地热勘查

2024-05-31

地热勘查（精选6篇）

地热勘查篇1

(一) 天津地热资源概况

天津市地处渤海湾, 为中国北方经济中心。而天津市是一个资源匮乏的城市, 随着滨海新区的开发开放, 资源匮乏在一定程度上制约着天津市经济的发展。地热资源作为一种可再生能源, 其开发利用可缓解天津市的能源紧张状况[1]。

在华北断陷盆地, 地下蕴藏着丰富的地热资源。天津地区的地热资源主要分布于宁河-宝坻断裂以南, 区内Ⅲ级构造单元包括一隆两坳, 即沧县隆起、冀中坳陷和黄骅坳陷[2], 见图1所示。通过普查, 在宁河-宝坻断裂以南, 天津地热资源分布面积达8700km2, 占全市总面积的77%。按盖层平均地温梯度大于3.5℃/100m划分, 共圈定了十个地热异常区, 10个地热异常区总控制面积2328 km2, 中低温地热资源是十分可观的[3], 见图2所示。

天津市地热资源按其赋存层位和特征划分为孔隙型热储和基岩岩溶裂隙型热储, 二者顶板埋深多在400~1000m和1000~1500m以下[1]。目前, 已勘查宁河-宝坻断裂以南、4000m以内, 热资源总量1497.266×1014千卡, 可开采量290.123×1014千卡, 相当于41.45亿吨标准煤, 29亿吨原油, 337409.891亿度电能。地热流体总储量8446.17亿m3, 可采储量85.41亿m3。

(二) 天津地热资源利用情况

二十世纪七十年代, 在著名地质学家李四光教授的倡导下, 天津开始了大规模开发利用地热资源, 至今已形成了研究程度最高、开发利用规模最大的“地热城”[1]。随着浅层地热能的推广应用, 目前, 天津地热开发利用已形成中低温地热能利用和浅层地温能利用相辅相成的综合立体开发利用格局。

1. 中低温地热能利用情况

天津地热资源广泛地应用于社会的诸多领域, 至2007年底, 全市共有地热井320余眼, 年总开采量2583.8万m3。地热资源用于建筑供暖 (占63%) 、居民生活热水 (占20%) 、温泉度假 (占7%) 、农业种植养殖 (占6%) 等领域[4], 如图3。

(1) 供暖:目前, 天津市有106家单位利用地热进行供暖, 供暖81.6万户, 面积1200万m2, 位列全国第一, 为天津碧水蓝天工程作出重大贡献, 节约原煤及减少污染气体排放情况如表1所示。图4为历年供暖面积和开采量情况。

(2) 生活用水:地热温泉惠及千家万户。目前天津市供居民生活热水9.5万户, 提高了百姓生活质量。由于明化镇组热储层地热水温度在42~72oC之间, 平均温度52.13oC, 加之水质良好。因此, 居民洗浴多利用明化镇组地热水。

(3) 其它方面: (1) 天津市有7个单位利用地热水进行水产养殖, 养殖面积达246.16亩, 品种有左口鱼、石斑鱼、罗非鱼、甲鱼、河蟹、白鲳、对虾等。 (2) 天津市主要有3个较大型农业基地单位利用地热水进行农业种植, 种植面积508.9亩, 品种有蔬菜、花卉、水果等。 (3) 天津市现有18个单位利用地热水开发康乐项目, 每年约有85万人享受温泉洗浴。 (4) 天津市有16个单位将地热水用于工业生产, 如洗涤、印染、空调等。

2. 浅层地温能利用情况

浅层地温能利用目前主要有三种方式, 地表水源热泵、地下水源热泵和土壤源热泵。据不完全统计, 天津地源热泵工程已达上百个, 供热面积达100万m2。我院设计的天津市古文化街地热热泵工程, 取得了很好效果, 其工艺流程如图5所示。

