物探技術在地熱井勘探中的應用探討

康辰凱 楊濟遠 張子軒

摘要：在我國快速發展的情況下，地熱井作為一種重要的資源可以大力推進當地的旅游事業，越來越多的旅游景區以地熱水作為景區亮點吸引游客。本文將針對物探技術在地熱井勘探中的應用進行探討，并以某景區為例展開研究。

關鍵詞：地熱井；物探；勘探；應用

引言

地熱井作為一種重要的資源可以大力推進當地的旅游事業，越來越多的旅游景區以地熱水作為景區一大亮點吸引游客。該景區延綿15公里，丘陵起伏，溝壑縱橫，深深的溝里布滿了青翠繁茂的櫻桃樹，景色十分宜人。由于近幾年附近地下水過量開采，目前景區幾處溫泉均已枯竭。為了進一步開發景區的地熱資源，本文將以某景區為例針對物探技術在地熱井勘探中的應用進行探討。本次研究分為：初步查明探查區域地熱地質條件；圈定地熱異常的范圍；初步查明地熱異常區；在綜合分析各類資料基礎上，確定鑿井位置、井深，并推斷井口出水溫度。

1地球物理的基本特征以及相關解釋方法

物性差異這是進行物探工作進行展開的基本前提，地層電阻率有著從新到老慢慢增加的特點，寒武-奧陶系一般是高阻層，并且其值一般可以達到千歐姆·米；第二應該是砂巖，其斷裂帶的電阻率總體而言比較低，一般只有數百歐姆·米，并且同圍巖有著比較大的電阻率差異。在本次工作之中其勘探的主要目的層同圍巖之間有著十分鮮明的電磁性差異。在本文中應用了瞬變電磁法以及EH4大地電磁測深法來做好物探工作，瞬變電磁法是一種時間域的電磁感應方法，其可以使用不接地回線或者是接地線源而逐漸朝向地下發送一次脈沖場，而在一次脈沖場的間歇時期則就可以使用回線或者是電偶極接受感應二次場，而這個二次場一般是通過地下良導地質體在其激勵的情況下而應用電偶極以及回線而在一定程度上接受感應二次場。而此二次場一般是通過地下良導地質體，受激勵導致的渦流而出現的非穩電磁場。在該次EH4大地電磁測深法而進行物探工作中以《大地電磁測深法技術規范規程》作為基本標準。并且測線以及大地電磁法之間的方向保持一致。通過實際研究發現，大地電磁測探法同瞬變電磁閥之間解釋結果保持一致，并且可以進行彼此驗證，從這之中就可以看出在物探工作中應選擇正確有效的物探方法，并且其得到的觀測數據也比較可靠。

2地熱井勘察中物探技術的具體應用

2.1選擇合適的井位

根據測區地熱的地質勘察報告、傳統的資料進行分析，可以看出本地區的熱儲類型通常為斷裂深循環型地熱，其熱儲通常都會沿著斷裂而呈現出帶狀分布的趨勢。而根據物探結果進行探討，可以同測區外圍的地熱井的資料進行結合，同時預測其涌水量為0-15T/h，井內的溫度則為40℃。

2.2重力勘探的應用

重力勘探方法的應用指的是的依據重力的變化而進行分析，進而可以確定出與之相關信息的主要過程。而在進行勘探之時，要求觀察地下巖層、礦物質密度分布等等方面，而在這個過程中重力一般會由于操作者不同的動作而表現出不同的反應，如果是因為巖石密度不同而造成的重力變化，那么就可以將這種變化看成重力異常。在進行研究過程中，與之相關的人員要求記錄好重力異常的信息，對其進行后續的分析，進而也可以將其同其他地質材料之間進行對比，與此同時，在地下儲熱區進行勘探工作，人們就可以在附近地區找到的地熱源。此技術一般會應用在野外地區，對其進行分析之后獲得與之相關的圖紙，一般較為具體的有重力異常分布圖以及剩余重力分布圖等等。

2.3磁法勘探的應用

此方法應用的基本原理為巖層磁性，工作人員要對地層做好磁性探測，依據其探測的結果而進行逐步的剖析，獲得相關的地質情況、移動規律以及磁場空間分布情況等等方面的信息。比如說在進行沉積巖的勘探工作之時，出現磁異動的情況較為頻繁，并且也主要集中在巖漿巖侵入的地區，需要注意的是，存在巖漿巖的地區，就會有地熱源的存在。通過相關研究顯示，地質構造呈現出多元化的特征，其規模也有著一定的不同。然而在地質構造中，通常都會有巖漿活動的存在。磁法勘探不僅僅可以在較短的時間中找到巖漿巖的具體位置，進而通過精細分析實現對地熱源來進行精確的定位。

2.4電法勘探

在多種勘探方法中，電法勘探的應用總體較為頻繁，并且具有著較好的應用效果。在實際應用過程中，一般就可以實現地熱構成條件的分析以及相關論證工作，進而慢慢找到地熱儲藏的分布信息，一直到可以發現異常地層。電法勘探通過近些年的創新以及優化后，已經出現了多種措施，比如說可控音頻大地電磁法、電測深法以及激發極化法等等。不同的形式就會造成技術效果之間的不同，而各種形式的方法對于勘測條件也有著一定的要求。比如說電測深法主要是來確認地熱存儲的深度以及地熱存儲頂部巖層結構。所以，在使用電法勘探技術之時，要求對勘探地區有著較為清晰的認知。

2.5地震勘探

地震勘探是一種人工形式，要求通過手動進行地震波的創造，進而將地震波可以打入到巖層之中，巖層就會因為受到撞擊而出現諸多各異的狀態，如果巖層周圍出現地熱源，就不會出現一些異常問題，等到地震波發出去以后，其在各個地層之中進行傳播以及反彈，而在這個過程中就會出現諸多震波信息，使用與之相關的設備就可以將這些信息收集，接著依據傳播規律而勘探。此種技術具有著精確度高、分辨率高以及探測深度大等等優勢，在實際中有著廣泛的應用。

2.6可擴源音頻大地電磁法的應用

此技術是近些年來在勘探領域中新興的一種技術，一般是憑借電磁波的傳播原理進行工作。包括的內容有：從人工逐漸向地下而提供音頻斜邊電流，幫助其建立電磁場，通過電磁將其作用發揮出來，對附近的環境進行勘探，收集與之相關的信息而進行反饋。此種形式可以實現對范圍的確定。進而明確地熱蝕變帶的具體位置。與此同時，此技術具有著較好的應用效果，并且應用范圍十分廣泛，但是主要是應用在地熱井進行勘察上，主要是因為地下水是地熱最為重要的來源，此技術具備的特質促使其同地下水之間可以進行多種反應，進而根據不同的反應來確定熱源。

結語

物探技術具有參數多、快速、簡單等等優勢，也是客觀存在地球物理特性的綜合反應。在對各種類型的熱儲范圍進行圈定、研究熱水活動關系以及探索熱儲的賦存規律等等方面，同時也積累了諸多經驗，其在已經開發中地熱井中得到了十分明顯的地質效果。然而物探資料存在著多解性。所以，應該依據不同地熱田的實際情況，來合理選擇物探形式，同其他地質資料結合，進行綜合分析。與此同時，也應該意識到地熱資源的開發具備高風險以及高投入的特性。要重視前期物探的勘察，最大程度降低投資的風險以及提升其綜合效益。

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