地热勘查方法的应用探讨论文_周学军

地热勘查方法的应用探讨论文_周学军

黑龙江省第二水文地质工程地质勘察院 哈尔滨 150030

摘要:地热资源一种新型的绿色环保的,并集热、矿、水于一体的全面新型能源。随着地热能的广泛开发利用,进行地热的勘查工作变得举足轻重。在地热资源勘查工作中要综合全面的考虑,选择经济有效的勘查技术方法和合理的设计施工方案,达到工作阶段的要求。本文综合论述了一些地热的勘查方法,为我国地热勘查工作以及地热勘查方法应用提供借鉴。

关键词:地热;勘查;方法;应用

地热是深藏于地球内部一种巨大的宝贵的矿产资源。地热资源不只是一种绿色环保资源,更为我们的经济发展添砖加瓦。目前已广泛的应用在发电、采暖和空调、工业过程、生活和医疗等领域。近年来随着地热基础理论、地热勘探技术和相关学科的研究与深化,并经过地热科技工作者的不懈探索和实践,我国在地热资源勘查,以及开发和利用上,已取得了飞速进展,并且在某些领域已追上世界发达国家的水平。

一、地热勘查方法的应用

1.1 地球物理勘查方法

1.1.1电法勘查

电法勘查在地热勘查中是一种相对比较简捷的方法。应用电法查探的目的在于探测与地下热水有因果关系的断裂构造位置,圈定地下热水分布范围,确定覆盖层厚度、热源的位置和隐伏基岩岩性。

(1)大地电磁频谱探测法,是利用宇宙自然场引起的大地电磁频谱效应,进行大地电磁频谱被动式探测,最大探测深度达七千米。目前,使用该方法可对测点处地下地质情况的探测,寻找地下含水层的位置,为钻井预测地热储层深度和厚度提供信息。

(2)可控源场频大地电流测深法,是利用接地水平电偶源或水平线圈形成的谐变电磁场为信号的电磁测深方法。此方法是使用人工发射的声频电流场,在测点上通过改变频率同时观测互相垂直的电场和磁场分量,计算出视电阻率,继而绘制出视电阻率断面图并进行综合解释。该方法由于信噪比高,重复性好,加上横向分辨率高,并且不受高低阻层屏蔽,易于解释且成本低廉,广泛应用于工程及地热地质勘探方面。

(3)时间域IP法是以研究地下地质体的电阻率差异为基础的电法勘查方法。为揭露地下地质体的电阻率变化情况需建立人工电场,进而进行观测和研究地下电场。并利用电阻率不均匀体存在所反映的变化规律,来达到探测地下构造及岩体的目的。

1.1.2磁法勘查

磁法勘查是通过测量不同磁化强度的各种岩石在地磁场中所引起的磁异常,并通过研究这些异常的空间分布特征、规律以及地质体间关系,从而做出综合分析。在沉积岩地区,磁异常一般是岩浆岩侵入体存在的反映,而地热形成的控制因素又是由于岩浆岩的存在,岩浆岩是热能之源。岩浆活动一般容易造成较大的构造断裂,在用磁法寻找到岩体的同时也就发现了构造断裂。

1.1.3地震勘查

通过研究人工激发地震波的运动学及动力学特征来解决地质问题的方法即为地震勘查。通过人工爆破的方式来产生地震波,地震波窜射到地下弹性介质层中遇到地层的界面时,便产生波的反射和折射,并返回到地面,同时被不同位置的检波器接收下来,通过仪器将地震波记录并存储下来,通过对数据处理来完成勘查地下地质体工作。据有关数据表明,应用浅层地震勘查技术进行深层地热资源勘探是可行的,它是通过改善激发方式、野外观测系统、数据采集、处理参数设置及资料分析解释等方面的方法技术来达到勘查目的,不但取得了优质的效果,同时,还避免了人工地震方法的一些缺点,比如人工地震所用设备庞大,工作周期长,投入的人力和物力过多。人工地震勘查作为一种超深的地球物理勘查方法,避开了时间域电法勘查在高阻屏蔽以及深度上的限制。