(三) 天津地热资源可持续开发

随着天津地区地热资源的不断超采, 热储层地下水位降至-40~-90m, 年降幅达6~9 m, 已形成了一个较大的降落漏斗。为了缓解热储水位的快速下降, 有必要加大对地热资源的回灌。进行地热尾水回灌将有利于保持热储压力, 补充地热存储量, 而且可以防止地热尾水排放污染环境, 如图6所示。

通过多年回灌试验研究, 基岩裂隙型热储回灌问题已基本解决, 基本上实现了对井的地热利用尾水全部回灌, 但砂岩热储回灌问题依然存在, 主要体现在回灌量偏低, 回灌持续时间短[5]。因此, 天津地区的地热回灌井主要为基岩裂隙型热储的回灌井, 截至2007年, 天津市各热储地热回灌井数量分布如图7所示。

地热回灌规模仍然偏小, 但整体上地热回灌率呈增长趋势, 如表2和图8所示。为了实现地热资源的可持续利用, 针对基岩裂隙型热储和孔隙型热储的特征及实际情况, 提出提高热储回灌量的建议如下:

1. 基岩裂隙型热储回灌:

(1) 资源整合和补建回灌井的实施; (2) 实施集中回灌, 增加总体回灌量; (3) 加大回灌监测工作, 进行压力场、温度场和水化学场变化预测。

2. 孔隙型热储回灌:

(1) 地质条件的研究 (物性、岩性) ; (2) 地面回灌系统及施工技术的研究, 保证系统密封性; (3) 成井工艺以及优化布井等优化技术创新, 寻找到热储回灌衰减的原因。

(四) 地热开发存在的问题及工作展望

1. 地热开发存在的问题:

(1) 部分区域水位下降速率过大、地热流体枯竭速率过快, 引发一定的环境地质问题。 (2) 地热回灌规模仍然偏小, 特别是孔隙型热储回灌量更小, 存在回灌堵塞的问题。 (3) 利用方式不够合理, 地热利用率偏低, 排放温度过高, 能源浪费现象严重。 (4) 部分地区地热资源勘查滞后于开发, 随着开采强度的提高, 以往勘查成果已不能满足现在的利用需求。a) 各个地热田地热资源储量计算中有重复。b) 各个地热田地热资源储量的评价方法不一致。c) 勘查研究方法有待于进一步提高。

2. 下一步工作重点:

(1) 地热空白区、地压型地热田以及深部地热勘查 (勘查方法:综合物探方法及化探、钻探等) , 各热储层勘查研究细化。 (2) 地热开发环境保护以及地热可持续开发研究 (热储回灌、环境地质问题研究、尾水处理等生态环境影响研究) , 其中地热回灌是实现可持续开发的关键。 (3) 浅层地温能的进一步推广应用。 (4) 加强地热勘查、利用研究工作中的技术创新, 积极引进和开发应用新方法、新技术、新工艺。

参考文献

[1]林黎, 等.天津地热资源可持续开发利用对策[J].北京:中国国土资源经济, 2005, (12) :7-10.

[2]陈墨香.华北地热[R].北京:科学出版社, 1998:89-106.

[3]胡燕, 等.天津市地热资源可持续开发潜力评价[Z].天津:天津地热勘查开发设计院, 2007.

[4]曾梅香, 等.2007年度天津地下热水动态监测年报[Z].天津:天津地热勘查开发设计院, 2008.

[5]程万庆, 等.天津地区砂岩热储回灌研究[J].天津:天津地热勘查开发设计院, 2008.

地热勘查篇2

在岩石密度、磁性、电性综合分析的`基础上,提出用重力资料反演广义新生界基底,利用航磁资料研究太古宇、下元古界结晶基底的研究思路.根据大地电磁测深资料,对新生界、中生界和古生界垂向分布进行了深入研究,结合重力剖面反演进一步予以证实.工作结果在石家庄凹陷内发现槐底低凸起存在,是寻找寒武系、奥陶系灰岩类型的地热远景有利地区;发现石家庄市区内存在南北、东西2个新生界深洼槽,分别为石家庄火车站至永壁深洼槽和永壁至二十里铺深洼槽.

