江蘇省宜興市元上地區(qū)地?zé)岬刭|(zhì)特征及鉆井設(shè)計(jì)

劉 曉，趙 莉，于貞貞，李 帆

（山東省煤田地質(zhì)局第三勘探隊(duì)，山東 泰安 271000）

1 調(diào)查區(qū)地?zé)岬刭|(zhì)條件

1.1 地?zé)醿?chǔ)層

調(diào)查區(qū)地?zé)醿?chǔ)層為三疊紀(jì)和二疊-石炭紀(jì)的碳酸鹽巖地層。三疊紀(jì)青龍組巖性主要為微晶、粉晶質(zhì)灰?guī)r，二疊-石炭紀(jì)的棲霞組、船山組、黃龍組、老虎洞組巖性都以微晶、細(xì)晶灰?guī)r、白云巖為主。在斷裂部位碳酸鹽巖巖溶裂隙較為發(fā)育，富含地?zé)崴抢硐氲牡責(zé)醿?chǔ)層。

（1）青龍組（T1q）：上部為灰黃色薄層泥巖夾泥灰?guī)r，灰色薄層狀粉晶灰?guī)r夾泥質(zhì)泥晶灰?guī)r及泥巖，局部夾礫屑微晶灰?guī)r。下部為灰色薄-中層狀粉晶灰?guī)r與紫灰黃色泥晶瘤狀灰?guī)r互層；粉晶灰?guī)r夾蠕蟲狀灰?guī)r，局部夾白云質(zhì)灰?guī)r。

（2）棲霞組（P2q）：自下而上可分五段：①碎屑巖段，為粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖、炭質(zhì)頁巖及夾薄煤層的含煤巖系，厚0.4 ～2.5m；②臭灰?guī)r段，深灰、灰黑色中-厚層狀瀝青質(zhì)灰?guī)r，生物屑灰?guī)r，厚30 ～90m；③下硅質(zhì)層段，深灰、灰黑色薄-中層狀硅質(zhì)巖夾灰?guī)r，厚5 ～10m；④灰?guī)r段，深灰、灰黑色中厚至塊狀微晶灰?guī)r，生物屑灰?guī)r、含燧石結(jié)核或條帶，厚100m；⑤上硅質(zhì)層段，深灰、灰黑色薄層狀硅質(zhì)巖，夾薄-厚層狀微晶灰?guī)r、硅質(zhì)白云巖，厚4 ～25m。

（3）船山組（C3P1c）：巖性為灰-灰黑色厚層塊狀核形石微晶灰?guī)r、亮晶灰?guī)r及生物屑微晶灰?guī)r。

（4）黃龍組（C2h）：主要巖性為灰-淺灰色厚層塊狀微晶灰?guī)r、生物屑灰?guī)r，底部為粗晶灰?guī)r，常含燧石結(jié)核及條帶。

（5）老虎洞組（C1-2l）：巖性為灰色中厚層細(xì)晶粉晶白云巖夾鈣質(zhì)泥、頁巖和少量燧石結(jié)核，具石鹽假晶和鳥眼構(gòu)造，底部為石英細(xì)礫巖，含礫粉砂質(zhì)泥巖。

1.2 地?zé)嵘w層

地?zé)嵘w層主要為侏羅系和二疊系，其中侏羅系厚度500 ～1500m，巖性主要為火山巖、火山碎屑巖，熱導(dǎo)率相對較低，有利于熱儲(chǔ)層蓄熱增溫，構(gòu)成良好的地?zé)嵘w層；二疊系巖性主要為粉砂質(zhì)頁巖、粉砂質(zhì)泥巖、粉砂巖、夾煤層，熱導(dǎo)率相對較低，有利于熱儲(chǔ)層蓄熱增溫，是良好的地?zé)嵘w層。

1.3 構(gòu)造條件

區(qū)域上隆凹相間構(gòu)造是中生代以來上地幔熱動(dòng)力作用的結(jié)果，是尋找地?zé)豳Y源的有利構(gòu)造條件。隆凹相間構(gòu)造與深切斷裂關(guān)系密切，凹陷盆地邊緣及內(nèi)部存在一系列平行于盆地邊界的深斷裂，是深部熱源上導(dǎo)的主要通道。

區(qū)域上調(diào)查區(qū)處于溧陽火山巖盆地，位于盆地內(nèi)北西向新昌-元上斷裂上，是有利于熱流的上導(dǎo)在淺部會(huì)聚，使地層溫度增高的部位，因此調(diào)查區(qū)處于大地?zé)崃鲄R聚的有利部位。

