探究綜合地球物理勘查技術在地熱勘查中的應用

◇吉林省水文地質調查所 滿曉兵

綜合地球物理勘查技術在很多領域均有涉及，而且得到越來越多地質勘查人員的歡迎，該技術可以調查并詳細顯示地質構造具體分布，此外還能詳細檢測在地質工程中的病害問題。所以，在社會高速發展過程照中有效使用勘查技術可以發揮其基礎性作用。對此，本文著眼于地熱資源勘查工作，簡要分析該項技術的有關應用。

作為可再生與清潔能源之一的地熱資源[1]，面對當下不斷加劇的環境污染問題，化石資源短缺的客觀問題，在緩解資源能源供需矛盾與推動社會持續性發展上發揮著重要作用。所以，借助科學手段與針對性措施勘查地熱資源十分必要[2]。

1 簡析地球物理勘查技術

1.1 地震法

所謂地震勘查，主要是借助地震波勘測地質情況，通過在地下的地震波傳播情況及及其規律，能夠如實反應地質構造條件及特點，掌握震波在傳播中存在的障礙，進而實現對地熱資源的勘測?；诓粩喟l展進步的科學技術與完善的地質勘察系統，在地熱勘查中地震勘查技術的應用率較高，尤其是應用在檢測地熱資源儲量方面，可以及時且精準反饋地熱資源具體情況，提高勘查工作的便利程度，加之地震法不需要過大的經濟投入且操作方便，能夠提高經濟效益[3]。

1.2 磁性法

磁性測量在綜合地球物理勘查技術的應用，是借助磁性儀器設備科學測量及評估自然環境中礦石及巖石資源的磁性，在我國地質勘測過程中磁勘探技術已得到相對廣泛的使用，并且獲得較好的勘測效果，同樣在地熱勘查過程中應用磁性勘測技術，也會得到理想效果。分析與檢測勘測地區發生的磁場變化程度，能夠如實反饋該地區的資源儲備及地質問題，而且最終調查結果較為精確，可以在短時間分析及反饋地質條件實際磁性情況，進而對地熱資源儲量與分布范圍加以測量。

1.3 電勘法

現階段，針對地熱資源進行勘測過程中，電勘測是也主要勘查技術之一，該技術在地熱資源勘測中的具體應用為四極法、頻率法等。我們以電測試方法為例，可以將熱儲備位置的電阻率測出，以此反映相關介質具體的電阻情況，進而能夠掌握水離子類型、水離子濃度、巖層性質以及地層孔隙等有關參數，這樣可以為開采地熱資源提供數據指導[4]。因為地下水具有極高的溶解能力以及滲透性，如果在地層深度不斷加大的情況下，會因為地下水溫的提高而增強其溶解能力，這樣會削弱其電阻率，由此呈現熱儲構造位置存在的異常情況，幫助有關勘測人員科學推測熱源位置以及分布情況。

1.4 重力法

在地熱勘查中重力勘查技術十分常見，可以依據該地區重力分布情況判斷覆蓋層（平原區）下方基底斷裂構造、隆起構造等的位置，而且能夠以地質構造分布為依據勘查地熱田情況，將勘查范圍進一步縮小，以此提升實際勘查效率減少測試時間[5]。因為隨著溫度的提高會降低巖石密度，因此將此為依據采用重力法進行地熱能源勘測，確?？睖y工作的可靠性與準確度。

2 實例應用分析

2.1 勘查準備工作

依據勘探地區的地質資料，該地區蓋層屬于二疊系含煤地層，導水構造屬于斷裂帶。在建立場址之后，針對該調查對象形成了相應的勘探策略。首先，需要進行地球物理勘探，尋找和要求相符合的蓋層及儲層，針對蓋層需要確保厚度達標至于儲層則是深度達標，從而為開工提供便利。一方面需要勘探儲層中的巖溶與裂縫帶，另一方面還需要掌握儲層的實際位置，將儲層、蓋層以及導水構造相整合構成有關模式，在此基礎上測量儲層深度與底部、蓋層厚度、鉆井位置以及導水結構。