作者：许德树冯创业 XU De-shu FENG Chuang-ye 作者单位：许德树,XU De-shu(中国地质科学院,地球物理地球化学勘查研究所,河北,廊坊,065000)

冯创业,FENG Chuang-ye(河北省地勘局水文工程地质勘察院,河北,石家庄,050021)

地热勘查篇3

关键词：地热勘查；可控源音频大地电磁法；异常；反电阻率

前言：地热资源作为我国的重要资源之一，其寻找开采和应用愈加受到相关领域的重视。如今，地热资源运用到各行各业、如洗浴、医学、家庭供热、植物生长、水生物繁衍等等，具有較为鲜明的自身特点，是非常环保且经济价值高的资源类型。目前，山东省经济发展迅速，地热资源需求加大，相关部门也加大了地热勘察力度。由于地热资源开采存在一定的风险，采用稳定性好、开采深度大、准确性高的电磁法能够在很大程度上规避风险，实现勘察技术的飞速发展。

1基本原理和仪器选择

1.1可控源音频大地电磁法

可控源音频大地电磁法（CSAMT）主要利用人工控制方式，对底层电阻率计算的一种电磁法。CSAMT可以向地下层传达信号和电流，并计算出反电阻率和位置，利用现象分析掌握其运行特点[1]。此电磁法可以将勘察对象的电性勘探出来。其具有探测能力强、辨别度高等优势，使用范围较广。

1.2仪器选择

此次地热勘查主要采用加拿大凤凰地球物理企业生产的V8网络化功能电法仪，功率为30000w，频率F值范围为0.00005Hz≤F≤10000Hz，输出电流最高值为38A，输出功率最高值为2800w，支持软件有MT（天然源大地电磁法）、TDEM（瞬变电磁法）、TDIP（时间域激电法）、CSAMT（可控源音频大地电磁法）、AMT（音频大地电磁法）等等。V8电法仪能够应用于地热勘查、金属矿及非金属矿勘查、油气勘查、环境工程勘查等。

2可控源音频大地电磁法在地热勘查中的应用

2.1区域地质特征

山东勘查地区的地层自下到上是：泰山变质岩、白云岩、页岩、灰岩、页岩、砂岩、第四系散状地层。通常，最底层的电阻值比较大，大部分在104Ωm左右。而沉积岩电阻率数值相对来说小，有的低至10Ωm。一旦与具有水成分的断裂带相遇，则会提高其通水能力，使得电阻率快速降低。由此可见，此地区的不同岩层具有不同的电性，有利于地热勘查工作的进行。如表1为岩石层的电阻率值。

2.2施工应用

对山东省某区域进行地热勘察，利用迟到装置进行测量，其电极位于发射极甲乙方向，磁棒和测线方向成90°角。发射极甲乙主要为提供电源的两极，共长2000米，其两个坑分别向地下延伸60cm，并向其中倒入盐水，降低电阻率[2]。磁棒位于主要接收机的No.Ⅲ道旁边，并控制其与标准值差距上下幅度<2.9°。此勘查收发距离控制在5000米上下，位置在发射极两边。

在利用可控源音频大地电磁法对相关信息统计结束时，将所有的干扰因素排除，并采用不同矫正方式计算具体数值，以保证剖面分析[3]。其剖面共分为四个部分。第一个为山东省某区域的E-W测线。其W方向的电阻率较高，并逐渐向E方向递减，达到最低值。在约0.1km位置出现了较为显著的形状变异，其平均值呈现内凹趋势，周边的R%全部高于此处，因此可估计出为断带部位，并在此处做记号；第二个剖面位于此区域的N方向，测线成E-W分布。其W部电阻率值最大。在剖面0.24km左右部分呈现显著形变，成内凹状，且电阻率值低于周边地区，可估测为断带位置，并在此深度0.18km处做记号；第三个剖面同样为E-W测线，S方向电阻率值最大。在剖面30米左右出现显著的测线形变，呈内凹状，且电阻率值低于周边区域值，可估测其为断层。并在此0.18km处做记号；第四个剖面为S-N测量剖面，S方向电阻率最高。并依照其电阻率分布，在剖面0.4km处存在显著等值线弯曲现象，且呈现内凹状态，其电阻率值较周边区域值低，估测为断层导致。因此可在深度为0.6km处做好标记。通过将不同的1、2、3维电阻率剖面数据处理和分析，形成叠加，去除干扰因素，以判断山东省此地区的赋水状况和地质条件状况。最后组成由不同的铺面构成的电阻率剖面三维图（如图1）。

