第八章-热矿水资源调查

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1、第八章 热矿水资源调查第一节 热矿水资源调查与评价热矿水资源调查与评价主要包括三部分内容，第一部分是传统意义上的地热资源，即温度大于25的热矿水资源；第二部分是矿泉水资源调查与评价，包括饮用和医疗矿泉水；第三部分是温度小于25，埋藏在200m以浅的地热资源。一、地热资源调查的主要目的、任务地热水调查的主要目的在于寻找有开发利用价值的地热异常带，其主要任务是查明地热田的空间分布，确定勘查范围，通过钻探、勘查取得各种参数和指标，确定最有希望的远景开发区。二、地热资源主要调查内容（一）地热田地质地热田是指地壳中某一范围受共同地质因素所控制的，地温相对较高，具有开发价值的独立的地热系统，其调查的主要内

2、容为：1.地热田的地层、构造、岩浆（火出）活动及地热显示、水热蚀变等特点，控制地热田的地质条件，热储、盖层、导水和控热构造的空间展布及其组合关系。 2.对于受断裂控制的地热田，断裂构造特别是深大断裂常常是控制地热异常分布的主要因素，我国众多的温泉形成，大都与断裂构造有关，一般来说切穿深度越大、活动越强烈的断裂越有利于形成地热异常，因此需要研究断裂的形态、规模、产状、组合配套关系等特点，查明断裂系统与地热的关系。 3.对于层控的地热田，应详细划分地层，确定地层时代，区分储层和盖层。着重研究热储结构、热储的岩性、厚度及其分布范围、热储的孔隙、裂隙或岩溶发育情况等影响地热流体储存、运移、富集的地质因

3、素。4.对地热田的外围有关地区应进行必要的地质调查和地球物理、地球化学工作。探索地热田的形成、地热流体的补给来源和循环途径。 （二）地温场地热场是指地球内部空间各点在某一瞬间的温度分布。地热田内的地温、地温梯度及有关物性参数的空间分布及其变化规律，圈定地热异常范围、计算热流密度，推算热储温度，并对地热异常的成因、热储结构特征、控热构造及可能存在的热源做出合理的分析推断。 （三）热储 地热田的热储结构，热储分布面积、岩性与厚度变化、产状、埋深及边界条件，查明热储结构、地热流体的温度、压力、产量及其变化规律及各热储间的关系，测定热储的孔隙率、渗透系数、传导系数、给水度（弹性释水系数）和压缩系数等。

4、 （四）地热流体 1.地热流体特征，包括地热流体在热储中的相态、温度、地热井排放时的汽水比例、蒸汽干度、流体化学成分和同位素组成；2.地热流体的化学成分、同位素组成、有用组分以及有害成分等；3.地热流体与大气降水、地表水和常温地下水的关系，地热流体的来源及其补给、储集、运移、排泄条件及地热流体运移过程中可能出现的相变和与冷水混合过程；4.高温地热田还应查明地热流体的相态、地热并排放的汽水比例、蒸汽干度、不凝气体成分。 三、地热资源调查方法（一）航卫片解译 1.航卫片主要判断下列地热地质问题：（1）地貌、地层、地质构造基本轮廓及地热区隐伏构造；（2）地面泉点、泉群和地热溢出带，地面地热显示位置及

5、地表水体位置范围；（3）地面水热蚀变带的分布范围。2.遥感图像解译应先于地质测量工作，卫星图像和航空像片两者结合使用，必要时可进行航空红外测量。遥感图像解译应结合地面地质、物探资料进行。3.卫片宜用不同时间、不同波段的影像进行综合解译。注意卫片质量，收集不同地质体的光谱特征，建立地质、地热地质直接和间接解译标志。视工作要求和条件许可，用计算机图像处理，提高解译水平和效果。4.宜用大比例尺航片。用目视和航空立体镜解译，还可用立体测图仪成图。5.航卫片解译，应提交相应比例尺的解译图及文字说明。（二）地质水文地质调查1.地质测量在充分利用航卫片解译、搜集和分析区域地质、地形、气象、水文地质、地球化学