1.1.4地热测井

(1)浅层测温。地热异常区即地壳深部存在的热流地温梯度高于地壳平均值的地区。一般测得地壳平均热流值为1.5热流单位,地壳平均地温梯度为3.0℃/100m。测温勘查不仅能圈出浅部的地热异常,还能把隐伏的地下热水探查出来,它可以指导地热勘查,并对地热异常作出评价。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆测温勘查是依据了存在于地球内部的热量可以通过热的传导作用而不断地向地表扩散的原理,通过测量在地表以下一定深度的温度,圈出地热异常区,大致推断出地下热水的分布范围,或反映出在一定深度上的地热异常中心位置,指导勘查深部的隐伏热储。

(2)地热测井。包括电阻率、自然电位、天然放射性等方法。从手段上还分为随钻测井和高精度数字测井等。目前已跨出纯地球物理勘查行列并与其它专业相互交融。

1.2 放射性、地球化学方法

1.2.1氡气测量

氡气测量方法十分便利,也非常有效,并广泛的应用在众多的领域中。地层和岩体中含有丰富的天然放射性元素,其中的铀(235U)的同位素所占比例相对最大,铀经一系列衰变过程中产生许多子体,其中氡(222Rn)是唯一呈气态的子体,它可以沿着构造带、裂隙和地下水的垂向运移在地表富集,从而形成氡异常。水中SiO2含量增高使得放射性元素也在随之增加,并且氡向地表迁移的速度也随着地温的升高越来越快。

1.2.2水文地球化学

应用氢氧稳定同位素作为示踪剂,在地热田研究中具有重要作用。它不仅为地下热水的成因及补给源作指引,而且,还可以提供有关地下热水的循环途径和圈定热场及范围等信息。

二、地热勘查中的方法组合

2.1地热勘查的程序

广泛收集拟勘查区内的地质、物化探、遥感等资料,开展前期综合研究工作。加强对区域地质特征的认识,深入开展航磁、区域重力、遥感资料的综合解译工作,注重对已有井孔观测资料和大地热流调查结果的认识,为选定地热勘查区域提供充分的依据。勘查区确定后,进一步搜集区内大比例尺的地质和物化探资料,特别注意区内物性资料和测井资料的收集与整理,为投入方法选择奠定基础。

2.2不同地热环境勘探方法组合

(1)高温地热区带和干热岩地区,要充分利用已有的航磁、航电、区域重力或水系沉积物测量资料,并同时适量投入重力、磁法等大比例尺精测剖面,开展面积性的浅层测温法、测氡法和磁法工作,适时投入钻探工程。

(2)中低温盆地型地区,主要指分布在东北、华北和西北高地的盆地型地热田。加强研究储热盆地的构造特征和发展演化历史及其与储热性的关系,充分解译遥感、航磁、重力资料,可为评价优选储热靶区提供依据。该地热类型适合投入重磁精测剖面和电法及人工地震工作。

三、地热勘查的展望

我国的地理环境和地质条件非常优越,为地热资源创造了非常有利的条件。近年来随着经济的蓬勃发展,地热资源的开发应用虽已取得了很好的效益,但潜力依然很大,需要我们努力发掘:(1)许多高温地热区的地热勘查工作不够深入,我们需努力进行深化,发掘更多的地热资源;(2)有希望的干热岩有待择地勘查;(3)地温差率特别明显的热异常地区有待施钻;(4)我们还需不断的深化地热地质等基础理论和相关科学的研究;(5)在地热综合利用、梯级利用和充分发挥热效能方面亦应经验积累和研究;(6)重视资源勘查经验积累,要吸取国外在此方面的先进勘探方法和技术。

四、结束语

总之,我们应充分掌握地热资源的勘查方法,并有效的利用好地热资源,不断的发掘研究新型环保的地热能源,推动我国对新型能源开发和利用的水平,促进我国经济的发展。

参考文献

[1]贾智鹏.综合物探在地热勘查中的应用[J].山西科技,2004,(3).

[2]中华人民共和国国家标准《地热资源地质勘查规范》(GB/T11615-2010).国家质量监督检验检疫总局,2011,2,1实施.

[3]隋学文等.黑龙江省地热资源开发利用研究[J].应用能源技术,2011,2:1-3.

[4]黄健良等,浅谈综合物探方法在地热勘查中的应用[J].科技信息,2009,18.

论文作者:周学军

论文发表刊物:《基层建设》2017年第16期

论文发表时间:2017/10/16

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