首頁 新聞資訊 地熱科普 地熱勘查

地熱勘查

地震勘探技術在地熱勘探中的應用

  0 引言
 
  地下熱水是具有多種用途的可再生能源和水資源
。其應用領域廣泛，在現(xiàn)代浴療
、供暖、旅游
、發(fā)電等方面具有很高的應用價值
，而且無污染，并可持續(xù)利用
，是全世界經(jīng)濟—能源—環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的重要組成部分。目前國外地熱資源的勘探和開發(fā)發(fā)展很快
，有的國家的熱儲溫度已經(jīng)超過300℃，而且設有專門的地熱研究機構
。我國地熱資源儲量占全球熱能活力的 7.9%，但目前的開采量不足可開采量的一成
，因而開發(fā)潛力巨大。
 
  在地熱資源的勘探中
，電法是最主要的勘探方法，但電法存在先天的局限性
，那就是電法的體積效應，勘探的深度越深
，體積就越大，相應的可靠性就越低
。
 
  地震勘探方法正好彌補了電法的這種不足。地震勘探在石油
、天然氣和煤炭等領域的應用已經(jīng)具有了一套較為成熟的理論和方法，在實踐中已經(jīng)積累了豐富的經(jīng)驗并取得了豐碩的成果
，雖然地震勘探在地熱資源的勘探中應用的還很少
，但取得了顯而易見的效果
。
 
  1 勘探區(qū)地熱地質(zhì)特征
 
  1.1 勘探區(qū)地質(zhì)特征
 
  該區(qū)位于常州凹陷的東北側
。正處于常州重力負異常與江陰重力正異常的過渡帶上，上延 2~8km
，NW 向重力梯度帶仍很明顯
，反映區(qū)域性 NW 向蘇錫常大斷裂與何(橋)－洪(聲)斷裂在高速公路兩側附近通過，斷裂以東地區(qū)上升
，中、新生界沉積物厚約 300~1000m
，以下即為三疊系青龍灰?guī)r或古生界地層。斷裂以西地區(qū)下降
，中
、新生界沉積物厚達 1500~2500m 左右
。
 
  推測區(qū)內(nèi)-1000m 以上地層為第四系、第三系和白堊系的砂巖
、泥巖沉積
，-1000~-1600m 左右為白堊系浦口組礫巖層
，-1600~-2500m 左右為白堊系葛村組砂巖
、泥巖沉積
，-2500m 以下為侏羅系象山砂巖或三疊系青龍灰?guī)r層
。
 
  1.2 地熱異常
 
  區(qū)內(nèi)為第四系全復蓋的平原區(qū)
，蓋 層 厚 達1500~2500m，有利于深層保溫
，地溫梯度應偏高
。
 
  據(jù)怡康井資料
，平均地溫梯度為 2.65℃/100m，水溫隨埋藏深度的增加而自然增加
，孔深 1500m 時
，井底水溫 57.5℃
，以溫降梯度 0.5℃/100m 計算
，井口出水溫度約 50℃
。
 
  區(qū)東高速公路兩側有 NW 向區(qū)域性蘇錫常斷裂和何(橋)－洪(聲)斷裂
，斷層落差大，下切地層深
，可構成深層熱水富集和向上運移的通道。
 
  青龍灰?guī)r
、棲霞灰?guī)r和石炭系灰?guī)r是蘇南主要的巖溶含水層，可構成深層的熱儲層
，應作為蘇錫常斷裂及何(橋)－洪(聲)斷裂帶上及斷裂帶以東的主要探查目的層
。白堊系浦口組以紫紅色礫巖為主夾砂巖
、泥巖
，泥質(zhì)膠結
，礫石成分主要為灰?guī)r
、砂巖和燧石
，組成了以月星廣場為峰頂?shù)墓艥撋?頂深約-50m)
。在長期的風化剝蝕過程中
，礫巖層孔隙
、巖溶發(fā)育
，富水性較強
，屬孔隙
、巖溶承壓含水層
。淺層水順礫巖層頂部剝蝕面滲流流入?yún)^(qū)內(nèi)-1000~-1600m 的礫巖層內(nèi)
，隨埋藏深度的增加
，水溫逐步升高至 47~58℃左右
，且因蘇錫常斷裂東青龍灰?guī)r層水與地表水相連
，水頭較高
，地下熱水有可能順井自動升至淺部
，有利于地下熱水的開采
。
 
  因此
，區(qū)內(nèi)具有一定賦存深層地下熱水的地質(zhì)條件
。本次普查主要是尋找斷層帶水
。
 
  2 地震勘探技術
 
  2.1 野外數(shù)據(jù)采集方法
 
  合理選擇各種野外采集參數(shù)
，可以有效地抑制干擾，突出有效波
，提高對小地質(zhì)構造的分辨能力
，試驗的目的就是研究分析該區(qū)影響地震資料品質(zhì)的主要因素及提高地震資料信噪比和分辨率的施工方法與技術
。因此
，必須在理論分析計算的基礎上通過試驗選取最佳的采集參數(shù)與施工技術
。
 