本次可控源音頻大地電磁測深的解譯結(jié)果表明調(diào)查區(qū)內(nèi)富水構(gòu)造較發(fā)育，存在北西向、北北西斷裂，與區(qū)域性北西斷裂性質(zhì)較一致，可能是其在調(diào)查區(qū)的一部分或其次級斷裂。

2 綜合地質(zhì)解譯

2.1 地層解譯結(jié)果

根據(jù)可控源音頻大地電磁測深、音頻大地電磁測深、淺層地表測溫資料分析，結(jié)合溧陽火山巖盆地內(nèi)已有深井資料推斷，反演電阻率斷面圖上反映了3000m 以淺大致分為4 個(gè)大的電性層。

第 一 層 深 度0 ～500m， 低 電 阻 層， 電 阻 率值1000Ωm 以 上， 厚 度500m±， 為 第 一 電 性 分層，推斷為第四紀(jì)及侏羅紀(jì)黃尖組地層。第二層 深 度500 ～1000m， 中 高 電 阻 層， 電 阻 率 值1000 ～25000Ωm，厚度500m±，為第二電性分層，推斷為三疊紀(jì)青龍組地層。第三層深度1000 ～2000m，中低電阻層，電阻率在2000Ωm 以下，為第三電性分層，推斷為二疊紀(jì)地層。第四層深度2000m 以下（或0 ～1000m），高阻電阻層，電阻率在4000Ωm 以下，為第四電性分層，推斷為二疊-石炭紀(jì)地層。

2.2 構(gòu)造解譯結(jié)果

斷層解釋依據(jù)：在電阻率斷面圖上橫向上出現(xiàn)電阻率突變或縱向上見陡立的低阻異常一般是判斷斷層存在的主要標(biāo)志。反演電阻率斷面圖上存在這些電阻率橫向突變帶，被推斷由斷層產(chǎn)生。

5條測線共出現(xiàn)了多處很明顯的電阻率橫向突變帶，可能為斷裂的反映。本次勘查推斷出了F1、F2兩條斷裂：F1斷裂為北西走向，傾角較陡，傾向南西；F2斷裂為北北西走向，傾角較陡，傾向北東東，與區(qū)域內(nèi)北西向新昌-元上斷裂性質(zhì)較一致，應(yīng)是該斷裂在調(diào)查區(qū)的一部分或新昌-元上斷裂的次級斷裂。

2.3 淺表地溫測量

本次工作對調(diào)查區(qū)淺表地溫進(jìn)行了測量，測量是在可控源音頻大地電磁測深解譯的基礎(chǔ)上，對異常地段進(jìn)行的，測量點(diǎn)布置在可控源音頻大地電磁測深剖面測點(diǎn)上，并結(jié)合區(qū)域性深部地溫場特征對區(qū)內(nèi)水熱循環(huán)規(guī)律進(jìn)行了研究，為合理確定地?zé)徙@井位置提供了參考依據(jù)。

淺表地溫分布與斷裂構(gòu)造展布及深部地溫場關(guān)系十分密切。斷裂構(gòu)造帶往往存在淺表地溫異常，區(qū)域上的地溫異常也可能是高熱流的反映。

根據(jù)淺表地溫等值線分布圖反映呈一北西向的淺表地溫較高帶，明顯高于東南側(cè)，可能與區(qū)內(nèi)北西向斷裂構(gòu)造新昌-元上斷裂發(fā)育有關(guān)。

3 設(shè)計(jì)地?zé)峋坏責(zé)岬刭|(zhì)條件

3.1 RYYS1 地?zé)峋坏責(zé)岬刭|(zhì)條件

（1）CSAMT 勘查反演斷面上，40 線2000 點(diǎn)處縱深1400 ～3000m 存在一相對低阻帶，推測為富水?dāng)嗔哑扑閹Х从?。?）該點(diǎn)位于F1斷裂的南西側(cè)不遠(yuǎn)，是深部熱流向上運(yùn)移的有利地帶。（3）本區(qū)地下2000m以淺存在地層為侏羅系的火山巖、火山碎屑巖和二疊系粉砂巖、泥巖煤系地層，有較好地?zé)嵘w層。（4）本區(qū)地下有三疊紀(jì)青龍組地層和二疊-石炭系的碳酸鹽巖地層，是較好的地?zé)醿?chǔ)層。

