綜合物探方法在地熱勘查中的應用

王金亮 黃小軍

摘 要：物探方法在進行地質(zhì)勘探過程中得到了廣泛的使用，并且占據(jù)著極其重要的位置，但是在進行地熱勘探的過程中很少使用物探法，因為沒有一種方式是專門為地熱勘探進行研發(fā)的，在進行地熱勘探時應當將物探法進行有效的綜合利用。文章從物探方法的分類、各種物探方法的原理及應用，以及地熱勘查中對物探方法組合的應用這三個方面對綜合物探方法在地熱勘查中的應用進行分析、闡述。

關(guān)鍵詞：綜合物探；地熱；勘探；應用

1 前言

隨著資源的不斷使用，地熱資源逐漸走入人們的視野。在進行地熱資源的勘探過程中，對于物探部門提出了更高的要求，勘探部門應當根據(jù)地質(zhì)狀況選擇合適的物探法，避免過于使用單一的勘探方法，進而提高勘探的精確度、深度等。利用綜合物探法可以全面的獲得地質(zhì)的狀況資料以及地熱的賦存情況等各種資料，便于后期的地熱資源的開發(fā)和研究。

2 物探方法的分類

在進行地球物力資源的勘探過程中，使用的方法可謂多種多樣，對此可以將其分為以下幾個種類：鉆井法勘探、航空勘探、測井勘探以及地面勘探。測井勘探是一種利用地球物理進而研究地面的剖面圖，從而解決地下地質(zhì)條件的方法，這種勘探技術(shù)又分為十幾種具體的方法。地震法勘探技術(shù)就是利用地震波在地層中的傳播規(guī)律進行地下結(jié)構(gòu)的勘探，或者進行礦藏的查找。這種方法具有勘探精度高、數(shù)據(jù)處理手段多樣化，同時勘探的速度也很快。地震勘探技術(shù)是近幾年才興起的勘探技術(shù)，現(xiàn)在已經(jīng)演變成為一種系統(tǒng)化的勘探技術(shù)。電法地層研究技術(shù)就是利用不同的地層具有不同的導電性性質(zhì)進行地層狀況的勘探，進而尋找地下埋藏的礦產(chǎn)、地下水等資源。

重力勘探法以及磁法勘探法與傳統(tǒng)的地質(zhì)勘探法相比，具有許多的優(yōu)點。重力勘探法大多用于地質(zhì)區(qū)域構(gòu)造的單位劃分，以及進行各種地質(zhì)狀況的研究工作。而利用磁法勘探技術(shù)可以對地下埋藏的礦產(chǎn)進行勘探，并且對于巖漿巖等的分布進行勘探，從而確定被地下水侵蝕的地區(qū)。

遙感測控勘探技術(shù)就是利用衛(wèi)星或者航空拍攝的影像資料，并且根據(jù)不同的比例尺、不同時間拍攝的圖像進行地質(zhì)狀況的分析，從而判定各種地層、地貌以及地質(zhì)構(gòu)造的狀況，以便更好地進行礦藏以及地下水資源的判定。

3 各種物探方法的原理及應用

3.1 磁法勘探

所謂的磁法勘探就是利用巖層具有不同磁化強度的特性，在磁場中對地層進行磁性探測，并且根據(jù)探測到的數(shù)據(jù)進行磁場空間分布的特征以及規(guī)律等與地質(zhì)狀況間的聯(lián)系，對所測地層的狀況進行勘探。例如是沉積巖形成的地層，磁異常經(jīng)常會發(fā)生在巖漿巖侵入的位置，而巖漿巖的存在是地熱形成的條件，可以說是熱能的源頭。在較大的地質(zhì)構(gòu)造中一般都伴隨有巖漿的活動，在利用磁法進行勘探時，不僅僅可以尋找到巖漿巖，還可以尋找到較大的地質(zhì)構(gòu)造斷裂地帶。對于磁法勘探可以分為地面高精度磁測、航空磁測方法進行測量。

3.2 重力勘探

在利用重力進行勘探時，可以根據(jù)地下巖層以及礦物質(zhì)密度分布情況所引起的重力變化，或者巖石密度不同引起的重力變化，可以將這些重力變化成為重力異常。通過對重力異常狀況進行分析，并且與其他地質(zhì)資料進行相對比，可以對地下儲熱區(qū)進行勘探，并且尋找出地熱的流體位置。在進行重力勘探時，經(jīng)常是將在野外測得數(shù)據(jù)進行相關(guān)的校正之后，可以得出重力異常分布圖、剩余重力分布圖等圖紙，繼而進行地質(zhì)狀況的推斷。

