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地熱勘查

地熱勘查的基本步驟

  科學(xué)勘查和評價(jià)地熱資源是合理規劃和開(kāi)發(fā)地熱資源的基礎，沒(méi)有開(kāi)展勘查和評價(jià)工作就投入開(kāi)采的地熱田，必然會(huì )產(chǎn)生開(kāi)采盲目和管理混亂的問(wèn)題。我國較大規模的開(kāi)展地熱資源的勘查和開(kāi)發(fā)，始于20世紀70年代。早期的地熱勘查工作基本經(jīng)歷了普查、詳查、勘探、開(kāi)發(fā)和商業(yè)開(kāi)發(fā)五個(gè)階段，走了一條較科學(xué)的發(fā)展道路（如天津、北京的部分地區）。為全國地熱資源的勘查評價(jià)工作樹(shù)立了良好的榜樣。近十幾年來(lái)隨著(zhù)國民經(jīng)濟的發(fā)展，地熱資源的開(kāi)發(fā)利用迅速形成高潮。許多地區只開(kāi)展了地熱普查工作之后，便進(jìn)入了商業(yè)開(kāi)發(fā)階段，有的地區甚至沒(méi)有進(jìn)行任何正規的地熱勘查工作，就直接進(jìn)入商業(yè)開(kāi)發(fā)階段，經(jīng)過(guò)一段開(kāi)發(fā)后，出現許多開(kāi)發(fā)和管理上的問(wèn)題，這時(shí)會(huì )回過(guò)頭再進(jìn)行普查或詳查工作，核實(shí)地熱資源量，制定地熱資源開(kāi)發(fā)利用規劃。這種地熱勘查，雖起步過(guò)晚，但可以充分利用商業(yè)開(kāi)發(fā)資料，降低地熱勘查投資。以上兩種地熱勘查階段的模式，各有利弊，也是社會(huì )發(fā)展的必然產(chǎn)物。近年來(lái)國內地熱資源勘查和評價(jià)方法也各不相同。筆者就自己實(shí)際工作的感受，淺談地熱資源的勘查、計算和評價(jià)，與同行討論，希望有利地熱資源勘查和評價(jià)方法的統一和提高。
 
  區域地質(zhì)資料的搜集和分析
 
  地熱資源的埋藏分布大多與區域構造斷裂，基底埋藏分布，深部地層巖性等密切相關(guān)，廣泛搜集區域地質(zhì)構造資料及已有石油，煤炭的勘查資料，是開(kāi)展地熱勘查的必備工作，進(jìn)而確定地熱勘查區所處地質(zhì)構造部位，基底埋藏特征、地層巖性特征、地熱水儲存和運移特征等，為地熱勘查提供基礎地質(zhì)條件。
 
 
  航衛片的解譯可以判斷地熱勘查區地質(zhì)構造基本輪廊及隱伏構造；可以顯示泉群和地熱溢出帶位置，地面水熱蝕變帶的分布，熱紅外解譯可判斷地表異常分布等。在勘查面積較大，已有地質(zhì)資料較少地區，該方法可提供較多的地熱地質(zhì)信息。
 
 
  應在已有的區域地質(zhì)資料和航衛片解譯資料基礎上進(jìn)行，實(shí)地驗證航衛片解譯的重點(diǎn)問(wèn)題，尋找地質(zhì)露頭，觀(guān)察地熱田的地層及巖性特征，地質(zhì)構造、巖漿活動(dòng)與新構造運動(dòng)情況，分析地熱勘查區地熱形成的地質(zhì)構造背景。  調查勘查區地表熱異常分布特征及與構造的關(guān)系。
 
  調查勘查區溫泉出露及分布特征、泉水溫度及流量變化特征及開(kāi)發(fā)利用歷史，調查勘查區內已有地熱井水溫、水量、開(kāi)采層段及地層巖性特征，地熱水開(kāi)發(fā)利用及動(dòng)態(tài)變化特征。 對不同精度和工作目的的地熱地質(zhì)調查，其工作內容可以有所側重。
 
