深部地热资源勘查技术方法研究取得重要进展

2016-01-25

地质装备 2015年6期

为提高我国深部地热资源勘查开发技术水平，为我国深部地热资源勘查开发提供技术方法支撑，中国地质调查局于2013年起实施了地质调查项目“深部地热资源勘查技术方法研究”，地调局水环中心承担了该项目，并充分发挥物探专业优势，在深部地热资源勘查技术方法应用研究方面取得了长足发展和进步。

项目研究沿着资料收集和分析与重点区物探方法试验两大脉络，在梳理大量地球物理和岩石物性资料以及国内外典型地热田勘查实例的基础上，理清了国内外深部地热资源地球物理勘查技术、岩石高温高压试验的研究现状和研究方法，系统分析了地热资源勘查重、磁、电、震方法的技术特点和影响因素，研究了利用地球物理参数评价热储温度的方法，形成了地热资源勘查的物探技术方法组合方案；并结合地热试验区的物探工作，开展了多种地热勘查地球物理技术方法对比试验研究，总结了方法的适用性和解决问题的能力。

通过两年多的应用研究，主要获得了以下四方面的成果：

一是明确了综合地球物理勘查技术、多参数多信息约束反演技术是刻画深部热储空间形态特征的有效方法，岩(矿)石高温高压实验是预测深部热储温度不可或缺的技术手段。高温热储通常具备低速、高导、高纵横波速度比特征，地震和电磁法是高温热储勘查的最有效方法。多参数(密度、速度、大地电流、电阻率、磁导率)约束、联合三维反演技术和综合信息解释是减少地球物理成果的多解性、真实呈现热储特征的有效途径。模拟原位条件下，高温高压试验速度、电阻率与温度关系曲线可为热储温度预测提供最直接的资料。

二是分析了岩石的导电机理及影响岩石电阻率的主要因素，研究了利用电阻率值评价热储温度的方法。温度、孔隙流体的性质及黏土矿物是影响岩石导电性的主要因素。热储温度可由实测电导率利用经验公式进行预测。通过研究，取得温度为 20～200℃、饱水岩石的温度与电导率的经验公式，以及温度>200℃的“干燥”岩石的温度与电导率的经验公式。此外，高渗透性、高度蚀变的热储均具备典型的电阻率结构，该类热储蚀变矿物(黏土)是影响岩石导电性的主控因素，在热储温度与蚀变达到平衡时，可利用温度、蚀变矿物、矿物导电性之间关系预测热储的温度。

三是试验研究与数值模拟相结合，总结了物探方法研究热储的能力，揭示了试验区疑似高温岩体的赋存特征。依据试验区地质背景条件和施工场地条件，选择重力、磁法、大地电磁测深法、天然地震方法、相对地应力测量等物探技术方法在新疆塔什库尔干、西藏谷露、青海贵德、黑龙江五大连池开展野外试验工作，完成重力勘查物理点13219个，磁法勘查物理点2570个，电磁法勘查物理点537个，相对地应力测点89个，在10km×10km和40km×40km范围内布设155个地震台站；获取了翔实的数据资料，研究了不同数据体的资料处理和解释方法，揭示了试验区疑似高温岩体的空间赋存特征与区内区域构造的关系。

四是基于地球物理方法的技术特点和地热勘查不同阶段的地质需求，按调查、预可行性勘查和可行性勘查等地热勘查三个阶段，形成不同地热勘查类型的地球物理方法组合方案，并指示了不同勘查阶段不同地球物理方法可解决的地热地质问题。