图1：地热勘查电阻率剖面三维图

结论：地热资源是如今我国社会发展中必不可少的资源之一，地热勘查工作尤为重要。山东省地热勘查工作不断地发展，其设备和仪器不断更新换代。笔者拟采用V8电法仪，利用可控源音频大地电磁法对山东省某区域进行地热勘查。通过对此地区区域状况的了解，利用仪器和电磁法进行电阻率测查，并找到断层即电阻率相对周边低的部位，并搜集数据加以分析，最后组成三维图，以深入了解区域地质特征，为地热资源的合理开采奠定良好基础。

参考文献：

[1]孙林.可控源音频大地电磁法在地热资源勘查中的应用[J].河北煤炭，2010，01（09）：247-248.

[2]刘瑞德，黄力军，孟银生.可控源音频大地电磁测深法在地热田勘查中应用效果初探[J].工程地球物理学报，2012，02（06）：816-819.

[3]王文昌，李建新.可控源音频大地电磁测深在新疆温泉县地热勘查中的应用[J].工程地球物理学报，2014，11（03）：338-341.

综合物探方法在地热勘查中的应用篇4

随着资源的不断使用, 地热资源逐渐走入人们的视野。在进行地热资源的勘探过程中, 对于物探部门提出了更高的要求, 勘探部门应当根据地质状况选择合适的物探法, 避免过于使用单一的勘探方法, 进而提高勘探的精确度、深度等。利用综合物探法可以全面的获得地质的状况资料以及地热的赋存情况等各种资料, 便于后期的地热资源的开发和研究。

2 物探方法的分类

在进行地球物力资源的勘探过程中, 使用的方法可谓多种多样, 对此可以将其分为以下几个种类:钻井法勘探、航空勘探、测井勘探以及地面勘探。测井勘探是一种利用地球物理进而研究地面的剖面图, 从而解决地下地质条件的方法, 这种勘探技术又分为十几种具体的方法。地震法勘探技术就是利用地震波在地层中的传播规律进行地下结构的勘探, 或者进行矿藏的查找。这种方法具有勘探精度高、数据处理手段多样化, 同时勘探的速度也很快。地震勘探技术是近几年才兴起的勘探技术, 现在已经演变成为一种系统化的勘探技术。电法地层研究技术就是利用不同的地层具有不同的导电性性质进行地层状况的勘探, 进而寻找地下埋藏的矿产、地下水等资源。

重力勘探法以及磁法勘探法与传统的地质勘探法相比, 具有许多的优点。重力勘探法大多用于地质区域构造的单位划分, 以及进行各种地质状况的研究工作。而利用磁法勘探技术可以对地下埋藏的矿产进行勘探, 并且对于岩浆岩等的分布进行勘探, 从而确定被地下水侵蚀的地区。

遥感测控勘探技术就是利用卫星或者航空拍摄的影像资料, 并且根据不同的比例尺、不同时间拍摄的图像进行地质状况的分析, 从而判定各种地层、地貌以及地质构造的状况, 以便更好地进行矿藏以及地下水资源的判定。

3 各种物探方法的原理及应用

3.1 磁法勘探

所谓的磁法勘探就是利用岩层具有不同磁化强度的特性, 在磁场中对地层进行磁性探测, 并且根据探测到的数据进行磁场空间分布的特征以及规律等与地质状况间的联系, 对所测地层的状况进行勘探。例如是沉积岩形成的地层, 磁异常经常会发生在岩浆岩侵入的位置, 而岩浆岩的存在是地热形成的条件, 可以说是热能的源头。在较大的地质构造中一般都伴随有岩浆的活动, 在利用磁法进行勘探时, 不仅仅可以寻找到岩浆岩, 还可以寻找到较大的地质构造断裂地带。对于磁法勘探可以分为地面高精度磁测、航空磁测方法进行测量。

