探究综合地球物理勘查技术在地热勘查中的应用

◇吉林省水文地质调查所 满晓兵

综合地球物理勘查技术在很多领域均有涉及，而且得到越来越多地质勘查人员的欢迎，该技术可以调查并详细显示地质构造具体分布，此外还能详细检测在地质工程中的病害问题。所以，在社会高速发展过程照中有效使用勘查技术可以发挥其基础性作用。对此，本文着眼于地热资源勘查工作，简要分析该项技术的有关应用。

作为可再生与清洁能源之一的地热资源[1]，面对当下不断加剧的环境污染问题，化石资源短缺的客观问题，在缓解资源能源供需矛盾与推动社会持续性发展上发挥着重要作用。所以，借助科学手段与针对性措施勘查地热资源十分必要[2]。

1 简析地球物理勘查技术

1.1 地震法

所谓地震勘查，主要是借助地震波勘测地质情况，通过在地下的地震波传播情况及及其规律，能够如实反应地质构造条件及特点，掌握震波在传播中存在的障碍，进而实现对地热资源的勘测。基于不断发展进步的科学技术与完善的地质勘察系统，在地热勘查中地震勘查技术的应用率较高，尤其是应用在检测地热资源储量方面，可以及时且精准反馈地热资源具体情况，提高勘查工作的便利程度，加之地震法不需要过大的经济投入且操作方便，能够提高经济效益[3]。

1.2 磁性法

磁性测量在综合地球物理勘查技术的应用，是借助磁性仪器设备科学测量及评估自然环境中矿石及岩石资源的磁性，在我国地质勘测过程中磁勘探技术已得到相对广泛的使用，并且获得较好的勘测效果，同样在地热勘查过程中应用磁性勘测技术，也会得到理想效果。分析与检测勘测地区发生的磁场变化程度，能够如实反馈该地区的资源储备及地质问题，而且最终调查结果较为精确，可以在短时间分析及反馈地质条件实际磁性情况，进而对地热资源储量与分布范围加以测量。

1.3 电勘法

现阶段，针对地热资源进行勘测过程中，电勘测是也主要勘查技术之一，该技术在地热资源勘测中的具体应用为四极法、频率法等。我们以电测试方法为例，可以将热储备位置的电阻率测出，以此反映相关介质具体的电阻情况，进而能够掌握水离子类型、水离子浓度、岩层性质以及地层孔隙等有关参数，这样可以为开采地热资源提供数据指导[4]。因为地下水具有极高的溶解能力以及渗透性，如果在地层深度不断加大的情况下，会因为地下水温的提高而增强其溶解能力，这样会削弱其电阻率，由此呈现热储构造位置存在的异常情况，帮助有关勘测人员科学推测热源位置以及分布情况。

1.4 重力法

在地热勘查中重力勘查技术十分常见，可以依据该地区重力分布情况判断覆盖层（平原区）下方基底断裂构造、隆起构造等的位置，而且能够以地质构造分布为依据勘查地热田情况，将勘查范围进一步缩小，以此提升实际勘查效率减少测试时间[5]。因为随着温度的提高会降低岩石密度，因此将此为依据采用重力法进行地热能源勘测，确保勘测工作的可靠性与准确度。

2 实例应用分析

2.1 勘查准备工作

依据勘探地区的地质资料，该地区盖层属于二叠系含煤地层，导水构造属于断裂带。在建立场址之后，针对该调查对象形成了相应的勘探策略。首先，需要进行地球物理勘探，寻找和要求相符合的盖层及储层，针对盖层需要确保厚度达标至于储层则是深度达标，从而为开工提供便利。一方面需要勘探储层中的岩溶与裂缝带，另一方面还需要掌握储层的实际位置，将储层、盖层以及导水构造相整合构成有关模式，在此基础上测量储层深度与底部、盖层厚度、钻井位置以及导水结构。

