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地热勘查的手段和要求
来源:地大热能 2021-03-25
地热田地质勘查工作,依据勘查地热田的具体条件,有选择地选用航卫片解译、地面地质调查、地球化学调查、地球物理勘查、地热地质钻探、成井试验、动态监测、人工回灌试验及岩、土、水实验测试等综合手段。各种手段的运用条件、目的、要求概述如下:
 
1航卫片解译
 
主要应用于构造隆起区地热田地质勘查工作的初期,配合地面地质调查工作进行,通过最新航卫片图像的解译,判断地热田地貌、地质构造基本轮廓及其隐伏构造,地热田及其相邻地区地面泉点、泉群、地热溢出带及地表热显示的位置,地表的水热蚀变带分布范围,为地热田地面地质调查提供依据和工作方向。
 
2地面地质调查
 
在航卫片解译及充分利用区域地质调查资料的基础上进行,调查范围尽可能包括地热田的补给区、排泄区。
通过调查,实地验证航卫片解译的成果、难点;
查明地热田的地层时代、岩性特征、地质构造、岩浆活动及地热田形成的地质条件;
查明地表热显示的类型、规模、分布范围及其与地质构造的关系;
选定地热田进一步工作的重点地区,为地热田下一步的勘查工作提供依据。
 
3地球化学调查

应用于地热田地质勘查工作的各个阶段,主要是:
采取地热田及其周边地区的地热水(井、泉)、常温地下水、地表水样进行化验分析,对比分析彼此的关系;
利用地热水中特征离子(组分)如氟、二氧化硅等高于常温地下水的变化与分布规律,圈定地热异常区的范围;
测定地热田内代表性地热水(井、泉)中稳定同位素(18O、34S、2H)和放射性同位素(3H、14C)含量,推断地热水的成因和年龄;
分析研究代表性地热水(井、泉)中特殊组分(SiO2、K、Na、Mg)等的含量变化,进行温标计算,推断深部热储温度;
对地表岩石和钻孔(井)岩心中的水热蚀变矿物进行取样鉴定,分析推断地热活动特征及其发展历史等。

4 地球物理勘查

是地热资源勘查工作的重要组成部分,一般应在地热田普查阶段进行,详查阶段选择近期有开发利用价值的地段进行。主要是:
圈定地热蚀变带、地热异常范围和热储体的空间分布;
确定地热田的基底起伏及隐伏断裂的空间展布,圈定隐伏火成岩体和岩浆房位置;
一般利用地温勘查圈定地热异常区;
利用重力法确定地热田基底起伏(凸起和凹陷)及断裂构造的空间展布;
利用磁法确定水热蚀变带位置和隐伏火成岩体的分布、厚度及其与断裂带的关系;
利用电法、α卡、210Po法圈定热异常和确定热储体的范围、深度;
利用人工地震法准确测定断裂位置、产状和热储构造;
利用磁大地电流法确定高温地热田的岩浆房及热储位置与规模;
利用微地震法测定活动断裂带。
地球物理勘查成果,是作为地热钻探井布置的重要依据。

5地热地质钻探
是地热资源勘查工作最重要也是耗资最多的手段,用于查明地热田形成的地质条件、准确确定热储层的空间分布及其开发利用条件,查明热储的压力、温度、水位、地热流体的流量及质量,获取计算评价地热资源的各项参数。
钻探深度一般应达到有开采利用价值的热储层底界或当前技术经济合理的开采深度内(对沉积盆地层状热储类型的地热田开采深度,国内目前控制在2000m左右);
钻探控制网度视勘查工作阶段不同而定,根据我国目前地热资源勘查、开发的实践经验,参照数据进行。

 

地热田
 类型

占井数(个)

普查

详查

勘探

Ⅰ-1

0~2

5~10

7~15

Ⅰ-2

0~2

5~7

10~15

Ⅰ-3

0~2

7~10

7~10

Ⅱ-1

0~2

5~7

7~10

Ⅱ-2

0~2

3~5

5~7

Ⅱ-3

0~2

3~7

5~10

 

钻探井位的确定应进行严格审定,对大型沉积盆地层状热储类型的地热田,应尽可能布置在最具开发利用价值的地热水富集地区和富集层位;对于构造隆起区带状热储类型的地热田,则应尽可能布置在主要导水、导热断裂构造带上。钻探工程必须确保工程质量,取全取准各项资料。
 
6成井试验

是地热地质钻探工作的后续环节和测定地热资源评价参数的重要手段。地热钻探井和探采结合井都应进行成井试验,以测定地热资源评价必须的计算参数。低温(小于90℃)热水井一般进行抽(放) 水试验,中、高温热水井进行放喷试验。成井试验按照地热资源评价的需要分为:单井试验、多井和群井试验。
单井试验:主要在普查阶段进行,指在一个井内做三个落程稳定延续8~12h的抽(放)水试验,用于初步确定热储层参数。
多井试验:指在一个孔抽(放)水,一个或一个以上观测孔进行观测的试验,一般在详查阶段进行,用于较准确的确定热储层参数、井间干扰系数,为地热水开采井群的初步布置提供依据。
群井试验:指在两个或两个以上热水井进行抽(放)水,同时在多个观测孔进行观测的试验,一般只在勘探阶段结合开采方案进行,用于准确测定抽(放)水水量、水位、水质、水温,影响边界的动态变化,为准确评价地热资源开采量及开采环境影响问题,确定合理开采方案提供可靠依据。   
 
7地热水、土、岩实验分析
 
在地热资源勘查中,应比较系统的采取水、土、岩等样品进行分析鉴定,以获取热储的有关参数。
为评价地热水水质,应进行地热水的全分析(主要阴、阳离子和F、Br、I、SiO2、B、H2S)、微量元素(Li、Sr、Cu、Zn等)、放射性元素(U、Ra、Rn)及总放射性的分析,对温泉出露点和浅埋热储,还应增加污染指标(酚、氰等)的分析;
为研究地热水的成因、年龄、补给来源等可视条件进行稳定同位素(18O、34S、2H)和放射性同位素(3H、14C)的测定;
为确定热储的密度、比热、导热率、渗透率、孔隙度等物性参数,则应选取代表性岩、土试样进行分析测定。
 
8动态监测工作
 
动态监测是准确评价地热资源及热田开发可能引起的环境问题的重要手段。一般从热田勘查工作开始,就着手建立热田的动态观测系统,及时掌握地热水的天然动态和开采动态,对已开发的地热田,则应建立比较完善的地热水观测系统,监测地热水开采水量、水位、水质、水温的变化及开采降落漏斗、地面沉降或地面塌陷的发展变化趋势,为地热资源的可采量评价和地热资源开发管理提供依据。
 
9地热回灌试验
 
一般是在地热田由勘探转入开发后进行。目的在于提高地热资源的利用率,保持热储的生产压力,延长地热田使用寿命,防止地面沉降和热水排放造成的污染等。通过试验选择合适的回灌位置、回灌水温度、回灌压力、回灌量等参数,对地热田可否回灌或如何进行生产性回灌提供依据。
从国内部分地热田的回灌试验资料表明,热储层为孔隙传导型的地热田,回灌试验效果较好,热储层为裂隙对流型的地热田,回灌试验效果较差,甚至不宜进行回灌。

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