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地熱勘查
地熱勘查技術的步驟
文章來源:地大熱能 發(fā)布作者: 發(fā)表時間:2021-10-29 14:44:06瀏覽次數(shù):2472
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:
主要應用于構造隆起區(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)構造基本輪廓及其隱伏構造,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)。
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)。
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2 000m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,(參照表2)進行。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。