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      1. 地熱資源的勘查方法手段 與各界同行合作,在合作中快速發展;與廣大用戶合作,在服務中不斷提高自身技術水平;
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        地熱資源的勘查方法手段

        發布時間:2017.08.12     新聞來源:邢臺市天鴻地質勘查服務有限公司
        地熱資源勘查工作的內容和投入的工作量應根據勘查階段、勘探類型和工作區地熱地質復雜程度等因素綜合考慮確定。應選擇經濟有效的勘查技術方法、 手段和合理的設計施工方案,達到工作階段的要求?偨Y以往地熱資源勘查工作,提出采用的主要技術方法為:資料收集,地質測量,物化探,地熱探采結合井施工,抽水試驗,取樣化驗,水位、水溫、水量監測等。
        1地質測量地質測量是在充分研究利用工作區以往石油勘查資料和地質調查資料的基礎上進行,其主要任務是查明地熱田的地層時代、巖性特征、地質構造、巖漿活動,闡明地熱田形成的地質條件。松遼盆地北部主要為層狀熱儲勘查類型,地質測量圖件比例尺區域性圖件應選擇1/10萬~1/2.5萬,地熱田圖件應選擇1/5萬~1/2.5萬。
        2地球化學調查在地熱資源勘查各階段中都應進行地球化學調查。采取具有代表性 的地熱流體、常溫地下水、地表水、大氣降水等樣品進行化驗分析,對比分析它們與地熱流體的關系。進行溫標計算,推斷深部熱儲溫度。測定穩定同位素和放射性同位素,推斷地熱流體的成因與年齡等。地球化學調查比例尺應與地質測量比例尺一致。
        3地球物理調查地球物理調查是地熱資源勘查工作中的重要組成部分,一般應在普查階段進行,詳查階段要在普查的基礎上,對有希望的地區進行補充工作,主要圈定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。如松遼盆地北部,該區主要為層狀熱儲,勘查一般利用人工地震法較準確的測定斷裂位置、產狀和熱儲結構;利用磁大地電流法確定地熱田的熱儲位置和規模。地球物理調查比例尺應與地面測繪比例尺一致。對獲得的物探資料,應結合地熱地質條件、地熱流體特征進行分析,提出綜合解譯成果,作為勘探井的布置依據。
        4鉆探
        4.1勘探井的設計、施工以及勘探井內各種測試應滿足查明地熱地質條件,取得有代表性的計算參數和評價地熱資源的需要。主要查明熱儲的壓力、水位、溫度、流量和地熱流體質量?碧骄畱3执怪,在100m深度內其井斜不應大于10 ?碧骄趶綉獫M足取樣測井以及完井后安裝抽水試驗設備要求,探采結合井還應滿足生產井設計抽水量及水泥固井及可能下入濾水管的要求。地質勘探井終井口徑一般不小于91mm。
        4.2每一熱田應有1-2個勘探井要求全部取芯,探采結合井可間斷取芯,但必須做好巖屑錄井、鉆時錄井、鉆井液錄井。巖芯采取與巖屑錄井應滿足劃分地層、確定破碎帶、儲層巖性、厚度等要求。
        4.3勘探井在鉆進過程中和完井后必須進行地球物理測井,測井項目取決于地質需要,一般井段做井徑、井斜、電阻率、自然電位、自然伽瑪、井溫和井底溫度等項目。完井后除做上述項目外。還應進行穩態井溫測量。對中低溫大型地熱田還應做密度、聲波、中子和流量測井。
