物探方法組合在尋找盆地傳導型地熱中的應用研究

陳奎

（河南省地質礦產勘查開發局測繪地理信息院，河南　鄭州　450006）

物探方法組合在尋找盆地傳導型地熱中的應用研究

陳奎

（河南省地質礦產勘查開發局測繪地理信息院，河南鄭州450006）

物探工作是地熱資源探查工作的重要環節，采用物探方法組合方式，能夠獲得熱儲賦存范圍、地質構造條件、地下水補給關系等資料，為熱儲特征、地質條件和地熱資源量的確定提供可靠的參考。基于此，針對物探方法組合進行分析，并探析物探方法組合在尋找盆地傳導型地熱中的應用。

物探方法；組合方式；傳導型地熱

物探工作是地熱資源探查工作的重要環節，如果在地熱資源勘探中采用單一的方法，勢必會對勘探精度、廣度和深度等產生一定的影響，并且單一物探方法還存在多解性，采用物探方法組合方式，能夠獲得熱儲賦存范圍、地質構造條件、地下水補給關系等資料，為熱儲特征、地質條件和地熱資源量的確定提供可靠的參考，評價地熱資源的開采價值，由此可見其重要性，使物探方法組合被廣泛地推廣和應用在盆地傳導型地熱資源尋找中。

1　物探方法組合

1.1高精度磁測方法

高精度磁測方法是解決地熱勘察地質問題的第一步，該種物探方法的理論尋找鐵礦具有精確度高、快捷、方便和經濟等特點，且在劃分地質巖性以及尋找地質構造方面也非常有效。在傳導型地熱尋找和普查中，首先應解決地質巖性劃分與地質構造尋找兩個問題，可通過用高精度磁測方法來圈出盆地基本輪廓、展布基底與形態的變化狀況。

1.2重力測量方法

重力測探是解決盆地地熱勘察問題的關鍵環節，重力勘探理論不僅能夠應用在地質巖性劃分和地質構造尋找工作中，還能夠準確地圈出盆地的輪廓、熱儲層頂板埋深和蓋層厚度等。重力測量的目的在于對盆地內蓋層的性質和厚度進行測量和分析，通常盆地基底巖性具有“高低高”特征，即電阻率高、磁性低、密度高；盆地內蓋層具有“三低”特征，即電阻率低、磁性低和密度低［1］。

1.3可控源音頻大地電磁法

可控源音頻大地電磁法是最常用的電法勘探方法之一，其原理表現為人工發射頻率介于0.12～4 096Hz的電磁場，通過接收在測區外4倍左右的供電極距位置發射相應頻率的人工電磁波，能夠準確地對地熱資源進行勘探，勘探深度達幾千米。可控源音頻大地電磁法在地下地質狀況勘察、地質構造劃分和低阻體賦存部位等方面具有非常大的優勢，充分地發揮上述優勢能夠對生儲地熱的有利部位和地熱資源狀態進行勘察。

1.4二維地震測量

地震測量法的目的在于查明地下地質構造以及確定地震波在地殼中的傳播規律。時代不同，地層的密度變化也存在一定差異，不同密度的地震波在不同密度介質中的傳播速度也存在差異，通過對不同密度和傳播速度的變化特征進行分析，再根據地震剖面結構，能夠判斷是否存在斷裂，同時劃出盆地內的地層結構以及厚度變化狀況。

1.5巖性測探方法

采用上述4種方法，能夠準確地找出斷裂張性破碎帶，并且采用巖性測探等綜合物探方法能夠比較準確地測定含水層位和厚度。同時，根據測點上垂向視電阻率曲線特征，進行物性界面的劃分，然后根據區域地層的巖性特點，實現物性界面和巖性地層界面的一一對應，并根據局部區段曲線變化狀況和跳動狀況，確定裂隙破碎帶的位置、厚度和深度等，尤其是裂隙破碎帶的含水性。

