地熱勘查技術(shù)的步驟

  地熱田地質(zhì)勘查工作，依據勘查地熱田的具體條件，有選擇地選用航衛片解譯、地面地質(zhì)調查、地球化學(xué)調查、地球物理勘查、地熱地質(zhì)鉆探、成井試驗、動(dòng)態(tài)監測、人工回灌試驗及巖、土、水實(shí)驗測試等綜合手段。各種手段的運用條件、目的、要求概述如下：

 

  1.航衛片解譯

 

  主要應用于構造隆起區地熱田地質(zhì)勘查工作的初期，配合地面地質(zhì)調查工作進(jìn)行，通過(guò)最新航衛片圖像的解譯，判斷地熱田地貌、地質(zhì)構造基本輪廓及其隱伏構造，地熱田及其相鄰地區地面泉點(diǎn)、泉群、地熱溢出帶及地表熱顯示的位置，地表的水熱蝕變帶分布范圍，為地熱田地面地質(zhì)調查提供依據和工作方向。

 

  2.地面地質(zhì)調查

 

  在航衛片解譯及充分利用區域地質(zhì)調查資料的基礎上進(jìn)行，調查范圍盡可能包括地熱田的補給區、排泄區。通過(guò)調查，實(shí)地驗證航衛片解譯的成果、難點(diǎn)；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)及地熱田形成的地質(zhì)條件；查明地表熱顯示的類(lèi)型、規模、分布范圍及其與地質(zhì)構造的關(guān)系；選定地熱田進(jìn)一步工作的重點(diǎn)地區，為地熱田下一步的勘查工作提供依據。

 

  3.地球化學(xué)調查

 

  應用于地熱田地質(zhì)勘查工作的各個(gè)階段，主要是：采取地熱田及其周邊地區的地熱水（井、泉）、常溫地下水、地表水樣進(jìn)行化驗分析，對比分析彼此的關(guān)系；利用地熱水中特征離子（組分）如氟、二氧化硅等高于常溫地下水的變化與分布規律，圈定地熱異常區的范圍；測定地熱田內代表性地熱水（井、泉）中穩定同位素（18O、34S、2H）和放射性同位素（3H、14C）含量，推斷地熱水的成因和年齡；分析研究代表性地熱水（井、泉）中特殊組分（SiO2、K、Na、Mg）等的含量變化，進(jìn)行溫標計算，推斷深部熱儲溫度；對地表巖石和鉆孔（井）巖心中的水熱蝕變礦物進(jìn)行取樣鑒定，分析推斷地熱活動(dòng)特征及其發(fā)展歷史等。

 

  4.地球物理勘查

 

  是地熱資源勘查工作的重要組成部分，一般應在地熱田普查階段進(jìn)行，詳查階段選擇近期有開(kāi)發(fā)利用價(jià)值的地段進(jìn)行。主要是：圈定地熱蝕變帶、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，圈定隱伏火成巖體和巖漿房位置; 一般利用地溫勘查圈定地熱異常區；利用重力法確定地熱田基底起伏（凸起和凹陷）及斷裂構造的空間展布；利用磁法確定水熱蝕變帶位置和隱伏火成巖體的分布、厚度及其與斷裂帶的關(guān)系；利用電法、α卡、210Po法圈定熱異常和確定熱儲體的范圍、深度；利用人工地震法準確測定斷裂位置、產(chǎn)狀和熱儲構造；利用磁大地電流法確定高溫地熱田的巖漿房及熱儲位置與規模；利用微地震法測定活動(dòng)斷裂帶。地球物理勘查成果，是作為地熱鉆探井布置的重要依據。

 

  5.地熱地質(zhì)鉆探

 

  是地熱資源勘查工作最重要也是耗資最多的手段，用于查明地熱田形成的地質(zhì)條件、準確確定熱儲層的空間分布及其開(kāi)發(fā)利用條件，查明熱儲的壓力、溫度、水位、地熱流體的流量及質(zhì)量，獲取計算評價(jià)地熱資源的各項參數。鉆探深度一般應達到有開(kāi)采利用價(jià)值的熱儲層底界或當前技術(shù)經(jīng)濟合理的開(kāi)采深度內（對沉積盆地層狀熱儲類(lèi)型的地熱田開(kāi)采深度，國內目前控制在2 000m左右）；鉆探控制網(wǎng)度視勘查工作階段不同而定，根據我國目前地熱資源勘查、開(kāi)發(fā)的實(shí)踐經(jīng)驗，（參照表2）進(jìn)行。鉆探井位的確定應進(jìn)行嚴格審定，對大型沉積盆地層狀熱儲類(lèi)型的地熱田，應盡可能布置在最具開(kāi)發(fā)利用價(jià)值的地熱水富集地區和富集層位；對于構造隆起區帶狀熱儲類(lèi)型的地熱田，則應盡可能布置在主要導水、導熱斷裂構造帶上。鉆探工程必須確保工程質(zhì)量，取全取準各項資料。

