地熱勘查技術的步驟

  地熱田地質勘查工作，依據勘查地熱田的具體條件，有選擇地選用航衛片解譯、地面地質調查、地球化學調查、地球物理勘查、地熱地質鉆探、成井試驗、動態監測、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.航衛片解譯

 

  主要應用于構造隆起區地熱田地質勘查工作的初期，配合地面地質調查工作進行，通過最新航衛片圖像的解譯，判斷地熱田地貌、地質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、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，為地熱田地面地質調查提供依據和工作方向。

 

  2.地面地質調查

 

  在航衛片解譯及充分利用區域地質調查資料的基礎上進行，調查范圍盡可能包括地熱田的補給區、排泄區。通過調查，實地驗證航衛片解譯的成果、難點；查明地熱田的地層時代、巖性特征、地質構造、巖漿活動及地熱田形成的地質條件；查明地表熱顯示的類型、規模、分布范圍及其與地質構造的關系；選定地熱田進一步工作的重點地區，為地熱田下一步的勘查工作提供依據。

 

  3.地球化學調查

 

  應用于地熱田地質勘查工作的各個階段，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；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條件、準確確定熱儲層的空間分布及其開發利用條件，查明熱儲的壓力、溫度、水位、地熱流體的流量及質量，獲取計算評價地熱資源的各項參數。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濟合理的開采深度內（對沉積盆地層狀熱儲類型的地熱田開采深度，國內目前控制在2 000m左右）；鉆探控制網度視勘查工作階段不同而定，根據我國目前地熱資源勘查、開發的實踐經驗，（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利用價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量，取全取準各項資料。

 

  6.成井試驗

 

  是地熱地質鉆探工作的后續環節和測定地熱資源評價參數的重要手段。地熱鉆探井和探采結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。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，指在一個井內做三個落程穩定延續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、井間干擾系數，為地熱水開采井群的初步布置提供依據。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合開采方案進行，用于準確測定抽（放）水水量、水位、水質、水溫，影響邊界的動態變化，為準確評價地熱資源開采量及開采環境影響問題，確定合理開采方案提供可靠依據。

 

  7.地熱水、土、巖實驗分析

 

  在地熱資源勘查中，應比較系統的采取水、土、巖等樣品進行分析鑒定，以獲取熱儲的有關參數。為評價地熱水水質，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、土試樣進行分析測定。

 

  8.動態監測工作

 

  動態監測是準確評價地熱資源及熱田開發可能引起的環境問題的重要手段。一般從熱田勘查工作開始，就著手建立熱田的動態觀測系統，及時掌握地熱水的天然動態和開采動態，對已開發的地熱田，則應建立比較完善的地熱水觀測系統，監測地熱水開采水量、水位、水質、水溫的變化及開采降落漏斗、地面沉降或地面塌陷的發展變化趨勢，為地熱資源的可采量評價和地熱資源開發管理提供依據。

 

  9.地熱回灌試驗

 

  一般是在地熱田由勘探轉入開發后進行。目的在于提高地熱資源的利用率，保持熱儲的生產壓力，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，對地熱田可否回灌或如何進行生產性回灌提供依據。

 

  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，甚至不宜進行回灌。