论文部分内容阅读
[摘 要]本文通过对工作区导水、控热构造、盖层、热储层、地温场等地热地质特征的分析，确定了地热钻井位置，并对地热井出水量及出水温度的预测，为在该区施工地地热井提供了可信度较高的地热地质依据。
[关键词]地热地质特征 导水 控热构造 盖层 热储层 地温场 地热井 预测
中图分类号：P314 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）04-0289-01
2011年8月-2012年8月我队在铁岭市清河区北约60km2范围进行了地热普查工作，本次工作主要任务是运用地球物理勘探新技术新方法，初步查明铁岭市清河区北地区的地质构造条件，找出地热地质靶区，分析地热的生成条件，为在该区施工地热井提供了充分的地热地质依据。
一、工作区地热地质特征
1.1 导水、控热构造特征
可控源反演电阻率断面推断的F1、F2、F3、 F4四条北东向断裂，倾向西北，倾角较陡（70°-85°），地表无出露，为隐伏性断裂，其影响深度均大于2000 m，应为本区导水控热构造。
1.2 基地起伏形态的推断
由地磁异常和可控源反演电阻率断面图推测的地质剖面综合分析，盆地走向北东，盆地具有北浅南深的特点，测区南部、西部有地下热储存在远景。地磁异常显示测区南部、西部为相对的低磁异常，反映有磁性的火成岩或火山岩埋藏相对较深。由CSAMT法反演电阻率分析，在测区西南部，存在较厚的低阻地层，厚度约800-1200m，推测可能为白堊系，该地层为地下热储的良好盖层，使得地下温度得到较好的保存。另外该区段内构造相对比较发育，为地下热储提供了一定的储存空间和补给通道，是本普查区寻找热储的远景区域。
1.3 盖层特征
普查区第四系覆盖很薄，盖层以中生代白垩系泉头组泥岩、砂砾岩为主，其下为一套陆相沉积的侏罗系英树沟组页岩、粉砂岩，深度在800-1600m左右，其热导率低，具有较好的保温效果。
1.4 热储层特征
本区深部地层主要为火成岩或花岗岩，其储水能力较差，不能形成层状热储。但工作区位于郯庐断裂带附近，构造以断裂为主，主要为北东向压扭性断裂。本次勘查工作圈定了北东向4条断裂构造，分析认为有可能形成带状断裂构造热储。
1.5 地温场特征
从地热增温梯度看，2003年在清河水库西侧施工的890m地热勘查井测井资料，400m以下平均每百米增温1.96℃，790—890m每百米达到3.2℃，表明随着深度增加，地热增温梯度也在增加。本地区地热增温梯度平均为2.77℃/100m。
1.6 地下热水循环特征
由地磁异常和可控源反演电阻率断面图综合分析，认为测区南部、西部有地下热储存在远景。地磁异常显示测区南部、西部为相对的低磁异常，反映有磁性的火成岩或火山岩埋藏相对较深。由CSAMT法反演电阻率分析，在测区西南部，存在较厚的低阻地层，厚度约900m，推测可能为白垩系，该地层为地下热储的良好盖层，使得地下温度得到较好的保存。另外该区段内构造相对比较发育，为地下热储提供了一定的储存空间和补给通道，是本普查区寻找热储的远景区域。
综上所述，说明本区地热异常存在，地热水水质达到理疗热矿泉水标准。地热（温泉）水的三要素（热、矿、水）已具备二要素。本次寻找地热的重点是在找水上下功夫，只要能寻找到富水断裂构造，在清河地区打出有利用价值的地热（温泉）水还是有希望的。
二、工作区地热钻井位置确定
地热钻井位置确定的原则：
1、选在断裂破碎带附近，在热储层中可能揭露破碎带。
2、有一定厚度的盖层。
3、尽量选择侵入岩体及火山岩埋深相对较深的位置。
4、满足以上三条后参考CYT法测点探测曲线中储水层较多的位置。
从CYT法各测点探测曲线图中看出，储水层深度多集中在1000～2000m范围内，现对各点储水层进行统计见表7。从表7中可以看出，1000m—2000m以下含水层较好的点位分别为：KY13-338#（7层，31m厚）、KY13-342#（7层，32m厚）、KY19-292#（7层，30m）、KY19-448#（7层，30m厚）、KY25-328#（7层，33m厚）。
1#井位选在大地电场岩性探测KY13-338点，即CSAMT剖面130线334点，该处F3断裂音频大地电磁测深深部为低阻带（F3断裂），且为磁法勘探低磁异常区，推测1800-1900m可揭露F3断裂，CYT探测显示该点1000m以下具有5层含水层，累计含水层厚度在25m左右。建议设计井深2000m。
2#井位选在大地电场岩性探测KY19-230点，即CSAMT剖面190线230点。该点处于可控源音频大地电磁测深圈定的F4断裂带附近，推测1600-1800m可揭露F4断裂，且为磁法勘探低磁异常区。CYT探测显示该点1000m以下具有5层含水层，累计含水层厚度在24m左右。建议设计井深2000m。
三、出水量及出水温度的预测
根据储水层岩性和CYT法研究对比分析后，推测这二处探井日出水量在100—200m3左右。
根据铁清热ZK1井测温资料，该井在1000m处的温度为48.0℃，地热增温率为1.88-2.77℃/100m。本次确定的2处探井按照此增温率计算，在2000m处井底温度能达到66.8-75℃左右。考虑出水量可能性较小及成井工艺及出水温度损失，预测出水温度40℃左右。
综合普查区地质、地球物理条件，地热资源基本具备了热储、盖层和导水构造条件，但由于区内储热层岩性条件制约，地热水资源量十分有限，如进行钻探，投资风险较大，应采取谨慎和科学的态度。
参考文献
[1] 郭奎智等《辽宁省铁岭市清河区北地热普查报告》辽宁省第九地质大队，2013年.
