé)嵬ǖ?/p>

該區(qū)地?zé)岢康貙訉?dǎo)熱性進(jìn)行地溫傳導(dǎo)外，主要靠斷裂進(jìn)行熱流傳導(dǎo)，而以白堊系洛河組構(gòu)成的地?zé)崽铮捎跀鄬影l(fā)育較差，其地?zé)釡囟容^低。而以斷層帶脈狀含水巖系的地?zé)崽铮环矫婵康責(zé)嵩鰷?，另一方面本區(qū)斷裂發(fā)育較好，主要由東西向和南北向斷裂構(gòu)造組成，其將深部地?zé)嵫貥?gòu)造破碎帶靠地?zé)崃黧w攜帶而上，使得地?zé)崽餃囟容^高。

2.4熱源

該區(qū)地?zé)釤嵩礊榈責(zé)嵩鰷匦?，根?jù)盆地內(nèi)石油鉆孔的測(cè)井資料顯示，盆地內(nèi)3000m孔底溫度為90℃～100℃，與3m℃/100m正常地?zé)嵩鰷鼗鞠喾?。而局部地區(qū)白堊系洛河組1000m內(nèi)地溫梯度較高，為5℃/100m左右，與每100m增加3℃的正常值有差異，究其原因，是斷裂構(gòu)造將下部熱源引向上部，受蓋層的控制，造成上部溫度高于正常值，這說明該盆地下部有良好的熱源。由于盆地地塹的形成及其下部壓力釋放等進(jìn)程使得地殼深部熔融物質(zhì)有可能上行，地?zé)岙惓碓从谒疅峄顒?dòng)效應(yīng)，水熱活動(dòng)則是由地塹之下深源熱補(bǔ)給系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)的，而深部熱補(bǔ)給系統(tǒng)向上運(yùn)移的通道則是深大斷裂帶，也就是說，該區(qū)的地殼深大斷裂帶既是地震活動(dòng)的主要場(chǎng)所，又是熱源上升的通道。

3.結(jié)論

鄂托克前旗白土井地區(qū)典型鉆孔顯示該區(qū)侏羅系、白堊系砂巖層狀熱儲(chǔ)層受地層熱傳導(dǎo)明顯，分布范圍較大，局部受深部斷裂導(dǎo)熱顯示地溫異常；而斷層帶脈狀熱儲(chǔ)層主要受深部熱傳導(dǎo)控制，層線狀或帶狀分布，裂隙發(fā)育，富水性較好。兩類熱儲(chǔ)層均具有較好的蓋層、地?zé)嵬ǖ酪约暗責(zé)釤嵩础?/p>