試析地震方法在地熱勘探中的應用

潘杰

摘要：在地熱資源的勘探中，電法勘探始終作為一種主要的勘探方法得以應用。但由于電法勘探方法本身的缺陷，當目的層埋深大于一定深度時，該方法得出的結論可靠性相應降低。因此電法勘探方法在地熱梯度較大，含水層埋藏較淺處，獲得了較大的成功，而在地熱異常區、但地熱梯度較小、含水層埋藏較深處，就顯得力不從心。地震方法作為一種超深勘探方法，很快彌補了電法勘探的不足。基于此，本文及地震方法在地熱勘探中的應用展開了分析。

關鍵詞：地震方法；地熱勘探；應用

1地熱資源及其主要分類

地熱資源是指貯存在地球內部的可再生熱能，一般集中分布在構造板塊邊緣一帶，起源于地球的熔融巖漿和放射性物質的衰變。地質構造條件決定地熱資源的存在形式，我國地質構造決定我國的地熱資源主要有兩種形式。一是在構造隆起地區（淺山區），沿主要斷裂構造出露并受該斷裂構造控制的地熱溫泉，地熱資源主要依托于斷裂帶內部循環的地熱水提供，叫作對流型的地熱田。其大部分以斷裂的面或者點為通道，以熱泉的形式直接出露到地表，可用于開發的地段僅限于在地表上有地熱顯示極其相關構造分布的地區，但隨著開采地熱資源技術的不斷發展，人工獵取地熱資源的方法也在在不斷增加。二是為賦存地中、新生代沉積盆地中的地下熱水，依托于地殼或上地幔內地球內部的傳導熱來提供，稱為傳導型地熱田，主要開采熱儲層中的地熱水。

2地震勘探方法概述

地震勘探是利用地下介質彈性和密度的差異，通過觀測和分析大地對人工激發地震波的響應，推斷地下巖層的性質和形態的地球物理勘探方法。其勘探原理然地震是地球內部發生運動而引起的地殼的震動。地震勘探則是利用人工的方法引起地殼振動（如炸藥爆炸、可控震源振動），再用精密儀器按一定的觀測方式記錄爆炸后地面上各接收點的振動信息，利用對原始記錄信息經一系列加工處理后得到的成果資料推斷地下地質構造的特點。在地表以人工方法激發地震波，在向地下傳播時，遇有介質性質不同的巖層分界面，地震波將發生反射與折射，在地表或井中用檢波器接收這種地震波。收到的地震波信號與震源特性、檢波點的位置、地震波經過的地下巖層的性質和結構有關。通過對地震波記錄進行處理和解釋，可以推斷地下巖層的性質和形態。地震勘探在分層的詳細程度和勘查的精度上，都優于其他地球物理勘探方法。地震勘探的深度一般從數十米到數十千米。地震勘探的難題是分辨率的提高，高分辨率有助于對地下精細的構造研究，從而更詳細了解地層的構造與分布。地熱資源勘探的地震方法分為主動地震和被動地震兩類方法。被動地震勘探是利用密集地震臺陣來監測巖層中微地震活動所產生的地震波，然后運用地震學方法來反演微地震的活動特征，并反演出研究區三維縱橫波速度、縱橫波速度比、泊松比等彈性參數分布的一種勘探方法。被動地震勘探方法在國外地熱資源勘探中已得到普遍應用，而國內對該方法研究尚不廣泛。主動地震是指高分辨率的反射地震勘探方法。主動地震成本相對高，因此在地熱資源普查階段仍然依靠被動地震，而對于評價區的地熱儲層，主動地震才是最可靠的資料。

3地震方法在地熱勘探中的應用實例

某盆地為一褶曲盆地，在南北直線扭動應力受東西向構造阻隔而產生旋扭作用，圍繞潛伏性的東西隆起，形成旋扭形式，產生一系列次級非連續性的構造形跡。由于該區域的地熱資源勘探要求勘探深度達到2500m，采用電法勘探難以獲取準確、可靠的結論，因此采用地震勘探方法進行該盆地區域的地熱資源勘探。

3.1野外數據采集方法

合理選擇各種野外采集參數，可以有效地抑制干擾，突出有效波，提高對小地質構造的分辨能力，試驗的目的就是研究分析該區影響地震資料品質的主要因素及提高地震資料信噪比和分辨率的施工方法與技術。因此，必須在理論分析計算的基礎上通過試驗選取最佳的采集參數與施工技術。經過野外實地踏勘，收集并分析已有地質資料，綜合考慮勘探區的地質任務、地形地貌、目的層的賦存深度及構造情況等，根據試驗結果并結合區內實際情況，本次勘探采用了固定排列觀測系統，開動96道接收，50m炮點距、25米接收道距，小號端點激發。

3.2地震數據的處理

本次地震資料的處理根據所承擔的地質任務選擇了有針對性的模塊，通過反復的實驗確定了最佳處理流程，針對地質任務中所需要的對小斷層的控制，特別進行了提高分辨率的處理，針對地質任務中要求對泉頭組地層進行沉積環境分析的要求，在資料處理中，特別增加了保真處理，以確保每個地震相單元的劃分，以便于通過地震相準確地反映出沉積相。由地震相可以圈出區內各地段在不同深度的地層的沉積環境，再由沉積環境分析，通過鉆孔資料對比，得出不同沉積環境下所形成的地層的巖性和這樣巖性的不同特征。在地熱勘探中，當用電法勘探手段或鉆孔資料確定出了該種地質體蘊藏有地下熱水，就可以通過地震相對應沉積環境，沉積環境對應地層巖性的方法，在縱向和橫向上追蹤出可能蘊藏有地下熱水的相同地質體。這樣就彌補了電法在勘探深度上的限制，加上地震方法對地下構造的分辨率，更增加了尋找地下裂隙水的可能性。

3.3地震資料的解釋及鉆探地質成果的驗證

通過對比時間分析，確定T1波組為反射標志波組，T0的時間為700ms至1200ms區間，產生較強的反射波能力，且具備較好的連續性和穩定性，反射波的特征顯著。依據地質的規律和地質勘探時間的剖面顯示，T1反射波解釋為來自于下第三系地層的下部漸新統揚連屯組與始新統木梳屯組火山巖界面的反射波，再依據反射波的終止及錯斷關系來額定斷層的存在。分析對比時間剖面，于測線D2上解釋斷點兩個。勘探結束后，物測堪探院對該區域進行了擬鉆探驗證取水試驗，依據時間剖面及地層的特征，確定了孔位置。鉆探的深度達到2400米的時候，成功的噴出了地下熱水，出水量達到了1200m3/天，水溫高達70℃。經驗證，地震勘探方法對于該區域的地熱資源的勘探結果可靠。

4結束語

綜上所述，通過研究地震勘探方法在地熱勘探中的運用，為該區地熱勘探的下一步地熱資源的開發和利用指明了方向，并且對于改善該地區的區域自然環境，調整產業結構，帶動相關產業的發展，提升地區的知名度和影響力，實現招商引資等，都具有十分重要的意義。地震勘探方法在地熱勘探中應用較晚，而且存在許多不足之處。因此，可綜合利用地球化學、地球物理勘探等多種勘探方法，以便于達到預期的效果。

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（作者單位：中國建筑材料工業地質勘查中心陜西總隊）