Screening of hot dry rock in the south-central part of the Bohai Bay Basin

doi:10.13745/j.esf.2020.1.5

Abstract

Abstract:

The Bohai Bay Basin is the main battleground of oil and gas exploration in North China. A large amount of drilling, logging and temperature data have been collected through oil and gas exploration and development. Based on the analysis of temperature data, we found significant heat anomalies in the depression zone of this area, indicating potential for hot dry rock resource exploitation in the Jizhong, Huanghua, Linqing and Jiyang depressions. In these areas, carbonate and metamorphic rocks, such as Archean gneiss, mainly developed in the buried hill or uplift area in Lower Palaeozoic and Mesoproterozoic reservoirs, with proper burial depth, high temperature (≥180 ℃) and certain natural pore and permeability conditions. According to the calculations of geothermal gradient in the four depressions, the average geothermal gradient in 4000 and 5000 m deep drilling wells ranged between 3.07-3.32 and 2.96-3.27 ℃/100 m, respectively; and temperature reached 180 ℃ at 4309-6261 m buried depth, which is the range of target buried depth of hot dry rock. The depth of hot dry rocks reaching 180 ℃ varied greatly in different depressions. Three sets of pre-Mesozoic-Lower Paleozoic, Proterozoic and Archean buried hill thermal reservoirs are the most promising types of hot dry rock thermal reservoirs. For instance, we found buried Ordovician limestone and Cambrian and Middle Proterozoic dolomite in the Jizhong depression, mainly buried Ordovician limestone in the Huanghua depression, buried Cambrian-Ordovician limestone and Archean metamorphic rock in the Jiyang depression, and buried Ordovician limestone in the Linqing depression. The main exploration target is the concave and convex areas with buried depths of 3000-5000 m. Buried hills, such as Hexiwu and Changyangdian in the Jizhong depression, Nandagang and Qianmiqiao in the Huanghua depression, Zhuangxi and Gubei in the Jiyang depression, Machang and Wenliu in the Linqing depression, are favorable for the exploration and development of hot dry rocks as well as deep oil and gas.

Key words: south-central part,Bohai Bay Basin, hot dry rock, deep thermal reservoir, geothermal gradient

CLC Number:

P314

ZHANG Ying, FENG Jianyun, LUO Jun, HE Zhiliang, WU Xiaoling. Screening of hot dry rock in the south-central part of the Bohai Bay Basin[J]. Earth Science Frontiers, 2020, 27(1): 35-47.

Figures/Tables 16

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序号	井号	测温深度/m	温度/℃	地温梯度/(℃·hm^-1)	温度资料来源
1	束探1H	4 006	142.3	3.22	[53]
2	苏50	5 104	164.0	2.95
3	衡探1	4 433	165.4	3.43
4	苏1	4 175	142.0	3.08
5	留古1	4 000	152.1	3.47
6	文安1	4 176	141.6	3.07
7	牛东1	6 027	201.2	3.12	[54]
8	安探IX	5 234	177	3.13	[55]
9	京3	4 600	154	3.06
10	任23	4 000	145.4	3.30	[49]
11	任96	4 000	136.7	3.08
范围		4 000~6 027	136.7~201.2	2.95~3.47
平均值		4 523.2	156.5	3.17

序号	井号	测温深度/m	温度/℃	地温梯度/(℃·hm^-1)	温度资料来源
1	束探1H	4 006	142.3	3.22	[53]
2	苏50	5 104	164.0	2.95
3	衡探1	4 433	165.4	3.43
4	苏1	4 175	142.0	3.08
5	留古1	4 000	152.1	3.47
6	文安1	4 176	141.6	3.07
7	牛东1	6 027	201.2	3.12	[54]
8	安探IX	5 234	177	3.13	[55]
9	京3	4 600	154	3.06
10	任23	4 000	145.4	3.30	[49]
11	任96	4 000	136.7	3.08
范围		4 000~6 027	136.7~201.2	2.95~3.47
平均值		4 523.2	156.5	3.17

序号	井号	测温深度/m	温度/℃	地温梯度/(℃·hm^-1)	温度资料来源
1	南堡3-81	5 606.75	220.0	3.69	[56]
2	南堡1-89 井	4 700	192.25	3	[57]
3	BanS 35	4 544.35	163.7	3.31
4	BanS 78-1	4 287.1	163.2	3.50
5	BanS 82	4 212.05	144.1	3.10
6	BanS 82-1	4 190.26	140.7	3.04
7	BinS 1	4 412.95	151	3.12
8	BinS 13x1	4 917.2	156.4	2.91
9	BinS 16x1	4 788.75	161.3	3.09
10	BinS 22	4 639.25	170.3	3.38
11	BinS 24	4 321.05	158.9	3.37
12	G 80-1	4 210.75	152.5	3.30	[58]
13	GS 23	4 173.9	150.6	3.29
14	GS 3-1	4 031.05	136.9	3.06
15	GS 33	4 223	151.1	3.26
16	GS 47	4 073.4	144.3	3.21
17	GS 48	4 649.9	168.9	3.35
18	GS 78	4 226.6	152.1	3.28
19	QS 1	5 056	167.6	3.05
20	QS 6	4 375	156	3.26
21	QS 8x1	5 044.5	166.8	3.04
22	板深8	4 150	171	3.80	[59]
23	板深703	4 000	168	3.87	[59]
范围		4 000~5 606.75	136.9~220	2.91~3.87
平均值		4 471	161.2	3.31

序号	井号	测温深度/m	温度/℃	地温梯度/(℃·hm^-1)	温度资料来源
1	南堡3-81	5 606.75	220.0	3.69	[56]
2	南堡1-89 井	4 700	192.25	3	[57]
3	BanS 35	4 544.35	163.7	3.31
4	BanS 78-1	4 287.1	163.2	3.50
5	BanS 82	4 212.05	144.1	3.10
6	BanS 82-1	4 190.26	140.7	3.04
7	BinS 1	4 412.95	151	3.12
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9	BinS 16x1	4 788.75	161.3	3.09
10	BinS 22	4 639.25	170.3	3.38
11	BinS 24	4 321.05	158.9	3.37
12	G 80-1	4 210.75	152.5	3.30	[58]
13	GS 23	4 173.9	150.6	3.29
14	GS 3-1	4 031.05	136.9	3.06
15	GS 33	4 223	151.1	3.26
16	GS 47	4 073.4	144.3	3.21
17	GS 48	4 649.9	168.9	3.35
18	GS 78	4 226.6	152.1	3.28
19	QS 1	5 056	167.6	3.05
20	QS 6	4 375	156	3.26
21	QS 8x1	5 044.5	166.8	3.04
22	板深8	4 150	171	3.80	[59]
23	板深703	4 000	168	3.87	[59]
范围		4 000~5 606.75	136.9~220	2.91~3.87
平均值		4 471	161.2	3.31

序号	井号	测温深度/m	温度/℃	地温梯度/(℃·hm^-1)
1	文260	4 000	143	3.24
2	刘3	4 522.3	161	3.26
3	濮深1	5 000	161.4	2.96
4	濮深13	4 979	159	2.92
5	新卫12	4 152	140	3.05
6	桥31	4 109	149	3.30
7	白12	4 300	146.3	3.09
8	冠1	4 500	164.7	3.36
9	莘参1	4 118	126.7	2.75
10	莘1	4 420	130.9	2.66
11	庆古1	4 381.27	173	3.65
12	刘1	4 170	129.50	2.78
13	禹参2	4 008	129	2.88
范围		4 000~5 000	126.7~173	2.66~3.65
平均值		4 358.4	147.19	3.07