6、和地球物理等资料的基础上进行，其主要任务是：a.实地验证航卫片解译的疑难点，提高航卫片解译质量，选择最有希望的远景区和最好的地点进行钻探。b.着重区域地质构造研究，特别要查明与现代火山活动有关的构造断裂，查明地热田的含水层与隔水层地层时代、岩性特征、岩浆活动，阐明地热田形成的地质条件。c.查明地表地热显示的类型、分布和规模，阐述地热异常与地质构造的关系。 2.地质测量范围应包括可能的补给区和排泄区。图件比例尺应根据勘查类型和地质构造复杂程度，参照表8-1-1选定。表8-1-1 地质测量比例尺类 别勘查类型区域性图件地热田图件层 状 热 储 110万12.5万 15万12.5万 带 状 热 储

7、12.5万11万 11万15千 （三）地球化学调查地球化学调查方法在地热勘查中多被用来区分地热系统的类型，推定地下水储热体的温度以及按地热液蚀变的矿物预测热储的历史和演变，主要查明以下问题：1.在地热资源勘查各阶段中都应进行地球化学调查，并尽量采用多种地球化学地面调查方法，确定地热异常分布范围。2.采取具有代表性的地热流体（泉、井）、常温地下水、地表水、大气降水等样品进行化验分析，对比分析它们与地热流体的关系。地热流体分析样品采集方法按本规范附录B（参考件）要求采取。 3.进行温标计算，推断深部热储温度。4.测定稳定同位素和放射性同位素，确定地热流体的成因，测定地热水的年龄，推算深部热水的温度

8、，查明热水中的物质成分来源。5.计算地热流体中的C1B、C1F、C1SiO2等组分的比率，对比分析地热流体和冷水间的关系及其变化趋势，并进行水、岩均衡计算。 6.对地表岩石和勘探井岩芯中的水热蚀变矿物进行取样鉴定，分析推断地热活动特征及其发展历史。 7.地球化学调查比例尺应与地质测量比例尺一致。 （四）地球物理调查 1.主要查明以下问题： （1）圈定地热异常范围和热储体的空间分布；（2）确定地热田的基底起伏及隐伏断裂的空间展布；（3）圈定隐伏火成岩体和岩浆房位置；（4）圈定地热蚀变带。2.根据地热田的地质条件和被探测体的物性特征选用物探方法（见表8-1-2）。一般利用地温勘探圈定地热异常区；利

9、用重力法确定地热田基底起伏（凸起和凹陷）及断裂构造的空间展布；利用磁法确定水热蚀变带位置和隐伏火成岩体的分布、厚度及其与断裂带的关系；利用电法、卡、210P0法圈定热异常和确定热储体的范围及深度；利用人工地震法较准确的测定断裂位置、产状和热储结构；利用磁大地电流法确定高温地热田的岩浆房及热储位置和规模；利用微地震法测定活动断裂带。表8-1-2 各勘查阶段不同类型地热田物探方法勘查阶段/方法/勘查类型普 查详 查勘 探1 110万120万重磁面积测量，110万电测深面积测量，110万浅层测温面积测量 15万重磁面积测量，15万电测深面积测量 详细电测深面积测量，钻孔测温及各种测井，人工地震（反射

10、波法） 2 3 110万120万重磁面积测量，MT路线测量，110万浅孔地温测量 15万重磁面积测量，MT面积测量（至少三条控制剖面） 人工反射地震，MT详细工作，地热流测量，微震网观测综合测井 1 110万l20万重磁面积测量 15万重磁测量 11万重磁测量 2 3 110万电测深面积测量，110万浅层测温，110万120万重磁面积测量 15万重磁测量，15万电测深面积测量，卡面积测量 11万电测深，人工地震（反射波法），电剖面测量，卡剖面测量，综合测井 3.地球物理调查比例尺应与地面测绘比例尺一致。对获得的物探资料，应结合地热地质条件、地热流体特征进行分析，提出综合解译成果，作为勘探井的布