[关键词]地热地质特征 导水 控热构造 盖层 热储层 地温场 地热井 预测
中图分类号：P314 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）04-0289-01
2011年8月-2012年8月我队在铁岭市清河区北约60km2范围进行了地热普查工作，本次工作主要任务是运用地球物理勘探新技术新方法，初步查明铁岭市清河区北地区的地质构造条件，找出地热地质靶区，分析地热的生成条件，为在该区施工地热井提供了充分的地热地质依据。
一、工作区地热地质特征
1.1 导水、控热构造特征
可控源反演电阻率断面推断的F1、F2、F3、 F4四条北东向断裂，倾向西北，倾角较陡（70°-85°），地表无出露，为隐伏性断裂，其影响深度均大于2000 m，应为本区导水控热构造。
1.2 基地起伏形态的推断
由地磁异常和可控源反演电阻率断面图推测的地质剖面综合分析，盆地走向北东，盆地具有北浅南深的特点，测区南部、西部有地下热储存在远景。地磁异常显示测区南部、西部为相对的低磁异常，反映有磁性的火成岩或火山岩埋藏相对较深。由CSAMT法反演电阻率分析，在测区西南部，存在较厚的低阻地层，厚度约800-1200m，推测可能为白堊系，该地层为地下热储的良好盖层，使得地下温度得到较好的保存。另外该区段内构造相对比较发育，为地下热储提供了一定的储存空间和补给通道，是本普查区寻找热储的远景区域。
1.3 盖层特征
普查区第四系覆盖很薄，盖层以中生代白垩系泉头组泥岩、砂砾岩为主，其下为一套陆相沉积的侏罗系英树沟组页岩、粉砂岩，深度在800-1600m左右，其热导率低，具有较好的保温效果。
1.4 热储层特征
本区深部地层主要为火成岩或花岗岩，其储水能力较差，不能形成层状热储。但工作区位于郯庐断裂带附近，构造以断裂为主，主要为北东向压扭性断裂。本次勘查工作圈定了北东向4条断裂构造，分析认为有可能形成带状断裂构造热储。
1.5 地温场特征
从地热增温梯度看，2003年在清河水库西侧施工的890m地热勘查井测井资料，400m以下平均每百米增温1.96℃，790—890m每百米达到3.2℃，表明随着深度增加，地热增温梯度也在增加。本地区地热增温梯度平均为2.77℃/100m。
1.6 地下热水循环特征
由地磁异常和可控源反演电阻率断面图综合分析，认为测区南部、西部有地下热储存在远景。地磁异常显示测区南部、西部为相对的低磁异常，反映有磁性的火成岩或火山岩埋藏相对较深。由CSAMT法反演电阻率分析，在测区西南部，存在较厚的低阻地层，厚度约900m，推测可能为白垩系，该地层为地下热储的良好盖层，使得地下温度得到较好的保存。另外该区段内构造相对比较发育，为地下热储提供了一定的储存空间和补给通道，是本普查区寻找热储的远景区域。
综上所述，说明本区地热异常存在，地热水水质达到理疗热矿泉水标准。地热（温泉）水的三要素（热、矿、水）已具备二要素。本次寻找地热的重点是在找水上下功夫，只要能寻找到富水断裂构造，在清河地区打出有利用价值的地热（温泉）水还是有希望的。
二、工作区地热钻井位置确定
地热钻井位置确定的原则：
1、选在断裂破碎带附近，在热储层中可能揭露破碎带。
2、有一定厚度的盖层。
3、尽量选择侵入岩体及火山岩埋深相对较深的位置。
4、满足以上三条后参考CYT法测点探测曲线中储水层较多的位置。
从CYT法各测点探测曲线图中看出，储水层深度多集中在1000～2000m范围内，现对各点储水层进行统计见表7。从表7中可以看出，1000m—2000m以下含水层较好的点位分别为：KY13-338#（7层，31m厚）、KY13-342#（7层，32m厚）、KY19-292#（7层，30m）、KY19-448#（7层，30m厚）、KY25-328#（7层，33m厚）。
1#井位选在大地电场岩性探测KY13-338点，即CSAMT剖面130线334点，该处F3断裂音频大地电磁测深深部为低阻带（F3断裂），且为磁法勘探低磁异常区，推测1800-1900m可揭露F3断裂，CYT探测显示该点1000m以下具有5层含水层，累计含水层厚度在25m左右。建议设计井深2000m。
2#井位选在大地电场岩性探测KY19-230点，即CSAMT剖面190线230点。该点处于可控源音频大地电磁测深圈定的F4断裂带附近，推测1600-1800m可揭露F4断裂，且为磁法勘探低磁异常区。CYT探测显示该点1000m以下具有5层含水层，累计含水层厚度在24m左右。建议设计井深2000m。
三、出水量及出水温度的预测
根据储水层岩性和CYT法研究对比分析后，推测这二处探井日出水量在100—200m3左右。
根据铁清热ZK1井测温资料，该井在1000m处的温度为48.0℃，地热增温率为1.88-2.77℃/100m。本次确定的2处探井按照此增温率计算，在2000m处井底温度能达到66.8-75℃左右。考虑出水量可能性较小及成井工艺及出水温度损失，预测出水温度40℃左右。
综合普查区地质、地球物理条件，地热资源基本具备了热储、盖层和导水构造条件，但由于区内储热层岩性条件制约，地热水资源量十分有限，如进行钻探，投资风险较大，应采取谨慎和科学的态度。
参考文献
[1] 郭奎智等《辽宁省铁岭市清河区北地热普查报告》辽宁省第九地质大队，2013年.