综合物探方法在地热勘查中的应用

综合物探方法在地热勘查中的应用

袁振中缪彦波

山东黄金矿业（莱州）有限公司焦家金矿 山东 莱州 261441

摘要:地热是指地球内部所蕴藏的热能。放射性元素衰变、地球自转引起的内摩擦力、星际间的牵引潮汐力等，是地热产生的主要原因。作为清洁型新能源，具有高回报、长期受益、符合低碳经济发展战略等优势，因此，倍受关注。可综合物探方法在地热勘查应用中伴有越来越重的角色，本文主要就综合物探方法在地热勘查中的应用进行分析，以供参考。

关键词：综合物探方法；地热；勘查

引言

对于地热能源而言，是绿色的，能够循环利用的可再生能源，其特点是储量大、分布广泛、能源具有清洁性等，在能源转型以及减碳发展的进程中是十分重要的能源。综合物探方法的优点是高校、低成本，具有较强的适用性，在进行地热勘察时其角色也越来越重要。此外，地热资源的也存在开发难度大、成因复杂、综合物理多解性以及风险程度高等特点，加强综合物探方法在地热勘查中的应用是十分重要的，是地热勘察的必然选择。

1综合物探方法概述

党的二十大报告指出，“深入推进能源革命，确保能源安全”。能源安全是关系国家经济社会发展的全局性、战略性问题，在当今能源短缺、绿色低碳转型的大背景下，可持续利用、可再生的新型能源成为政府和社会关注的焦点。其中，地热能源因具有极高清洁性、稳定性、安全性且储量巨大、应用广泛等特点，成为多地青睐的绿色可再生能源。随着地热资源开发深度不断加深，风险也就越来越大。为避免地热能源开发带来的风险，一定要有效加强前期工作，做到有的放矢。近年来，综合物探在地热资源勘查上被广泛应用，并取得了很多成功案例，表现出极强的生命力，且随着科技的不断发展，物探技术方法的勘探精度也变得越来越高。MT（大地电磁测深）主要用来寻找与电磁性有关的侵入岩体和构造，常规的技术理念是利用电磁法圈出脉岩，从而间接地查明构造。该研究区主要的断裂为北东方向，MT测线布设与断裂相交。假设天然电磁场以平面波的形式垂直入射大地，在地下以波的形式传播。

2综合物探方法在地热勘查中的应用

某勘探区域由于缺乏该区域详细的地热资源勘查资料，需要通过地球物理手段查明查明工作区热储层埋深等情况。因此，先进的物探技术查成为寻找地热资源的重要手段。搜集测区及周边地质、水文地质、地热地质、气象、地震、钻孔、水井等已知资料，初步确定地下一定深度内构造走向和展布特征，为合理选择物探方法勘探打下良好基础。

对于含热储层电阻率而言，通常会比非储层低，能够把地下岩层低阻异常状况最为进行地热资源判别的重要标志。在地热资源勘查时，大地电磁法是十分重要的手段，具有简捷、有效并且直观的特点，是十分重要的一种地球物理勘探方法，在地热勘查中得到了广泛的应用。

大地电磁测深法一种利用天然场源的电磁勘探方法。基于高频电磁波向地下穿透深度小，低频电磁波穿透深度大的原理，通过在地面一点主要观测频率范围为的大地电磁脉动信号，并经数据处理和分析，求得反映该点不同深度电性分布的大地电磁测深视电阻率曲线，以及计算出阻抗张量，进而做出地质解释。主要用于研究地壳上地幔的电性结构，如地壳内和上地幔高导层的发现对构造动力学提供了依据；还广泛用于油气田、地热田等的普查与勘探，具有探测高阻覆盖层以下的地质构造优势。

本次测量工作所选用的测量仪器主要是银河6双频GPS接收机（南方测绘公司），接收机标称精度为2.5mm+1ppm。本次测量时间周期为2天，共完成大地电磁测深点51个，质量检查点2个。在收集、分析已有地质、遥感、储层特征等方面工作成果资料的基础上，推断分析重点区内大致地质环境、地形地貌和构造基本情况。在大致垂直于区内地层或构造走向的方向布置测线，展开大地电磁测深工作，在通过资料处理、解译，大致了热储层、断裂构造分布情况，结合区域资料分析深部地热场的成因机制。

通过野外工作，实时监测数据变化，并对各项试验数据和各区测点数据误差进行统计，绘制各项试验曲线及单支曲线并对曲线质量进行评级。为了获得更高质量的资料处理结果，在室内对每个MT点的时间序列原始数据进行了再处理，并采用多种方法突出有用信号，抑制干扰，提高资料的性噪比。

根据测深工作以野外实测数据，充分借鉴前人的地质、物探工作经验和研究成果，以及研究区地球物理场的分布规律及特征，大体划分了盖层与热储目的层的界面。从地电断面可知，3条测线断面都有纵向分层，2条测线断面有横向分块的特点，这一特点反映了区内隐伏地层及构造的特征。盖层总体以低阻为主（模型电阻率范围1～100Ω·m），热储层则总体以相对高阻（电阻率范围100～300Ω·m）为主。隐伏断裂则表现为电性梯级带、等值线出现扭曲变形或不连续。

MT1剖面，测点21个，剖面方向45°，点号由西南至东北递增。总体来看，电阻率电性层倾角较大，成西南低阻东北高阻。根据电性断面形态结合地质资料推测存在3条断裂，编号为HF1、HF2、HF3，其中HF1断层与遥感解译断层位置比较吻合。

HF1断层位于工作区北部山前，断裂上断点位于MT1-17和MT1-18之间，物探解释为张性正断层，倾向西南，倾角约70°，断距约200m。

HF2断层的上断点位于MT1-14和MT1-15点之间，电阻率显示带状低阻，物探解译为张性正断层，倾向西南，倾角约65°。

HF3断层的上断点位于MT1-7点附近，电阻率显示低阻漏斗区，物探解译为张性正断层，倾向西南，倾角约65°；受HF1断裂影响，断层两侧均出现电阻率梯级带及扭曲等特点。

MT2剖面测点6个，剖面方向45°，点号由西南至东北递增。总体来看，电阻率电性层倾角平缓。断面图未出现电阻率梯级带及扭曲等特点。

MT3剖面测点21个，剖面方向45°，点号由西南至东北递增。总体来看，电阻率电性层倾角较大，成西南低阻东北高阻。受HF1断裂影响，断层两侧均出现电阻率梯级带及扭曲等特点。

综合分析，重点区盖层主要为侏罗系和第四系，厚度约700m，岩性主要为泥岩、页岩、砂岩、砂砾岩，其中泥岩占比不大，隔水和保温效果一般。

结束语

本文从研究区的地层、构造等地质资料为出发点，介绍了大地电磁法在地热资源勘查中的应用情况，由反演电阻率剖面图推断区内的断裂及储热层的埋深及厚度，经钻孔验证证明大地的磁法勘查在寻找地热资源方面是可行的。

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