  在經(jīng)過細致的野外踏勘基礎上，又進行了充分的理論論證
。本次試驗主要對激發(fā)接收要素進行了試驗
?div id="jpandex" class="focus-wrap mb20 cf">？紤]到實際情況和觀測系統(tǒng)設計情況
，在CZ-2 線的大號端進行了激發(fā)參數(shù)的試驗
，通過試驗選擇了適合于本勘探區(qū)的施工參數(shù)和施工方法
。
 
  試驗結論：通過充分的試驗對比
，在井深大于20m
，藥量 2kg 的情況下
，干擾波背景較小
，有效波能量較強，頻率較高
，能達到本次勘探的要求。
 
  經(jīng)過野外實地踏勘
，收集并分析已有地質(zhì)資料，綜合考慮勘探區(qū)的地質(zhì)任務、地形地貌
、目的層的賦存深度及構造情況等，根據(jù)試驗結果并結合區(qū)內(nèi)實際情況
，本次勘探采用了固定排列觀測系統(tǒng)
，開動 60 道接收
，最高 60 次覆蓋
，道距 15m
，炮距 15m
。
 
  儀器的記錄因素和試驗記錄因素相同
。
 
  2.2 地震資料處理
 
  本區(qū)的資料處理所 用的處理軟件為法國CGG公司 GeovecturPlus V6.1 軟件包和美國 GreenMountain V5.1 版本的綠山初至折射靜校正軟件
。
 
  本勘探區(qū)資料處理的重點是提高深層的信噪比
，從而達到對深層地質(zhì)構造的準確識別
。在處理過程中
，堅持試處理
、批量處理和改善處理三步法
。
 
  處理與解釋交互進行
，以提高處理成果的質(zhì)量和解釋成果的精度
，達到本次勘探任務的要求
。
 
  2.3 地震資料解釋
 
  在收集有關已有的地質(zhì)資料的基礎上
，掌握區(qū)內(nèi)地質(zhì)構造規(guī)律
，將宏觀的區(qū)域地質(zhì)構造規(guī)律和本測區(qū)的微觀地質(zhì)構造規(guī)律相結合
。并結合地質(zhì)勘察任務
，對深部資料進行反復對比研究
，找出斷裂帶的位置和發(fā)育規(guī)模
。
 
  2.3.1 波組特征及主要反射波地質(zhì)層位的確定
 
  (1)地震反射波地質(zhì)屬性的確定地震資料解釋的首要步驟
，是要確定主要反射波的地質(zhì)層位
，確定出反射波與地質(zhì)層位的對應關系，給地震反射波賦予其地質(zhì)屬性
。
 
  (2)地震反射波及波組特征
 
  通過對地下地質(zhì)情況和時間剖面的對比
，確定了 4 組波形比較穩(wěn)定的同向軸作為本次資料解釋的輔助層做了連續(xù)追蹤
，它們分別是 T0
、T1
、T2、T3
。
 
  由于該區(qū)沒有測井資料，其地層含義尚不清楚
。
 
  2.3.2 斷層的解釋
 
  本次勘探的目的主要是查明和掌握大斷層的發(fā)育情況
，大斷點常表現(xiàn)為煤層反射波同相軸的突然錯斷
、強相位轉換
，易于識別
，因此比較容易解釋
。
 
  在不同線上根據(jù)斷層的波組、差長比等特點對斷點進行組合
，如圖 1。
 
  2.3.3 地層的解釋
 
  由于本區(qū)沒有鉆孔資料
，給地層的解釋帶來了很大的不便，根據(jù) CZ-1 線的層速度剖面
，T0以上為第四系地層
，速度小于 2500m/s
，結合地震剖面特點
，T3可能為奧灰的頂界面，速度在 5000m/s以上
。
 
  2.4 地質(zhì)成果
 
  本次地震勘探主要取得的地質(zhì)成果是：在常州地區(qū)發(fā)現(xiàn)兩條斷層：KF1 和 KF2，其中 KF1 最大落差約為 100m
，KF2 落差約 150m
。由于 CZ-2 線斷點不太可靠，僅有 T3層可追蹤
，平面位置可能有一定的擺動
。T3為奧灰頂界面反射
。
 
  3 結論
 
  地震勘探是一種間接的方法
，不能直接找到地下熱水資源
，但是
，它能準確地發(fā)現(xiàn)地質(zhì)構造，特別是斷層
。由于斷層是一個很好的導水通道，是地下熱水資源的富集區(qū)
。只要確定了斷層的位置也就確定了地熱資源的富集區(qū)
。本次地震勘探發(fā)現(xiàn)的兩條最大落差分別約為 100m 和 150m 的斷層
，是本區(qū)內(nèi)主要的斷層
。由于該施工地區(qū)屬于市郊，各種干擾十分嚴重
，加之區(qū)內(nèi)缺少其它地質(zhì)資料
，特別是鉆孔資料，這對我們的解釋帶來了很大的不便
。雖然地震勘探方法在地熱勘探中應用較少，而且存在一定的局限性
，許多結論有待進一步證實
，但地震勘探方法必定會在地熱勘探中發(fā)揮它應有的作用
。