地熱勘查方法與基本手段

  地熱資源勘查工作的內容和投入的工作量應根據勘查階段、勘探類(lèi)型和工作區地熱地質(zhì)復雜程度等因素綜合考慮確定。應選擇經(jīng)濟有效的勘查技術(shù)方法、 手段和合理的設計施工方案，達到工作階段的要求?？偨Y以往地熱資源勘查工作，提出采用的主要技術(shù)方法為：資料收集，地質(zhì)測量，物化探，地熱探采結合井施工，抽水試驗，取樣化驗，水位、水溫、水量監測等。

 

  １地質(zhì)測量地質(zhì)測量是在充分研究利用工作區以往石油勘查資料和地質(zhì)調查資料的基礎上進(jìn)行，其主要任務(wù)是查明地熱田的地層時(shí)代、巖性特征、地質(zhì)構造、巖漿活動(dòng)，闡明地熱田形成的地質(zhì)條件。松遼盆地北部主要為層狀熱儲勘查類(lèi)型，地質(zhì)測量圖件比例尺區域性圖件應選擇1／10萬(wàn)～1／2.5萬(wàn)，地熱田圖件應選擇1／5萬(wàn)～1／2.5萬(wàn)。

 

  ２地球化學(xué)調查在地熱資源勘查各階段中都應進(jìn)行地球化學(xué)調查。采取具有代表性 的地熱流體、常溫地下水、地表水、大氣降水等樣品進(jìn)行化驗分析，對比分析它們與地熱流體的關(guān)系。進(jìn)行溫標計算，推斷深部熱儲溫度。測定穩定同位素和放射性同位素，推斷地熱流體的成因與年齡等。地球化學(xué)調查比例尺應與地質(zhì)測量比例尺一致。

 

  ３地球物理調查地球物理調查是地熱資源勘查工作中的重要組成部分，一般應在普查階段進(jìn)行，詳查階段要在普查的基礎上，對有希望的地區進(jìn)行補充工作，主要圈定地熱異常范圍和熱儲體的空間分布；確定地熱田的基底起伏及隱伏斷裂的空間展布。如松遼盆地北部，該區主要為層狀熱儲，勘查一般利用人工地震法較準確的測定斷裂位置、產(chǎn)狀和熱儲結構；利用磁大地電流法確定地熱田的熱儲位置和規模。地球物理調查比例尺應與地面測繪比例尺一致。對獲得的物探資料，應結合地熱地質(zhì)條件、地熱流體特征進(jìn)行分析，提出綜合解譯成果，作為勘探井的布置依據。

 

  ４鉆探

 

  4.1勘探井的設計、施工以及勘探井內各種測試應滿(mǎn)足查明地熱地質(zhì)條件，取得有代表性的計算參數和評價(jià)地熱資源的需要。主要查明熱儲的壓力、水位、溫度、流量和地熱流體質(zhì)量。勘探井應保持垂直，在100m深度內其井斜不應大于10 。勘探井口徑應滿(mǎn)足取樣測井以及完井后安裝抽水試驗設備要求，探采結合井還應滿(mǎn)足生產(chǎn)井設計抽水量及水泥固井及可能下入濾水管的要求。地質(zhì)勘探井終井口徑一般不小于91mm。

 

  4.2每一熱田應有1-2個(gè)勘探井要求全部取芯，探采結合井可間斷取芯，但必須做好巖屑錄井、鉆時(shí)錄井、鉆井液錄井。巖芯采取與巖屑錄井應滿(mǎn)足劃分地層、確定破碎帶、儲層巖性、厚度等要求。

 

  4.3勘探井在鉆進(jìn)過(guò)程中和完井后必須進(jìn)行地球物理測井，測井項目取決于地質(zhì)需要，一般井段做井徑、井斜、電阻率、自然電位、自然伽瑪、井溫和井底溫度等項目。完井后除做上述項目外。還應進(jìn)行穩態(tài)井溫測量。對中低溫大型地熱田還應做密度、聲波、中子和流量測井。

 

  4.4鉆進(jìn)過(guò)程中的簡(jiǎn)易觀(guān)測：目的層井段，必須經(jīng)常對泥漿槽液面及泥漿池中的泥漿量的變化進(jìn)行觀(guān)察，注意有否漏失，漏失量及速度、漏失前后泥漿性能的變化。詳細記錄鉆進(jìn)的涌水、井噴、漏水、涌砂、逸氣、掉塊、塌孔、縮徑等現象的起止時(shí)間、井深、層位及采取的處理措施等。對井涌或井噴還應詳細觀(guān)察記錄涌、噴量及高度，連續或間斷的涌噴規律、涌噴前后的泥漿性能變化等。系統測定井口泥漿的溫度變化，在鉆入熱儲目的層段時(shí)應加密觀(guān)測并做好記錄。鉆進(jìn)過(guò)程中對蹩、跳鉆、放空等情況應認真記錄起止時(shí)間、井深、層位、蹩跳程度、鉆時(shí)情況，做好地質(zhì)方面的分析判斷。