        4.4鉆進過程中的簡易觀測:目的層井段,必須經常對泥漿槽液面及泥漿池中的泥漿量的變化進行觀察,注意有否漏失,漏失量及速度、漏失前后泥漿性能的變化。詳細記錄鉆進的涌水、井噴、漏水、涌砂、逸氣、掉塊、塌孔、縮徑等現象的起止時間、井深、層位及采取的處理措施等。對井涌或井噴還應詳細觀察記錄涌、噴量及高度,連續或間斷的涌噴規律、涌噴前后的泥漿性能變化等。系統測定井口泥漿的溫度變化,在鉆入熱儲目的層段時應加密觀測并做好記錄。鉆進過程中對蹩、跳鉆、放空等情況應認真記錄起止時間、井深、層位、蹩跳程度、鉆時情況,做好地質方面的分析判斷。4.5完井試驗,勘探井和探采結合井都應進行完井試驗,測定地熱資源評價必須的計算參數。完井試驗又分為非穩定流抽水試驗和穩定流抽水試驗。非穩定流抽水試驗,抽水井涌水量應保持常量,其變化幅度不大 于3%。穩定流抽水試驗一般要進行三個穩定降深。完井試驗分為單井抽 水試驗、 多井抽水試驗和群井抽水試驗三類。單井抽水試驗一般做三個落程,穩定延續時間8~12h,用以確定流量與水位降低的關系,概略的取得含水層滲透系數、給水度或彈性釋水系數、壓力傳導系數等。試驗期間應盡量采用井下壓力計測量水位的變化。直接從孔口測量水位時,應同時測量孔內水溫,以換算為相同密度的水位 多井抽水試驗是指帶有觀測井的主井抽水試驗,一般做一個落程,穩定延續時間24~72h,求得較為準確的計算參數。在詳查階段每一地熱田進行1~3組試驗。群井抽水試驗是指在影響半徑范圍內,兩個或兩個以上鉆井同時進行并有觀測井的抽水試驗。在勘探階段可結合開采方案進行1~2組試驗,一般做一個落程,抽水延續時間不少于7晝夜, 以確定水位下降與總開采量的關系和合理開采方案。 抽水、涌水、放噴試驗中,均應觀測水位(壓力)溫度的變化,溫度觀測讀數應準確到0.5℃,并換算成相同密度的水位(壓力)值。試驗結束后觀測其恢復水位(壓力)。水位(壓力)的變化宜用井下壓力計觀測,直接測量水位時應同時測量孔內水溫,以便換算和比較。
        5地熱流體、土、巖實驗分析 在地熱勘查工作中,應系統采取水、氣、巖土等樣品進行分析鑒定,以獲得熱儲的有關參數。
        5.1地熱流體化學成分應進行全分析(主要陰陽離子和F、Br、I、Si02、B、H2S等)、微量元素(Li、Sr、Cu、Zn等)分析、放射性元素(U、Ra、Rh)及總α總β放射性的分析,對溫泉和淺埋熱儲應視情況增加污染指標的分析,如酚、氰等,還要根據不同的利用目的增加其他分析項目。地熱流體全分析 各勘查階段的勘探井全部取樣。放射同位素詳查階段可取3~5個, 勘探階段5~7個。
        5.2同位素分析一般測定穩定同位素(18O、34S、2 H)和放射性同位素(3H、 14 C),以研究地下水熱水的成因、年齡、補給來源等。穩定同位素:詳查階段可取1~2個,勘探階段1~3個。
        5.3氣體成分分析應盡量包括H2S、CO2、02、N2、CO、NH4、CH4、Ar、He等 項目,以評價地熱流體質量。氣體分析: 凡有逸出氣體的井、泉均需采集氣體樣品。5.4對熱儲及代表性蓋層的巖芯或巖石,一般可測定其物理、水理性質,項目包括:密度、 比熱、導熱率、滲透率、孔隙度等。巖、土分析樣按實際需要采取。
        6動態監測在勘查工作中,應及早建立地熱流體動態監測網,以掌握地熱流體的 天然動態和開采動態變化規律。對已開發的地熱田應在已有觀測點網的基礎上繼續進行監測,以了解開采降落漏斗范圍及其發展趨勢,為研究地熱田水位(壓力)下降、地面沉降或地面塌陷等環境地質問題提供基礎資料。觀測井的布設應以能控制地熱儲量動態為目的。普查階段每個地熱田建 立控制性監測點1~2個;詳查階段每一熱儲建立1~2個;勘探階段每一熱儲設立2~3個。監測內容包括:水位或壓力、流量、溫度及熱流體化學成分。監測頻率可根據不同動態類型而定。水位(壓力)、溫度、流量監測,一般每月2~3次。水質監測,一般每年1~2次。參考文獻[1]中華人民共和國國家標準《地熱資源地質勘查規范》(GB/T11615-2010).國家質量監督檢驗檢疫總局,2011,2,1實施.[2]隋學文等.黑龍江省地熱資源開發利用研究[J].應用能源技術,2011,2:1-3. 作者簡介:孫希滿(1955~)副總工程師,高級工程師,主要從事地質勘查研究工作。
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