 
  對土壤中砷、汞、銻的探測，可以幫助判定深部隱伏斷裂的展布情況。地熱井巖芯中水熱蝕變礦物鑒定分析可以推斷地熱活動(dòng)特征及其演化歷史。
 
  對地熱水中氟、二氧化硅、硼等組份的測定，可以幫助確定地熱異常分布范圍。
 
  測定代表性地熱水，常溫帶地下水、地表水、大氣降水中穩定性同位素和放射性同位素，可以推斷地熱流體的成因與年齡。
 
 
  采用地溫測量可以圈定地熱異常區，分析熱儲空間分布特征。
 
  在較大的地熱勘查區可以采用重力法確定勘查區基底起伏及斷裂構造的空間展布。利用磁法確定火山巖體的分布及蝕變帶位置。  可控源音頻大地電磁測深及氡氣測量等方法可以判定斷裂構造展布特征及地層富水情況。
 
  利用地震探測可以較準確的判定構造斷裂展布特征及產(chǎn)狀，測試地層波速為熱儲層段劃分提供信息。
 
  地球物理勘查工作是間接探測方法，信息解譯有多解性。開(kāi)展工作時(shí)應設計出合理的方法組合，盡量用較小的投入獲取較多的地熱地質(zhì)信息，以便去粗取精，去偽存真，例如：應先在較大范圍內采用氡氣測量，初步圈定構造斷裂的大概位置，再有針對性的布置部分人工地震探測剖面，以便較準確判定斷裂展布、產(chǎn)狀和地層結構，最后選擇布井有利部位，開(kāi)展少量音頻大地電磁測深點(diǎn)判定富水情況。
 
 
  地熱鉆探是地熱勘查中最直觀(guān)、最準確有效的方法，但因投資較大，工作量受到限制，因此地熱鉆孔施工前要綜合分析所有相關(guān)資料，精心編制地熱鉆孔地質(zhì)工作設計和鉆探施工設計，鉆探過(guò)程中應盡量開(kāi)展各種樣品采集和各種測試、試驗工作，獲取最多的地熱地質(zhì)信息。
 
  (1) 開(kāi)展巖屑錄井及鉆時(shí)錄井，觀(guān)察沖洗液溫度變化及漏失變化，詳細記錄鉆井過(guò)程中的漏水，井噴、涌沙、逸氣、掉塊、塌孔、縮徑等現象及出現時(shí)的井深和層位，進(jìn)而分析熱儲特征及地熱水賦存部位。
 
  (2) 在熱儲層段采集代表性巖芯，觀(guān)察巖性特征，判定巖石名稱(chēng)、測試其孔隙度、密度及滲透率、比熱、熱導率等量并與測井資料比較。還可做部分放射性含量、古地磁同位素年齡測試、判定地熱田地質(zhì)歷史及區域熱異常背景。
 
  (3) 開(kāi)展綜合物探測井，著(zhù)重解決熱儲層段劃分及主要含水層段位置，獲取不同層位的孔隙率，滲透率、含水率、巖石密度等數據，獲取井內地溫變化曲線(xiàn)，井溫測量應在停鉆24小時(shí)以后，并應測兩條溫度曲線(xiàn)，兩條測溫曲線(xiàn)溫差應在允許范圍。
 
  (4) 按穩定流及非穩定要求進(jìn)行抽、放水試驗，觀(guān)察水溫、水量、水位變化特征，為地熱水資源評價(jià)提供基礎數據。
 
  (5) 采集地熱水樣品，有氣體逸出，及中高溫地熱水應采集氣樣。水樣應進(jìn)行全分析，穩定性同位素、放射性同位素及醫療熱礦水的微量元素分析，氣體分析應盡量做H2S、CO2、O2、CO、NH4、CH4、He、Ar等。
 
  (6) 地熱井的鉆進(jìn)技術(shù)和成井工藝，包括沖洗液技術(shù)、測井要求、井斜、終孔口徑、泵室段的確定均應滿(mǎn)足勘探鉆孔的目的要求。
 
  動(dòng)態(tài)監測
 
  動(dòng)態(tài)監測應貫穿地熱資源勘查開(kāi)采的全過(guò)程，擬投入勘查開(kāi)發(fā)的地熱田應對每一個(gè)勘探孔及地熱開(kāi)采井均進(jìn)行水位、水量、水溫、水質(zhì)的動(dòng)態(tài)監測，以便掌握地熱資源的天然動(dòng)態(tài)與開(kāi)采動(dòng)態(tài)。對已開(kāi)發(fā)的地熱田一定保持動(dòng)態(tài)監測的連續性和合理性，以便為地熱資源計算與評價(jià)、地熱田管理與地熱田開(kāi)發(fā)有關(guān)的環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題提供實(shí)際資料。
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