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地熱勘查

地熱勘查的手段和要求

地熱田地質(zhì)勘查工作，依據(jù)勘查地熱田的具體條件，有選擇地選用航衛(wèi)片解譯、地面地質(zhì)調(diào)查、地球化學調(diào)查、地球物理勘查、地熱地質(zhì)鉆探、成井試驗、動態(tài)監(jiān)測、人工回灌試驗及巖、土、水實驗測試等綜合手段。各種手段的運用條件、目的、要求概述如下：
 
1航衛(wèi)片解譯
 
主要應用于構(gòu)造隆起區(qū)地熱田地質(zhì)勘查工作的初期，配合地面地質(zhì)調(diào)查工作進行，通過最新航衛(wèi)片圖像的解譯，判斷地熱田地貌、地質(zhì)構(gòu)造基本輪廓及其隱伏構(gòu)造，地熱田及其相鄰地區(qū)地面泉點、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(diào)查提供依據(jù)和工作方向。
 
2地面地質(zhì)調(diào)查
 
在航衛(wèi)片解譯及充分利用區(qū)域地質(zhì)調(diào)查資料的基礎上進行，調(diào)查范圍盡可能包括地熱田的補給區(qū)、排泄區(qū)。
通過調(diào)查，實地驗證航衛(wèi)片解譯的成果、難點；
查明地熱田的地層時代、巖性特征、地質(zhì)構(gòu)造、巖漿活動及地熱田形成的地質(zhì)條件；
查明地表熱顯示的類型、規(guī)模、分布范圍及其與地質(zhì)構(gòu)造的關系；
選定地熱田進一步工作的重點地區(qū)，為地熱田下一步的勘查工作提供依據(jù)。
 
3地球化學調(diào)查

應用于地熱田地質(zhì)勘查工作的各個階段，主要是：
采取地熱田及其周邊地區(qū)的地熱水（井、泉）、常溫地下水、地表水樣進行化驗分析，對比分析彼此的關系；
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(guī)律，圈定地熱異常區(qū)的范圍；
測定地熱田內(nèi)代表性地熱水（井、泉）中穩(wěn)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行取樣鑒定，分析推斷地熱活動特征及其發(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行，詳查階段選擇近期有開發(fā)利用價值的地段進行。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(qū)；
利用重力法確定地熱田基底起伏（凸起和凹陷）及斷裂構(gòu)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(gòu)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(guī)模；
利用微地震法測定活動斷裂帶。
地球物理勘查成果，是作為地熱鉆探井布置的重要依據(jù)。

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，獲取計算評價地熱資源的各項參數(shù)。
鉆探深度一般應達到有開采利用價值的熱儲層底界或當前技術經(jīng)濟合理的開采深度內(nèi)（對沉積盆地層狀熱儲類型的地熱田開采深度，國內(nèi)目前控制在2000m左右）；
鉆探控制網(wǎng)度視勘查工作階段不同而定，根據(jù)我國目前地熱資源勘查、開發(fā)的實踐經(jīng)驗，參照數(shù)據(jù)進行。

 

地熱田
 類型

占井數(shù)（個）

普查

詳查

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

 

鉆探井位的確定應進行嚴格審定，對大型沉積盆地層狀熱儲類型的地熱田，應盡可能布置在最具開發(fā)利用價值的地熱水富集地區(qū)和富集層位；對于構(gòu)造隆起區(qū)帶狀熱儲類型的地熱田，則應盡可能布置在主要導水、導熱斷裂構(gòu)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(xù)環(huán)節(jié)和測定地熱資源評價參數(shù)的重要手段。地熱鉆探井和探采結(jié)合井都應進行成井試驗，以測定地熱資源評價必須的計算參數(shù)。低溫（小于90℃）熱水井一般進行抽（放) 水試驗，中、高溫熱水井進行放噴試驗。成井試驗按照地熱資源評價的需要分為：單井試驗、多井和群井試驗。
單井試驗：主要在普查階段進行，指在一個井內(nèi)做三個落程穩(wěn)定延續(xù)8～12h的抽（放）水試驗，用于初步確定熱儲層參數(shù)。
多井試驗：指在一個孔抽（放）水，一個或一個以上觀測孔進行觀測的試驗，一般在詳查階段進行，用于較準確的確定熱儲層參數(shù)、井間干擾系數(shù)，為地熱水開采井群的初步布置提供依據(jù)。
群井試驗：指在兩個或兩個以上熱水井進行抽（放）水，同時在多個觀測孔進行觀測的試驗，一般只在勘探階段結(jié)合開采方案進行，用于準確測定抽（放）水水量、水位、水質(zhì)、水溫，影響邊界的動態(tài)變化，為準確評價地熱資源開采量及開采環(huán)境影響問題，確定合理開采方案提供可靠依據(jù)。   
 
7地熱水、土、巖實驗分析
 
在地熱資源勘查中，應比較系統(tǒng)的采取水、土、巖等樣品進行分析鑒定，以獲取熱儲的有關參數(shù)。
為評價地熱水水質(zhì)，應進行地熱水的全分析（主要陰、陽離子和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、補給來源等可視條件進行穩(wěn)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(shù)，則應選取代表性巖、土試樣進行分析測定。
 
8動態(tài)監(jiān)測工作
 
動態(tài)監(jiān)測是準確評價地熱資源及熱田開發(fā)可能引起的環(huán)境問題的重要手段。一般從熱田勘查工作開始，就著手建立熱田的動態(tài)觀測系統(tǒng)，及時掌握地熱水的天然動態(tài)和開采動態(tài)，對已開發(fā)的地熱田，則應建立比較完善的地熱水觀測系統(tǒng)，監(jiān)測地熱水開采水量、水位、水質(zhì)、水溫的變化及開采降落漏斗、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和地熱資源開發(fā)管理提供依據(jù)。
 
9地熱回灌試驗
 
一般是在地熱田由勘探轉(zhuǎn)入開發(fā)后進行。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(shù)，對地熱田可否回灌或如何進行生產(chǎn)性回灌提供依據(jù)。
從國內(nèi)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，甚至不宜進行回灌。
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