3.2 RYYS2 地?zé)峋坏責(zé)岬刭|(zhì)條件

（1）CSAMT 勘查反演斷面上，20 線2300 點(diǎn)處縱深1400 ～3000m 存在一相對低阻帶，推測為富水?dāng)嗔哑扑閹Х从场＃?）該點(diǎn)位于F1斷裂的南西側(cè)不遠(yuǎn)，是深部熱流向上運(yùn)移的有利地帶。（3）本區(qū)地下2000m以淺存在地層為侏羅系的火山巖、火山碎屑巖和二疊系粉砂巖、泥巖煤系地層，有較好地?zé)嵘w層。（4）本區(qū)地下有三疊紀(jì)青龍組地層和二疊-石炭系的碳酸鹽巖地層，是較好的地?zé)醿?chǔ)層。

4 地?zé)徙@井地質(zhì)設(shè)計(jì)

地?zé)徙@井設(shè)計(jì)、施工、鉆井中的地質(zhì)編錄與完井的各種測試應(yīng)滿足成井質(zhì)量要求和查明地?zé)峋貙咏Y(jié)構(gòu)、地溫變化、熱儲(chǔ)的滲透性、地?zé)崃黧w壓力及其物理性質(zhì)、化學(xué)組份，取得代表性參數(shù)的需要。

4.1 鉆孔主要技術(shù)要求

（1）鉆孔口徑應(yīng)滿足取樣、測井及完井試驗(yàn)設(shè)備、開采設(shè)備的要求；終孔口徑不小于216mm。（2）按有關(guān)規(guī)范要求進(jìn)行鉆具丈量和井斜測量，300m 深度內(nèi)井斜不大于1°，1000m 深度內(nèi)井斜不大于3°，1000m 以下井斜不大于5°，井深誤差不大于1/1000。（3）合理使用沖洗液，鉆遇熱儲(chǔ)層后采用清水或稀泥漿作為沖洗液。（4）表層管深度300m 為宜，固井水泥應(yīng)上返至井口；技術(shù)管下入深度至儲(chǔ)層完整巖段，固井水泥應(yīng)充滿管壁間隙，表層管與技術(shù)管之間疊合部分不少于30m。固井工藝要兼顧止水、保溫，對侏羅系以上井段，采用泡沫水泥或添加絕熱材料等辦法進(jìn)行保溫固井。（5）鉆孔大部分采取無芯鉆進(jìn)，全孔巖屑錄井，并做好編錄，巖屑錄井間距為5m；對熱儲(chǔ)層、蓋層及其他重要的有代表性的巖層采取取芯鉆進(jìn)，巖芯采取率要求不小于70%。

4.2 地球物理測井及地質(zhì)編錄、采樣

（1）在鉆進(jìn)過程中和完井后必須進(jìn)行地球物理測井，并進(jìn)行測井資料解釋，測井項(xiàng)目為井徑、井斜、電阻率、自然電位、天然放射性、井溫、密度、固井聲波等項(xiàng)目。（2）做好地質(zhì)觀察與編錄工作，注意觀察巖屑成分、巖性變化，并保留代表性的巖屑樣品；目標(biāo)層段應(yīng)注意觀測沖洗液性能及漏失量變化，詳細(xì)記錄鉆井涌水、井噴、漏水、涌砂、逸氣、掉塊、塌孔、放空、縮徑等現(xiàn)象；系統(tǒng)測定井口沖洗液的溫度變化，對儲(chǔ)蓋層界面進(jìn)行判斷。（3）應(yīng)系統(tǒng)采取水、氣、巖土等樣品進(jìn)行分析，獲取熱儲(chǔ)、蓋層、流體的有關(guān)參數(shù)。各類樣品分析有地?zé)崃黧w全分析、氣體分析、微量元素、放射性、毒物分析及巖土分析。

4.3 鉆遇地層預(yù)測

依據(jù)區(qū)域地層資料以及本次可控源測量結(jié)果，設(shè)計(jì)地?zé)徙@井可能鉆遇地層為第四系、侏羅系、三疊系、二疊-石炭系，目標(biāo)層為三疊紀(jì)和二疊-石炭紀(jì)的碳酸鹽巖地層。

5 結(jié)束語

（1）區(qū)內(nèi)地?zé)醿?chǔ)層：三疊紀(jì)和二疊-石炭紀(jì)的碳酸鹽巖地層。（2）地?zé)嵘w層主要為第四系、侏羅系及二疊系的碎屑巖地層；F1 斷裂破碎帶是有利的蓄水構(gòu)造。區(qū)內(nèi)地溫條件良好，大地?zé)崃鬏^強(qiáng)，地溫梯度2.1℃/100m。（3）選定了2 處地?zé)峋唬≧YYS1、RYYS2），井位分別在CSAMT 勘查40 線剖面2000 點(diǎn)處、20 線剖面2300 點(diǎn)處。設(shè)計(jì)地?zé)峋疃?500m，預(yù)測井口出水溫度40℃以上，單井出水量大于200m3/d。