3.3 電法勘探

在進行地熱資源的勘探中，電法勘探技術(shù)是經(jīng)常使用的地球物理勘探法，這種勘探方法可以有效地分析和論證地熱形成的條件，并且可以用來確定地熱儲藏的分布、地質(zhì)導熱構(gòu)造等，進而可以推斷出地熱異常的地層。對于電法勘探技術(shù)可以分為電測深法、激發(fā)極化法以及可控音頻大地電磁測深法這三種方法。其中電測深法可以用來確定地熱儲存的深度以及地熱儲存頂部巖層的結(jié)構(gòu)；激發(fā)極化法可以用來進行水熱侵蝕帶的確定以及地下水的分布情況。

3.4 地震勘探

所謂的地震勘探就是利用人工激發(fā)產(chǎn)生的地震波在不同巖層內(nèi)的傳播規(guī)律進行地下地層狀況的勘探方法。在人工激發(fā)地震波以后，地震波在地下各個地層中不斷的進行傳播、反彈等，進而對于各種地震波資料的收集，從而利用地震波的傳播規(guī)律，對于地質(zhì)狀況進行勘探。這種勘探方法與其他的勘探方法相比具有極高的精確度、探測深度大以及分辨率高的優(yōu)點。

4 地熱勘查中對物探方法組合的應用

4.1 研究區(qū)的地球物理參數(shù)模型

通過參考某個研究區(qū)的數(shù)據(jù)以及資料，對地熱儲存狀況以及上覆巖層的情況進行綜合的分析，進而可以得到該研究區(qū)的地球物理參數(shù)模型曲線。根據(jù)曲線中的資料，我們可以發(fā)現(xiàn)基巖碳酸鹽巖溶裂隙型地熱儲存層的地震波速平均值為2681m/s～2732m/s，是地震波傳播的高速層，并且與上覆巖層存在較大的差異。由此可知，根據(jù)利用綜合物探法測得的參數(shù)模型，我們可以準確的尋找出需要的數(shù)據(jù)，并根據(jù)這些數(shù)據(jù)進行地熱儲存情況的分析。

4.2 物探方法組合的意義

在進行地球物理參數(shù)勘探時，所利用的技術(shù)就是一種組合型勘探技術(shù)。地球物理勘探技術(shù)就是利用各種不同的數(shù)據(jù)測量方法對于同一測量區(qū)域進行數(shù)據(jù)的測量，主要包括平面測量以及垂直測量這兩個方向的數(shù)據(jù)測量，在進行野外測試的試驗階段應當根據(jù)資料進行有效的總結(jié)、分析，進而對地質(zhì)的垂向以及平面的特征進行了解。

在進行地熱勘探過程中，應當采用多種物探法有效結(jié)合的方式進行，尤其是在進行地質(zhì)任務時應當選擇合適的測量方法，并且將這些方法進行有效的組合。具體的組合方法可以根據(jù)研究區(qū)域的地質(zhì)狀況進行選擇，就是將研究區(qū)域與其他地層的特性差異進行分析，如果這兩者之間的差異比較大，將能夠被研究區(qū)域內(nèi)的測量儀器及時的觀測到。

地球物理勘查工作的任務是初步查明：①圈定地熱異常范圍和熱儲的空間分布特征；②確定基底起伏及隱伏斷裂的空間展布；③確定勘查區(qū)的地層結(jié)構(gòu)，熱儲層的埋藏深度。鑒于這些地質(zhì)任務，參考研究區(qū)的工作成果和其他資料，對比分析各種方法在不同地熱田的應用效果，結(jié)合地熱田地球物理特征，建立本區(qū)地球物理勘探方法組合。

4.3 物探方法勘探地熱資源所面臨的挑戰(zhàn)

4.3.1 地質(zhì)勘探單位、業(yè)主以及政府部門對于物探技術(shù)了解不充分，對于地熱勘探技術(shù)的重視不夠。

4.3.2 地球物理資料反演的非唯一性。產(chǎn)生地球物理反問題多解性的原因：①不同的物質(zhì)形態(tài)和性質(zhì)變化對地球物理場的影響具有等效現(xiàn)象；②正演問題的非線性；③觀測數(shù)據(jù)的有限性。反演的非唯一性為精確勘查地熱資源帶來一定的困難。

4.3.3 地熱資源勘查深度加深，技術(shù)難度加大。隨著我國經(jīng)濟的高速發(fā)展，資源不斷消耗，我國本土資源的勘探開發(fā)已由淺層逐漸向深層發(fā)展，地熱資源也是如此。深部地熱資源的勘查，技術(shù)難度大。

5 結(jié)束語

總的來說，物探技術(shù)具有許多的優(yōu)點，可以客觀的反應一個地區(qū)的地質(zhì)狀況。尤其是在進行各種類型的熱量賦存狀況規(guī)律的研究等有著積極豐富的經(jīng)驗，并且在以往的地熱勘探過程中展現(xiàn)了極好的優(yōu)勢。但是，各地的地質(zhì)條件是各不相同的，因此在進行勘探的過程中應當將多種物探法進行組合使用，進而全面的對地層進行勘探，獲得我們需要的資料數(shù)據(jù)，便于后期的分析以及研究工作的進行，降低投資的風險性，提高綜合性效益。

參考文獻

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