地震與電法綜合勘探在尋找深部地熱資源中的應(yīng)用

楊建軍

[摘要]地熱資源的開發(fā)和利用一直處于探索階段，用常規(guī)的地震勘探方法與電法勘探方法綜合，通過鉆探手段來尋找地熱資源可做為一種有效的手段加以償試。

[關(guān)鍵詞]地震與電法勘探 地熱資源

[中圖分類號] P315 [文獻碼] B [文章編號] 1000-405X（2015）-8-231-2

隨著煤炭及石油等能源對環(huán)境的污染日益加重，新能源的開發(fā)和利用就顯得尤為迫切和必要，地熱資源現(xiàn)作為新能源的一部分，地熱資源作為綠色環(huán)保資源應(yīng)用前景廣闊，地熱資源的開發(fā)利用對帶動地方旅游業(yè)及相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，增加地方經(jīng)濟實力，推動城鎮(zhèn)化發(fā)展進度，提高城市生活質(zhì)量有著積極的作用。

1地質(zhì)構(gòu)造格局

遼寧省錦州市經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)屬于陰山～天山緯向復雜構(gòu)造帶與新華夏第三隆起帶的交接復合部位，地質(zhì)構(gòu)造受華夏構(gòu)造體系控制，新華夏系哈爾套～錦州斷裂帶由工作區(qū)西側(cè)呈NE向通過，因此本區(qū)構(gòu)造行跡十分發(fā)育。區(qū)內(nèi)共有6條斷裂構(gòu)造，其斷裂產(chǎn)狀、規(guī)模、特征、力學性質(zhì)、時代體系歸屬詳見表1。

這些正、逆斷層為新華夏構(gòu)造體系及緯向構(gòu)造斷裂，具有二次或多次活動的特點，其經(jīng)歷了多次構(gòu)造運動相對巖石較破碎，可形成儲水破碎帶，為地下熱水提供了通道及儲存條件。

2熱儲層特征及富水性分析

遼寧省錦州市經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)內(nèi)出露的地層由太古界建平群大營子組（Ard）、太古代混合巖（M1）、燕山早期黑云母花崗巖（R52）、燕山晚期輝綠巖脈（βμ53）、燕山晚期細晶花崗巖（r53）及第四系沉積物組成。

本區(qū)太古界建平群大營子組（Ard）黑灰色花崗巖裂隙型熱儲層可作為本區(qū)地熱資源的主要開采熱儲目的層。

花崗巖裂隙型熱儲層特征，從后期驗證孔CZ1號孔得知：井底界深度為2289.3m，井底溫度60.2℃，平均地溫梯度為2.35℃/100m。熱儲層巖性主要為黑灰色花崗巖。儲水層段1147.65～2289.30m，含水層厚度40.5m，井內(nèi)靜水位為25m，動水位280.25m，降深255.25m，出水量11.33m3/h，井口水溫43℃?，F(xiàn)階段未進行開采，因此具有較大的開采潛力。

3采用的地震及電法勘探方法

本次勘探地震采用二維地震接收方法，按近東西及南北向網(wǎng)格化布置測線9條。電法采用CMAST方法。其中3條地震剖面與電法測線的3條線重合。

地震接收道數(shù)：240道；排列長度：1975m，炮 點 距：50m，道距：25m，疊加次數(shù)：20次，發(fā)炮方向：中點，激發(fā)井深：10m，藥量：5kg。

電法CMAST線距為100m，點距為50m，測量深度超過2000m。

4成果分析及驗證孔位的確定

通過對多條地震時間剖面及電法視電阻率剖面的分析和對比。認為靠近F4號斷層的電法視電阻率異常區(qū)應(yīng)為地下熱水富存區(qū)，此低阻異常區(qū)在平面上的展布范圍為一軸向近北西向的不規(guī)則體，中心位置應(yīng)在7-8線靠近F4斷層附近。

分析認為是在地質(zhì)（斷層）構(gòu)造的作用下，破壞了巖層間的電性結(jié)構(gòu)，使電性發(fā)生不均勻的變化，進而使電阻率值呈高低相間的格局分布，表現(xiàn)出斷層構(gòu)造的電阻率空間分布特征，上述低阻異常區(qū)，推斷為是斷裂破碎帶發(fā)育的反映。此斷裂破碎帶為地下水賦存提供了條件。也給地下水提供出導水通道。地震時間剖面相同部位的地震反射波所呈現(xiàn)出的雜亂反射與電法剖面相同部位的異常低視電阻率范圍相一致相互得以驗證。

孔位的選擇應(yīng)根據(jù)相對有利的儲水部位，本區(qū)的選孔依據(jù)是電法所圈的低電異常部位，位置在7-8線上靠近F4逆斷層處，位于7-8線上，7-8線與2-3線交點附近，鉆孔見F4號斷層深度推斷為-2020m左右。定孔理由有以下幾個方面：

（1）根據(jù)以往經(jīng)驗，一般煤田鉆孔平均地溫梯度變化為每100米增3°，據(jù)了解此區(qū)相對地溫梯度較小，為每100米增2.5°左右，推斷當井深達到-2000m時，地溫可達到58°左右。

（2）F4號逆斷層為華夏構(gòu)造體系斷裂，具有二次或多次活動的特點，其經(jīng)歷了多次構(gòu)造運動相對巖石較破碎，可形成儲水破碎帶。

（3）根據(jù)地震和電法綜合剖面分析，地電低阻異常體的分布范圍在平面上為一軸向近北西向靠近F4號斷層展布。附合勘查區(qū)內(nèi)以NNE向和NW向裂隙為主的構(gòu)造格局。其異常中心位置在靠近F4號斷層的7-8線與2-3線交點處。

（4）結(jié)合地震時間剖面分析，7-8線地震時間剖面上相對應(yīng)的7-8線電法電阻變化斷面上的低電異常部位地震波存在相對雜亂的反射，此部位與電法低電異常部位相同，但深度相對偏深（勘查區(qū)大部為基巖所以速度偏高），因此所定驗證孔深度是根據(jù)地震時深轉(zhuǎn)換深度所得。

5結(jié)束語

CZ1號地熱井（驗證孔），完井目的層為太古界建平群大營子組（Ard）花崗巖。實際完井深度2289.3m。CZ1號地熱井出水層為花崗巖地層，是錦州市乃至遼寧省為第一口熱水井。本井穩(wěn)定水位埋深280.25m，降深為255.25m，涌水量為271.93m3/d（3.148L/s），井口水溫為43℃；影響半徑為R=477.5m， 滲透系數(shù)K=0.035m/d。從抽水試驗結(jié)果可以看出，本井單位涌水量和滲透系數(shù)為富水性弱的含水層，水位降深也較大。建議不要過量開采，單井開采量控制在10m3/h內(nèi)為宜，否則會影響井的使用壽命，加大使用成本。經(jīng)化驗井水含偏硅酸有醫(yī)療價值濃度為25mg/L，氟有醫(yī)療價值濃度為1mg/L，本井偏硅酸含量43.24mg/L，氟含量3.44mg/L。具有一定的醫(yī)療價值，為含偏硅酸氟水。可用于桑拿、洗浴、醫(yī)療保健等。

參考文獻

[1]張文德 赤峰市美麗河地熱資源成因分析及驗證[J].科學時代，2014，08 93-94.