 

  4.5完井試驗，勘探井和探采結合井都應進(jìn)行完井試驗，測定地熱資源評價(jià)必須的計算參數。完井試驗又分為非穩定流抽水試驗和穩定流抽水試驗。非穩定流抽水試驗，抽水井涌水量應保持常量，其變化幅度不大 于3％。穩定流抽水試驗一般要進(jìn)行三個(gè)穩定降深。完井試驗分為單井抽 水試驗、 多井抽水試驗和群井抽水試驗三類(lèi)。單井抽水試驗一般做三個(gè)落程，穩定延續時(shí)間8～12h，用以確定流量與水位降低的關(guān)系，概略的取得含水層滲透系數、給水度或彈性釋水系數、壓力傳導系數等。試驗期間應盡量采用井下壓力計測量水位的變化。直接從孔口測量水位時(shí)，應同時(shí)測量孔內水溫，以換算為相同密度的水位 多井抽水試驗是指帶有觀(guān)測井的主井抽水試驗，一般做一個(gè)落程，穩定延續時(shí)間24～72h，求得較為準確的計算參數。在詳查階段每一地熱田進(jìn)行1～3組試驗。群井抽水試驗是指在影響半徑范圍內，兩個(gè)或兩個(gè)以上鉆井同時(shí)進(jìn)行并有觀(guān)測井的抽水試驗。在勘探階段可結合開(kāi)采方案進(jìn)行1～2組試驗，一般做一個(gè)落程，抽水延續時(shí)間不少于7晝夜， 以確定水位下降與總開(kāi)采量的關(guān)系和合理開(kāi)采方案。 抽水、涌水、放噴試驗中，均應觀(guān)測水位(壓力)溫度的變化，溫度觀(guān)測讀數應準確到0.5℃，并換算成相同密度的水位(壓力)值。試驗結束后觀(guān)測其恢復水位(壓力)。水位(壓力)的變化宜用井下壓力計觀(guān)測，直接測量水位時(shí)應同時(shí)測量孔內水溫，以便換算和比較。

 

  ５地熱流體、土、巖實(shí)驗分析 在地熱勘查工作中，應系統采取水、氣、巖土等樣品進(jìn)行分析鑒定，以獲得熱儲的有關(guān)參數。

 

  5.1地熱流體化學(xué)成分應進(jìn)行全分析(主要陰陽(yáng)離子和F、Br、I、Si02、B、H2S等)、微量元素(Li、Sr、Cu、Zn等)分析、放射性元素(U、Ra、Rh)及總α總β放射性的分析，對溫泉和淺埋熱儲應視情況增加污染指標的分析，如酚、氰等，還要根據不同的利用目的增加其他分析項目。地熱流體全分析 各勘查階段的勘探井全部取樣。放射同位素詳查階段可取3～5個(gè)， 勘探階段5～7個(gè)。

 

  5.2同位素分析一般測定穩定同位素(18O、34S、2 H)和放射性同位素(3H、 14 C)，以研究地下水熱水的成因、年齡、補給來(lái)源等。穩定同位素：詳查階段可取1～2個(gè)，勘探階段1～3個(gè)。5.3氣體成分分析應盡量包括H2S、CO2、02、N2、CO、NH4、CH4、Ar、He等 項目，以評價(jià)地熱流體質(zhì)量。氣體分析：

 

  凡有逸出氣體的井、泉均需采集氣體樣品。

 

  5.4對熱儲及代表性蓋層的巖芯或巖石，一般可測定其物理、水理性質(zhì)，項目包括：密度、 比熱、導熱率、滲透率、孔隙度等。巖、土分析樣按實(shí)際需要采取。

 

  ６動(dòng)態(tài)監測在勘查工作中，應及早建立地熱流體動(dòng)態(tài)監測網(wǎng)，以掌握地熱流體的 天然動(dòng)態(tài)和開(kāi)采動(dòng)態(tài)變化規律。對已開(kāi)發(fā)的地熱田應在已有觀(guān)測點(diǎn)網(wǎng)的基礎上繼續進(jìn)行監測，以了解開(kāi)采降落漏斗范圍及其發(fā)展趨勢，為研究地熱田水位(壓力)下降、地面沉降或地面塌陷等環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題提供基礎資料。觀(guān)測井的布設應以能控制地熱儲量動(dòng)態(tài)為目的。普查階段每個(gè)地熱田建 立控制性監測點(diǎn)1～2個(gè)；詳查階段每一熱儲建立1～2個(gè)；勘探階段每一熱儲設立2～3個(gè)。監測內容包括：水位或壓力、流量、溫度及熱流體化學(xué)成分。監測頻率可根據不同動(dòng)態(tài)類(lèi)型而定。水位(壓力)、溫度、流量監測，一般每月2～3次。水質(zhì)監測，一般每年1～2次。