2.2 物性勘查

在进行地球物理勘查前，应该勘探区域的物理特征进行了解，尤其是岩层自身的物理特征。岩石在地层中具有不同的物理特征，所以进行地球物理勘查的大前提则是了解岩石，针对构造勘探资料进行分析，处在不同时期的地层其自身密度各有不同。我们以碳酸盐岩地层和碎屑岩为例，碳酸盐岩层具有更高的密度。该调查区一共有6个密度层，主要密度界面分为5个。与此同时，之所以该地区会出现引力异常关键原因是受到第二与第四密度层的共同影响。要是界面属于凸面具有较高重力。低重力异常区域为新生代与中生代盆地区域（见图1）。对勘探区域内部磁场进行测量，能够掌握在勘探区是否存在磁场或是存在弱磁场，通过分析这一勘查区的敏感性能够看出，其敏感性要小于100×10-64 πSI。针对该区域岩石和地层电阻率进行测量，其结果证实两者之间存在很大差异，如果地方硬度较大那么算多与电阻率会越高。对于第四纪电力特性而言，主要取决于含水砂层，通常其电阻率范围出资按20至60 Ω·m，处于高阻状态，无论是齐下还是印支灰岩顶面一直处在高阻抗，至于碎屑岩区域的电阻率相对偏低。借助分析有关实测资料能够看到，这一勘探区域盖层具备电阻率较低、密度低以及磁性低的主要特征，但是油藏密度却和阻力恰恰相反，但相同于磁场情况。关于导水结构区则位于较硬地带，具有较高电阻率并且发射器也处在高阻状态这属于异常状态[6]。

图1 异常重力区域

3 综合地球物理勘查技术的应用路径分析

3.1 地球物理参数模型

我们以河北省某一地质勘查工程为例，有关工作人员针对此地区的地球物理性质开展深入研究后，了解到其地震波速是2km/s，该区域储层岩石类型属于孔隙型新近系砂岩，第四系地震波速位于该储层上，为此区域的一般，那么可看出两者地震波速存在的差异十分明显，这种差异也体现在他们的密度上[7]。提高分析热量储存层难过看出该地的地震波速明显超过热量储存层，并且密度和电阻值偏高，但是热量与磁性储存层没有较大差别，均为弱磁层。上述资源主要是工作人员针对其地质层物理性征勘查与研究而得出的，在进行勘查与开发地热资源前，一定要认真对待收集及整理资料的工作，而且通过相关信息技术形成地球物理参数模型，才能继续进行后期勘查，从而为顺利完成勘查工作提供保障。

3.2 应用地球物理勘查技术

在前期准备工作结束并获得有关勘查资料后，通常会结合多元方法进行物理勘查工作，在确保勘测结果精准度的同时防止发生多解情况，另外通过勘查方法之间的印证可以提高勘查结果的真实性与可靠性。通过重力法与电勘测法能够明确热量储区以及覆盖岩层的实际方位与其深度、厚度[8]；有效分析重力、电力与磁力等相关数据能够掌握域构造带的密度与阻值，找出进行地热资源调查与开采优势区域，提供重力法与电子勘查能分析出地热资源开发程度，掌握此区域盖层厚度、储层深度。针对地温法而言，其属于对深部地区热田进行寻找的重要方法之一，在开采地热资源过程中发挥着重要作用，特别是勘查深部地热田这种方法能够提高勘测效率与精度。在勘查地热田之前需要了解热田形成的主要原因，依据地热勘查目的择取相应的测温方法。

4 结语

在实际勘查地热资源工作中，提高对地球物理勘查技术的合理运用，与地区实际地热地质勘查情况与数字化勘查模式有效结合，综合分析与比对各种勘查方法，在其中找出科学性最强的勘查方法，能够切实提高勘查工作效率与精确度。在地热勘查工程中，综合地球物理勘查技术具有十分广阔的发展前景，必然会得到大范围推广与应用。