3.2 重力勘探

在利用重力进行勘探时, 可以根据地下岩层以及矿物质密度分布情况所引起的重力变化, 或者岩石密度不同引起的重力变化, 可以将这些重力变化成为重力异常。通过对重力异常状况进行分析, 并且与其他地质资料进行相对比, 可以对地下储热区进行勘探, 并且寻找出地热的流体位置。在进行重力勘探时, 经常是将在野外测得数据进行相关的校正之后, 可以得出重力异常分布图、剩余重力分布图等图纸, 继而进行地质状况的推断。

3.3 电法勘探

在进行地热资源的勘探中, 电法勘探技术是经常使用的地球物理勘探法, 这种勘探方法可以有效地分析和论证地热形成的条件, 并且可以用来确定地热储藏的分布、地质导热构造等, 进而可以推断出地热异常的地层。对于电法勘探技术可以分为电测深法、激发极化法以及可控音频大地电磁测深法这三种方法。其中电测深法可以用来确定地热储存的深度以及地热储存顶部岩层的结构;激发极化法可以用来进行水热侵蚀带的确定以及地下水的分布情况。

3.4 地震勘探

所谓的地震勘探就是利用人工激发产生的地震波在不同岩层内的传播规律进行地下地层状况的勘探方法。在人工激发地震波以后, 地震波在地下各个地层中不断的进行传播、反弹等, 进而对于各种地震波资料的收集, 从而利用地震波的传播规律, 对于地质状况进行勘探。这种勘探方法与其他的勘探方法相比具有极高的精确度、探测深度大以及分辨率高的优点。

4 地热勘查中对物探方法组合的应用

4.1 研究区的地球物理参数模型

通过参考某个研究区的数据以及资料, 对地热储存状况以及上覆岩层的情况进行综合的分析, 进而可以得到该研究区的地球物理参数模型曲线。根据曲线中的资料, 我们可以发现基岩碳酸盐岩溶裂隙型地热储存层的地震波速平均值为2681m/s~2732m/s, 是地震波传播的高速层, 并且与上覆岩层存在较大的差异。由此可知, 根据利用综合物探法测得的参数模型, 我们可以准确的寻找出需要的数据, 并根据这些数据进行地热储存情况的分析。

4.2 物探方法组合的意义

在进行地球物理参数勘探时, 所利用的技术就是一种组合型勘探技术。地球物理勘探技术就是利用各种不同的数据测量方法对于同一测量区域进行数据的测量, 主要包括平面测量以及垂直测量这两个方向的数据测量, 在进行野外测试的试验阶段应当根据资料进行有效的总结、分析, 进而对地质的垂向以及平面的特征进行了解。

在进行地热勘探过程中, 应当采用多种物探法有效结合的方式进行, 尤其是在进行地质任务时应当选择合适的测量方法, 并且将这些方法进行有效的组合。具体的组合方法可以根据研究区域的地质状况进行选择, 就是将研究区域与其他地层的特性差异进行分析, 如果这两者之间的差异比较大, 将能够被研究区域内的测量仪器及时的观测到。

地球物理勘查工作的任务是初步查明: (1) 圈定地热异常范围和热储的空间分布特征; (2) 确定基底起伏及隐伏断裂的空间展布; (3) 确定勘查区的地层结构, 热储层的埋藏深度。鉴于这些地质任务, 参考研究区的工作成果和其他资料, 对比分析各种方法在不同地热田的应用效果, 结合地热田地球物理特征, 建立本区地球物理勘探方法组合。

4.3 物探方法勘探地热资源所面临的挑战

4.3.1 地质勘探单位、业主以及政府部门对于物探技术了解不充分, 对于地热勘探技术的重视不够。

4.3.2 地球物理资料反演的非唯一性。产生地球物理反问题多解性的原因: (1) 不同的物质形态和性质变化对地球物理场的影响具有等效现象; (2) 正演问题的非线性; (3) 观测数据的有限性。反演的非唯一性为精确勘查地热资源带来一定的困难。

