【深度】地热资源的勘查技术现状

地球物理方法应用于地热探测具有悠久的历史，随着地热勘探向复杂山地、深部热储层、干热岩勘探开发等方向进军，地球物理技术在地热勘探开发中起的作用越来越大。其作用主要包括：①确定基底起伏、②隐伏断裂及岩浆的空间展布；③描述热储特征及圈定富集区；④检测干热岩热储改造特性等。

地热地球物理勘查技术是依据地热资源的岩石物理特征、地球物理相应特征，落实地热田的生-储-盖-控热构造等地质问题。圈定地热异常范围、热储空间分布特征；圈定隐伏岩浆岩及蚀变带分布；确定基底起伏及隐伏断裂的空间分布；确定勘查区地层结构、热储物性及岩性特征、富集区分布；确定干热岩人工造储体积、换热面积大小等。

地热地球物理勘查技术主要有：电（磁）勘探、重磁勘探、地震勘探、（人工地震、微地震、随钻地震）、遥感、测井等。利用电磁勘探解释断裂构造、热储异常范围与埋深、地热相关蚀变带、热储特征；利用重磁勘探解释断裂构造、热储异常范围与埋深、地热相关蚀变带；利用地震勘探较准确的圈定地层结构、热储埋深及断裂特征；利用微地震确定干热岩人工造储特征。

解决不同不同类型地热资源勘探开发问题，需要不同的地球物理技术流程与组合。常规地热能发育深度一般为200～3000m，其特点是地热水温度大于25℃，主要发育与岩石空隙中，依据构造成因可分为沉积盆地型与隆起山地型。以下对不同种类地热资源的物探技术进行说明。

隆起山地型对流高温地热资源主要分布于藏南、川西、滇西和台湾地区，中低温地热资源主要分布于东南沿海地区和胶东、辽东半岛。该类成因与温泉基本相同，不同的是由于地热水循环的动力条件不足和导通条件稍差而未能露出地表，埋藏在地下一定深度。已知大型水热系统都和断层广泛发育的地震活动区共生。

该类型地热系统勘探的重点在于基底起伏特征分析、隐伏控热断裂带、复杂地表地球物理勘探技术应用、及地层典型特征的描述，采用的物探技术主要有遥感、直流电法、可控源电磁法、大地电磁法、高精度重磁法等

2010年青海湖旁甘子河地热田采用遥感、可控源音频大地电磁探测及直流电测深等技术，查明了勘查区地层电性特征，以及隐伏控热断裂带的位置、深度、倾向、倾角等构造形态特征。

2012年四川省甘孜自治州康定县热水塘地热田采用了可控源音频大地电磁探测和物探方法对地热资源成因和范围进行了勘察。项目区位于康定县城沿雅拉河北上至龙布段峡谷区。该区主要受东西向应力作用，形成了北西向断裂构造体系，同时在北东、北西方向上形成了密集的纵张裂隙。这些纵张裂隙形成了地下水补给的重要通道，温泉多在断裂带上并且两侧有纵张裂隙相交的位置呈珠状出露。

调查结果显示，区内的主要裂隙发育方向北东向、北西向。大雪山-农戈山断裂、雅拉河断裂相距2-5km，构造活动强烈，其间岩体较破碎，从物探解释图上也普遍存在雅拉河右岸岩体比左岸破碎的现象。根据物探资料分析，热源为断裂深循环加热和岩浆岩体蚀变放热；断裂破碎带及花岗岩体中裂隙共同构成调查区的热储层，并沿断裂带不均匀分布；盖层为河床下方一层相对连续的冰水堆积半胶结-胶结的漂卵石层。

该类型地热资源分布于华北平原、汾渭盆地、松辽盆地、淮河盆地、苏北盆地、江汉盆地、银川平原、河套平原、准噶尔盆地等地区，主要热储层为厚度数百米至数千米第三系砂岩、砂砾岩，以及古隆起。

电磁法是松散岩类裂隙型地热资源勘探的主要方法。岩石的导电性在很大程度上依赖于裂隙和孔隙中所充填的水溶液，低电阻率指示岩石的结构松散、湿度大。同种岩石中电阻率相对较低的地方表明岩石的结构疏松、裂隙和孔隙发育、含水性较好。在印尼Darajat地热田进行了广泛的包括85个地热场在内的大地电磁测量，以绘制地热储层和上覆黏土盖层图。起伏的地层和黏土盖层边缘的几何形状可以给出储层深度的3D电阻率结构。大庆物探公司综合物探分公司在分析汤原断陷的地质及地球物理特征的基础上，划分出了四套MT反演的电性层。通过钻井、地质、MT反演资料的综合分析确定了第四电性层为地热主要目的层。

埋藏于地下一定深度之下的古构造面是是地热水发育的有利部位。古构造面是曾经的剥蚀夷平面，该面上局部为碳酸盐岩地层，经地史时期长期的风华剥蚀形成岩溶，后经构造变动成埋藏，其上覆盖较厚的地层，该岩溶水被埋藏于地下一定深度并被升温成为隐伏地热水。古构造面地热田一般具有重力高、电阻率高及波速高的特点。同时由于地热田常与构造及火山活动有关，此类岩石一般具有较强磁性。

山西水利水电勘测设计研究院在山西祁县利用磁力异常有力探测了岩浆侵入岩的位置及埋深，结合放射性氡测量，正确地预测了温泉的位置。辽宁省物测勘察院利用重磁等物探方法，对了解盆地基底形态、盖层厚度、火山岩分布、断裂划分，取得了良好的效果，为沈北地区地热勘察提供了基础性资料。青海省水文地质工程地质环境地质调查院将重力与地震、电测法配合，准确地解释了西宁盆地的基底起伏和控温断裂构造。（本文来源：《常规地热能开发技术应用与实践》，袁清、刘金侠著，本文选自第四章，第四章由刘金侠、汪新伟和周总瑛完成。）