圖1　重力目標場平面圖

2　物探方法組合在尋找盆地傳導型地熱中的應用

2.1物探方法組合在沈北道義盆地傳導型地熱尋找中的應用

在進行該地區傳導型地熱尋找時，先采用重力測量和高精度磁測方法組合，再進行大比例尺面積測量時，尤其是第四系覆蓋下，該種物探組合方式在劃分盆地內次級凹陷與凸起、圈定盆地邊界等方面具有良好的效果。高精度磁測方法在圈定隱伏巖體、火山巖分布范圍時效果較好。重磁組合方式在斷裂構造空間展布確定方面起到相互補充、相互認證作用，再進行二維地震剖面測量，能夠準確確定斷裂的性質、位置和產狀等，尤其在已知對應地層層位時，段里構造的推斷更加準確。同時，采用可控源聲頻大地電磁法進行剖面上巖性粗略分層、斷裂劃分及深部泉水層圈定等方面有非常明顯的效果。現階段，沈北道義盆地廣泛地推廣和應用物探方法組合，且已打出了若干地熱井。

2.2物探方法組合在沈北新城子盆地傳導型地熱尋找中的應用

在進行沈北新城子盆地傳導型地熱尋找中，依然先采用重力測量和高精度磁測方法組合，基于大比例尺面積測量工作，通過全面研究，在異常相對較好的地段進行剖面測量工作，投入應用時采用可控源音頻大地電磁法與二維地震測量方法組合，對于可控源音頻大地電磁法，采用V8（加拿大產）數字電法儀進行剖面測量，這是現階段國際上最先進的勘探理論和勘探設備。地震測量的目的在于勘探線上-3 500m以內的主要斷裂位置、產狀以及性質和儲熱層頂底板界面，進而為布孔鉆探施工提供可靠的依據。巖性測探的目的在于探測低板截面、薊縣系頂的含水層位置，測量深度超過3 500m。通過采用上述物探方法組合，最終確定了2處驗證鉆孔，為了達到驗證目的，以沈新1孔為例，該鉆孔2007年11月開孔，次年4月終孔，通過測量該鉆孔含有豐富的地熱水，井口水文為70℃，初步測量后地熱水量為1 450m3/d，同時該地熱水中富含礦物質。

圖2　電性平面分布圖

2.3物探方法組合在松遼盆地傳導型地熱尋找中的應用

在進行松遼盆地傳導型地熱尋找中，首先采用重力測量和可控源聲頻大地電磁法組合，通過重力測量圈定重力異常區域，如圖1所示。圖中1為等值線；2為重力低異常；3、4、5、6分別為一級、二級、三級、四級儲層品質；7為儲層品質區編號。可控源聲頻大地電磁法獲得青山口+姚家組+泉頭組的電性平面分布狀況。采用高精度磁測方法獲得電阻率縱向變化狀況，如圖2所示。圖2中1表示電阻率等值線，2表示低阻異常區。基于重力測量、可控源聲頻大地電磁法、高精度磁測方法，能夠準確地探測該盆地的低阻發育程度以及地熱儲層品質，最終確定了3個地熱遠景區。

3　結語

物探方法組合主要包括高精度磁測方法、重力測量法、可控源音頻大地電磁法、二維地震測量法和巖性探測方法等，采用物探方法組合進行盆地傳導型地熱資源尋找，能夠有效地避免因為采用單一物探方法的局限性，并且在實踐應用的過程中，應根據盆地地區的實際狀況，科學地選用物探方法組合方式和應用順序，以便更好地提高勘探精度、深度、廣度和效率，值得廣泛地推廣和應用。

［1］黃兆輝，魏長洪，李春輝.綜合物探方法在地熱資源勘查中的應用［J］.重慶科技學院學報（自然科學版），2010（1）：7-9.

Application of Geophysical Prospecting Methods in Search of Conduction Type Geothermal Energy in the Basin

Chen Kui
（Henan Provincial Bureau of Geology and Mineral Exploration and Development Bureau of Surveying and Mapping Geographic Information，Zhengzhou Henan 450006）

Geophysical prospecting work is an important link in the exploration of geothermal resources，by means of combination of geophysical prospecting methods，we can obtain the data of thermal storage and storage area，geological structure condition，the relation of groundwater recharge and so on，to provide a reliable reference for the determination of thermal storage characteristics，geological conditions and the amount of geothermal resources.Based on this，the combination of geophysical prospecting methods were analyzed，and the application of geophysical prospecting methods in search of conductive geothermal energy was analyzed.

geophysical prospecting method；combination mode；conduction type geothermal

P544.4

A

1003-5168（2016）07-0089-02

2016-06-19

陳奎（1983-），男，本科，中級工程師，研究方向：水工環地質。