蓟县系雾迷山组热储层是天津地区分布最广、开发利用最重要的热储层。自20世纪80年代以来至2005年底其开采量为891.8万m~3/a,由于20多年大规模、持续不断的开采利用,致使该热储层水位大幅度持续下降,从1997年以来,水位平均降幅6-10m/a,最大降幅为13m/a,20年总体水位下降为120m左右,形成区域降落漏斗。因此,对天津地区雾迷山组热储可持续开发利用研究迫在眉睫。 天津地区雾迷山组热储埋藏深,热储地质构造十分复杂,通过此次研究,首次准确地查清了天津地区雾迷山组热储集中开采区2200km~2范围内的热储构造特征和空间展布规律以及地热形成机理,通过对本区雾迷山组热储层70多眼钻井资料进行深入细致的分析,进一步论述了集中开采区2200km~2范围内主要的断裂构造的空间展布、性质和活动历史。 本文通过构造应力场理论分析本区地质构造特征、热储构造与热储储集性之间的关系。对雾迷山组热储储集性和岩溶发育的特征进行了定量的分析,半定量的分析本区地热形成的机理,即热传导是本区地热系统的主要特征,而在深大导水导热断裂,如沧东断裂、白塘口两断裂以及海河断裂交汇处存在以热对流为主,热传导为辅的特征。 本次对天津地区过去地热回灌工作进行了详细的分析和总结,并运用热储工程、水文地质、水文地球化学理论和方法,对本区雾迷山组热储层水动力场及其演化规律进行了分析,指出天津地区地下热水的开发利用必须走可持续的道路,而回灌开发是实现天津地区地热资源可持续开发利用的唯一出路,特别是埋藏深,天然补给较差的雾迷山组热储尤为重要。 本文运用以孔隙、裂隙介质以及不同饱和介质多相多组分的多维渗流、对流传导的Tough2三维数值模型,对天津地区雾迷山组热储集中开采区(2200km~2)大范围进行回灌开发利用深部雾迷山组热储地下热水数值模拟,它跨越三个四级构造单元,模拟不同回灌开采条件下研究区雾迷山组热储水动力场、温度场的变化规律。提出雾迷山组热储地下热水的持续开发利用只能是1:1采灌模式,开发利用热水必须同等量回灌适宜水质的尾水或者是只用热而不用水,对中低温地下热水资源的可再生能力进行尝试性定量研究,并且就现有的利用方式回灌水温度30℃左右,对雾迷山组热储地区热水的开发利用进行了论述。确定在集中开采区和它的东北部、南部补给区布设12眼回灌井回灌量达622万m~3/a,开采量1050万m~3/a的回灌开发为本区雾迷山组热储层开发利用的最佳方案。模拟了不同温度尾水(30℃,9℃)回灌条件下温度场的变化规律。 本文还对天津地区雾迷山组热储层开发利用现状进行分析,依据当前技术经济水平结合本区雾迷山组热储特点提出地热资源综合利用方案。