11、置依据。 （五）地热流体、土、岩实验1.在地热勘查工作中，应系统采取水、气、岩土等样品进行分析鉴定，以获得热储的有关参数。 按以下要求采取样品： 地热流体全分析：各勘查阶段的勘探井和代表性泉点全部取样。 气体分析：凡有逸出气体的井、泉均需采集气体样品。 微量元素、放射性元素、毒物分析：普查阶段各取1-3个，详查阶段各取3-5个，勘探阶段各取57个。 稳定同位素：详查阶段可取1-2个，勘探阶段1-3个。 放射同位素：详查阶段可取3-5个，勘探阶段5-7个。 岩、土分析样：按实际需要采取。 2.地热流体化学成分应进行全分析（主要阴阳离子和F、Br、I、SiO2、B、H2S等）微量元素（Li、Sr、

12、Cu、Zn等），放射性元素（U、Ra、Rh）及总总放射性的分析，对温泉和浅埋热储应视情况增加污染指标的分析，如酚、氰等，还要根据不同的利用目的增加其他分析项目。 3.同位素分析一般测定稳定同位素（18O、34S、2H）和放射性同位素（3H、14C），以研究地下水热水的成因、年龄、补给来源等。4.气体成分分析应尽量包括H2S、CO2、02、N2、CO、NH4、CH4、Ar、He等项目，以评价地热流体质量。 5.岩、土分析鉴定应依据地热田实际情况有选择的进行。 （1）对热储及代表性盖层的岩芯或岩石，一般可测定其物理、水理性质，项目包括：密度、比热、导热率、渗透率、孔隙度等。 （2）与热储密切有关的

13、岩芯或岩石可进行同位素年龄、古地磁、微体古生物、化石、孢粉、重矿物、岩石化学等测定和鉴定，以确定其地层时代和岩性。 （3）应用岩石薄片鉴定水热蚀变矿物并研究其演化过程，如发现矿物包体则可进行包体测温。（4）应用岩石中铀、钍、钾放射性含量，研究形成区域性热异常的产热率背景。 （六）地热钻探 1.勘探井的设计、施工以及勘探井内各种测试应满足查明地热地质条件，取得有代表性的计算参数和评价地热资源的需要。 2.地热田内存在多个热储时，应分别查明热储的压力、水位、温度、流量和地热流体质量。勘探井穿透不同热储时应做好下套管固井或止水工作，防止破坏热储的自然特征。3.除专门设计的定向井外，勘探井应保持垂直，

14、在100m深度内其井斜不应大于1。 4.勘探井口径应满足取样测井以及完井后安装抽水试验设备要求，探采结合井还应满足生产井设计抽水量及止水填料的要求。第四纪松散地层勘探井应保证滤水管外围有100mm的填充厚度。基岩勘探井口径应能满足水泥固井及可能下入滤水管的要求。地质勘探井及观测井终井口径一般不小于91mm。 5.每一热田应有12个勘探井要求全部取芯，探采结合井可间断取芯，但必须做好岩屑录井。岩芯采取与岩屑录井应满足划分地层、确定破碎带、储层岩性、厚度等要求。松散地层和断层破碎带采取率不应小于40，完整基岩不低于60。对中、高温地热勘探井要特别注意采取水热蚀变岩芯或岩屑。 6.勘探井在钻进过程中

15、和完井后必须进行地球物理测井，测井项目取决于地质需要，一般井段做井径、井斜、电阻率、自然电位、自然伽玛、井温和井底温度等项目。完井后除做上述项目外。还应进行稳态井温测量。对高温地热田和中低温大型地热田还应做密度、声波、中子和流量测井。 7.钻进过程中的简易观测要求： （1）目的层井段，必须经常对泥浆槽液面及泥浆池中的泥浆量的变化进行观察，注意有否漏失，漏失量及速度、漏失前后泥浆性能的变化。 （2）详细记录钻进的涌水、井喷、漏水、涌砂、逸气、掉块、塌孔、缩径等现象的起止时间、井深、层位及采取的处理措施等。对井涌或井喷还应详细观察记录涌、喷量及高度，连续或间断的涌喷规律、涌喷前后的泥浆性能变化等。 （3）系统测定井口泥浆的温度变化，在钻入热储目的层段时应加密观测并做好记录。 （4）钻进过程中对蹩、跳钻、放空等情况应认真记录起止时间、井深、层位、蹩跳程度、钻时情况，做好地质方面的分析判断。 （七）完井试验 1.勘探井和探采结合井都应进行完井试验，测定地热资源评价必须的计算参数。完井试验是指低温井的抽水、涌水试验和中、高温井的放喷试验。