 

  6.成井試驗

 

  是地熱地質(zhì)鉆探工作的后續環(huán)節和測定地熱資源評價(jià)參數的重要手段。地熱鉆探井和探采結合井都應進(jìn)行成井試驗，以測定地熱資源評價(jià)必須的計算參數。低溫（小于90℃）熱水井一般進(jìn)行抽（放) 水試驗，中、高溫熱水井進(jìn)行放噴試驗。成井試驗按照地熱資源評價(jià)的需要分為：?jiǎn)尉囼?、多井和群井試驗。單井試驗：主要在普查階段進(jìn)行，指在一個(gè)井內做三個(gè)落程穩定延續8～12h的抽（放）水試驗，用于初步確定熱儲層參數。多井試驗：指在一個(gè)孔抽（放）水，一個(gè)或一個(gè)以上觀(guān)測孔進(jìn)行觀(guān)測的試驗，一般在詳查階段進(jìn)行，用于較準確的確定熱儲層參數、井間干擾系數，為地熱水開(kāi)采井群的初步布置提供依據。群井試驗：指在兩個(gè)或兩個(gè)以上熱水井進(jìn)行抽（放）水，同時(shí)在多個(gè)觀(guān)測孔進(jìn)行觀(guān)測的試驗，一般只在勘探階段結合開(kāi)采方案進(jìn)行，用于準確測定抽（放）水水量、水位、水質(zhì)、水溫，影響邊界的動(dòng)態(tài)變化，為準確評價(jià)地熱資源開(kāi)采量及開(kāi)采環(huán)境影響問(wèn)題，確定合理開(kāi)采方案提供可靠依據。

 

  7.地熱水、土、巖實(shí)驗分析

 

  在地熱資源勘查中，應比較系統的采取水、土、巖等樣品進(jìn)行分析鑒定，以獲取熱儲的有關(guān)參數。為評價(jià)地熱水水質(zhì)，應進(jìn)行地熱水的全分析（主要陰、陽(yáng)離子和F、Br、I、SiO2、B、H2S）、微量元素（Li、Sr、Cu、Zn等）、放射性元素（U、Ra、Rn）及總放射性的分析，對溫泉出露點(diǎn)和淺埋熱儲，還應增加污染指標（酚、氰等）的分析；為研究地熱水的成因、年齡、補給來(lái)源等可視條件進(jìn)行穩定同位素（18O、34S、2H）和放射性同位素（3H、14C）的測定；為確定熱儲的密度、比熱、導熱率、滲透率、孔隙度等物性參數，則應選取代表性巖、土試樣進(jìn)行分析測定。

 

  8.動(dòng)態(tài)監測工作

 

  動(dòng)態(tài)監測是準確評價(jià)地熱資源及熱田開(kāi)發(fā)可能引起的環(huán)境問(wèn)題的重要手段。一般從熱田勘查工作開(kāi)始，就著(zhù)手建立熱田的動(dòng)態(tài)觀(guān)測系統，及時(shí)掌握地熱水的天然動(dòng)態(tài)和開(kāi)采動(dòng)態(tài)，對已開(kāi)發(fā)的地熱田，則應建立比較完善的地熱水觀(guān)測系統，監測地熱水開(kāi)采水量、水位、水質(zhì)、水溫的變化及開(kāi)采降落漏斗、地面沉降或地面塌陷的發(fā)展變化趨勢，為地熱資源的可采量評價(jià)和地熱資源開(kāi)發(fā)管理提供依據。

 

  9.地熱回灌試驗

 

  一般是在地熱田由勘探轉入開(kāi)發(fā)后進(jìn)行。目的在于提高地熱資源的利用率，保持熱儲的生產(chǎn)壓力，延長(cháng)地熱田使用壽命，防止地面沉降和熱水排放造成的污染等。通過(guò)試驗選擇合適的回灌位置、回灌水溫度、回灌壓力、回灌量等參數，對地熱田可否回灌或如何進(jìn)行生產(chǎn)性回灌提供依據。

 

  從國內部分地熱田的回灌試驗資料表明，熱儲層為孔隙傳導型的地熱田，回灌試驗效果較好，熱儲層為裂隙對流型的地熱田，回灌試驗效果較差，甚至不宜進(jìn)行回灌。