4.3.3 地热资源勘查深度加深, 技术难度加大。随着我国经济的高速发展, 资源不断消耗, 我国本土资源的勘探开发已由浅层逐渐向深层发展, 地热资源也是如此。深部地热资源的勘查, 技术难度大。

5 结束语

总的来说, 物探技术具有许多的优点, 可以客观的反应一个地区的地质状况。尤其是在进行各种类型的热量赋存状况规律的研究等有着积极丰富的经验, 并且在以往的地热勘探过程中展现了极好的优势。但是, 各地的地质条件是各不相同的, 因此在进行勘探的过程中应当将多种物探法进行组合使用, 进而全面的对地层进行勘探, 获得我们需要的资料数据, 便于后期的分析以及研究工作的进行, 降低投资的风险性, 提高综合性效益。

参考文献

[1]荆永渠, 迟义宾.综合物探在胶东地区地热田勘查中的应用[J].科技传播.2010年16期.

[2]石建胜, 金宜声.综合物探方法在西安东郊地热勘测中的应用[J].物探与化探.1999年5期.

地热勘查篇5

地热资源是蕴藏于地下的重要清洁能源,通过水热活动以热水、水汽形式埋藏于地下,是继煤、石油之后又一开发前景极为广阔的能源,被人们广泛用于发电、动力、医用治疗和采暖供热[1]。

地热资源一般位于地质构造复杂区,而深部地热资源勘查更是对传统物探方法提出更大挑战。音频大地电磁测深方法具有勘探深度大、不受高阻屏蔽和对高导层敏感等优点,不但能提供地热资源的热储地层及地质构造分布,而且其电阻率异常是指示地热田的重要信息; 针对大地电磁对浅部地质体及构造反应较差,通过大功率激电剖面对浅表部( 300m以内) 地热异常进行详细定位,不仅提高了工程布钻的准确性,而且通过找寻中浅层的地热断裂通道,减少了布钻的深度,在深部地热田勘探工作中具有重要意义。

1 地球物理方法原理

1. 1 音频大地电磁方法原理

大地电磁测深是以天然交变电磁场为场源,当交变电磁场以波的形式在地下介质中传播时,由于电磁感应作用,地面电磁场的观测值将包含有地下介质电阻率分布的信息。

使用大地电磁测深仪,观测其基本参数[2],即正交的两个电场分量 ( Ex、Ey) 和两个磁场分量( Hx、Hy) ,进而求得XY、YX两个方向上的阻抗,以及视电阻率和阻抗相位等电性参数[3]。由电磁波在介质中传播的特征可知,趋肤深度 ( 即勘探深度) 随频率的降低而增大。因此,通过观测不同频率的电磁信号,可获得不同深度的电性信息,结合已知地质资料和地层情况,便可解译目标层的地质特征。

其中: f为频率 ( Hz) ; ρ 为电阻率,( Ω·m) ;E是电场强度 ( m V / km) ; H是磁场强度 ( n / T) 。必须指出: 此时的E、H,应理解为一次场和感应场的空间张量叠加后的综合场,简称总场。在电磁理论中,当电磁场E、H在大地中传播时,其振幅衰减到初始值1 / e时的深度,定义为穿透深度或趋肤深度 ( δ) 。

由式 ( 3) 可知,趋肤深度 δ 随频率的降低而增大。根据趋肤效应,大地电磁场的变化周期越长,电磁场能量在传播过程中损耗越小,穿透的越深。在实践中就是观测不同周期的大地电磁场水平分量,随着周期的变化,反映了不同深度范围内的电阻率信息,给出地下介质电阻率随深度变化的规律。结合已知地质资料和地层情况,便可解译目标层的地质特征。