2.2 物性勘查

在進行地球物理勘查前，應該勘探區域的物理特征進行了解，尤其是巖層自身的物理特征。巖石在地層中具有不同的物理特征，所以進行地球物理勘查的大前提則是了解巖石，針對構造勘探資料進行分析，處在不同時期的地層其自身密度各有不同。我們以碳酸鹽巖地層和碎屑巖為例，碳酸鹽巖層具有更高的密度。該調查區一共有6個密度層，主要密度界面分為5個。與此同時，之所以該地區會出現引力異常關鍵原因是受到第二與第四密度層的共同影響。要是界面屬于凸面具有較高重力。低重力異常區域為新生代與中生代盆地區域（見圖1）。對勘探區域內部磁場進行測量，能夠掌握在勘探區是否存在磁場或是存在弱磁場，通過分析這一勘查區的敏感性能夠看出，其敏感性要小于100×10-64 πSI。針對該區域巖石和地層電阻率進行測量，其結果證實兩者之間存在很大差異，如果地方硬度較大那么算多與電阻率會越高。對于第四紀電力特性而言，主要取決于含水砂層，通常其電阻率范圍出資按20至60 Ω·m，處于高阻狀態，無論是齊下還是印支灰巖頂面一直處在高阻抗，至于碎屑巖區域的電阻率相對偏低。借助分析有關實測資料能夠看到，這一勘探區域蓋層具備電阻率較低、密度低以及磁性低的主要特征，但是油藏密度卻和阻力恰恰相反，但相同于磁場情況。關于導水結構區則位于較硬地帶，具有較高電阻率并且發射器也處在高阻狀態這屬于異常狀態[6]。

圖1 異常重力區域

3 綜合地球物理勘查技術的應用路徑分析

3.1 地球物理參數模型

我們以河北省某一地質勘查工程為例，有關工作人員針對此地區的地球物理性質開展深入研究后，了解到其地震波速是2km/s，該區域儲層巖石類型屬于孔隙型新近系砂巖，第四系地震波速位于該儲層上，為此區域的一般，那么可看出兩者地震波速存在的差異十分明顯，這種差異也體現在他們的密度上[7]。提高分析熱量儲存層難過看出該地的地震波速明顯超過熱量儲存層，并且密度和電阻值偏高，但是熱量與磁性儲存層沒有較大差別，均為弱磁層。上述資源主要是工作人員針對其地質層物理性征勘查與研究而得出的，在進行勘查與開發地熱資源前，一定要認真對待收集及整理資料的工作，而且通過相關信息技術形成地球物理參數模型，才能繼續進行后期勘查，從而為順利完成勘查工作提供保障。

3.2 應用地球物理勘查技術

在前期準備工作結束并獲得有關勘查資料后，通常會結合多元方法進行物理勘查工作，在確?？睖y結果精準度的同時防止發生多解情況，另外通過勘查方法之間的印證可以提高勘查結果的真實性與可靠性。通過重力法與電勘測法能夠明確熱量儲區以及覆蓋巖層的實際方位與其深度、厚度[8]；有效分析重力、電力與磁力等相關數據能夠掌握域構造帶的密度與阻值，找出進行地熱資源調查與開采優勢區域，提供重力法與電子勘查能分析出地熱資源開發程度，掌握此區域蓋層厚度、儲層深度。針對地溫法而言，其屬于對深部地區熱田進行尋找的重要方法之一，在開采地熱資源過程中發揮著重要作用，特別是勘查深部地熱田這種方法能夠提高勘測效率與精度。在勘查地熱田之前需要了解熱田形成的主要原因，依據地熱勘查目的擇取相應的測溫方法。

4 結語

在實際勘查地熱資源工作中，提高對地球物理勘查技術的合理運用，與地區實際地熱地質勘查情況與數字化勘查模式有效結合，綜合分析與比對各種勘查方法，在其中找出科學性最強的勘查方法，能夠切實提高勘查工作效率與精確度。在地熱勘查工程中，綜合地球物理勘查技術具有十分廣闊的發展前景，必然會得到大范圍推廣與應用。