1. 2 大功率激电方法原理

针对目标物在充电和放电过程中产生随时间而变化的附加电场的现象称 “激发极化效应”,这种变化的附加电场称为 “激发极化场”,简称 “二次场”( 图1) 。它是岩 ( 矿) 石及其水溶液在电流作用下所发生复杂电化学过程的结果,而激发极化法是以不同岩 ( 矿) 石激电效应之差为物质基础,通过观测和研究大地激电效应来探测地下含矿地质体[4~6]。

通过现场对一次场电位差、二次场电位差及电流的观测,最终以视电阻率 ρs,视极化率 ηs等值线图的分布情况、闭合圈、梯度变化等进行综合分析,推断异常体的位置、规模及产状等[7]。

式中: ΔV: 极化场电位差; ΔV1: 一次场电位差;ΔV2: 一次场电位差; k: 装置系数; I: 电流。

2 工程实例

2. 1 工区概况

工区位于甘孜州康定县城以北,属滇缅印尼“歹字型”构造体系的头部地段东缘、鲜水河断裂带南东段——折多山北西向断裂构造中。其主要断裂有榆林河断裂 ( F1) 、龙头沟断裂 ( F2) 和转经轮沟断裂 ( F3) 、康定—磨西断裂 ( F4) 。区内的主要温泉直接位于断裂带上,显示了断裂构造对热水运移的控制性影响。

区内以二叠纪变质岩和第四系地层为主。二叠纪变质岩的岩性为板岩、灰岩、白云质灰岩、白云岩、片岩、结晶大理岩夹变质砾岩; 第四纪松散堆积层岩性为砂、砾石与卵石等。区内岩浆岩分布广泛,主要为中生代 ( 印支 - 燕山期) 侵入岩,岩性有斜长花岗岩、石英闪长岩及折多塘黑云母花岗岩等。

2. 2 地球物理概况

根据野外露头测定与室内标本测定相结合,经分析整理,物性参数成果见表1。由表1可知,区内含水破碎带的视电阻率值明显低于围岩视电阻率值,且在含水 ( 特别是含矿物质的地热水) 极化率值明显偏高,这些为最终的工程布置提供充分依据。

2. 3 结果分析

本次在河沟周边布置大地电磁剖面1. 4km,点距40m,探测深度1500m以上。从图2中可知,在平距720 ~ 1080m高程1500 ~ 2700m之间视电阻率横向突变、不连续,推断为深部隐伏断层F影响所致,可为深部地热水向上运移通道,倾向小号,倾角约65°。

然而在高程2600m以上部分,剖面层状特征突出,在深度100m、200 ~ 360m之间各存在一低阻层,可能由含矿物的热水、砂泥岩或片板岩等引起,为探明其具体原因,在靠近隐伏断层且低阻层埋深较浅区 ( 平距740 ~ 1060m之间) 布置320m大功率激电测深剖面 ( 点距20m) 。图3视电阻率断面图与图2大地电磁剖面具有很好的一致性,而在图4极化率断面图中,在平距840 ~ 1060m的底部有一明显低阻高极化异常区,推测为含矿物的地热水所致,而浅部的低阻区 ( 深度100m附近) 极化率值却很低 ( 0. 4 ~ 1. 2之间) 推断为砂泥岩所致,对深部地热水形成很好的圈闭盖层。

基于以上两种方法综合分析,认为深部地热水通过隐伏断裂破碎带向浅地表运移,确定在平距900m处布置350m深钻孔,最终在320m处发生井喷 ( 水与蒸气混合物,图5) ,井口水温108℃,压力1. 3 × 105Pa,出水量为26m3/ h。井喷后恢复48小时测井温度曲线见图6,井底温度170℃,属高温地热井。

3 结论

本文结合大地电磁法和大功率激电测深法,根据各自的技术特点,在康定深部地热勘探中查明了深部地热的地下空间展布情况,并对工程钻孔位置的布置起到很好的指导作用。通过此次工作,得出以下结论:

音频大地电磁法可圈定深部热储体的空间展布及断裂构造的分布情况。特别是该方法在深部地球物理信息提取上优于其它常规方法,又具有设备轻便、效率快的等优点。

激发极化法是浅表部 ( 300m以内) 具激化异常的最有效方法之一,对大地电磁浅表地球物理信息具有很好的补充作用,特别是对含矿物质的地热水反应很好。

综合两种方法的成果,提高了物探解释精度,使物探成果更加准确可靠; 对该区深部地热勘探及类似地区的地热评价工作具有很好的应用和推广价值。

摘要：应用音频大地电磁测深查明地热资源的深部热储构造关系,结合大功率激发极化剖面,划定深部地热资源延伸至近地表(300m以内)的破碎通道,最终指导工程钻探的布置。本文简单介绍了两种方法的工作原理、特点。实践表明,联合两种方法,既保证了深部地热勘探的效果,又降低成本,在深部地热田勘探工作中具有重要意义。

地热勘查篇6

自2009年以来, 笔者运用V8系统的CSAMT法在重庆地区开展了大量地热勘探工作, 取得了较好的效果。

1 地质地热特征

依据地热资源划分标准, 重庆属低温地热水, 其温度一般介于30℃~60℃。地热钻孔主要分布在背斜和向斜的转折部位。三叠系下统嘉陵江组灰岩为主要热储层, 中统雷口坡组为次要热储层;三叠系上统须家河组为第一热储盖层, 侏罗系为第二热储盖层, 三叠系下统飞仙关组为隔水岩层。

主要地层岩石电性特征统计见表1。

2 应用实例及效果评价

2.1 应用实例

图1为重庆北碚区澄江地热ZK3井实测剖面, 该井位于温塘峡背斜西翼。图中黑色虚线为物探推断地层界面, 各主要地层界面均较清楚连续, 特别是须家河组的顶、底界面非常清楚, 是判断热储层深度的标志层, 黄色虚线为实际钻遇雷口坡组地层顶界面 (须底) , 深度1566m, 比推断深度1585m少19m。建议孔位在D8号点附近, 由于施工条件限制, 实际孔位于D11号点。该孔出水深度1670m~1685m, 出水段位于相对低阻异常 (600Ω·m~800Ω·m) , 水量3000t/d, 属自流井。

2.2 效果评价

笔者所在单位应用V8系统在重庆及周边地区已完成三十多个温泉勘探项目, 经钻探验证的有21个, 其中一个未出水, 一个水量小于500m3/d, 最大出水量大于4000m3/d。从验证效果来看, CSAMT法对于划分热储层界面 (尤其是须家河与嘉陵江组界面) 效果十分明显, 其深度误差均在15%以内, 大多数小于10%, 可见其效果十分理想。

3 常见问题及解决办法

CSAMT工作需要注意的问题较多, 以下就部分主要问题及解决办法进行探讨。

(1) 剖面长度太短会造成解译困难, 因此应尽量覆盖主要地层, 最好到背斜轴部;点距不宜过大, 过大会造成较薄地层不易分辨。

(2) 当发射极布置在砂泥岩地区时, 其AB距宜大于2km, 位于灰岩地区时达到1.6km左右即可。

(3) AB极可以使用铝板, 埋设时应分散为2~4个坑, 并在坑底铺上加盐水的糊状泥土, 踩实;必要时应预浇盐水。若土层太薄, 可从别处运土, 并增加埋坑数量。

4 推荐孔位时应考虑异常的连通性, 尽量避免高阻圈闭的低阻异常。

结论

(1) CSAMT对热储层与热储盖层, 特别是嘉陵江组与须家河组地层界面识别较清楚, 在没有次级褶皱的情况下, 深度误差较小。

(2) 地热含水层为低阻或相对低阻, 电阻率范围介于60Ω·m~5700Ω·m。

摘要：可控源音频大地电磁 (CSAMT) 法具有探测深度大、抗干扰能力强和横向分辨率高等特点, 特别适用于探测地质构造、划分热储界面。作者以实际勘探验证成果为基础, 阐述了CSAMT法在重庆地热勘探中的应用效果, 并分享了一些实用经验, 提出了一些解决问题的办法。

关键词：重庆,CSAMT,热储界面

参考文献