地球物理勘查技术在地热勘查中的应用研究

[摘要]在地质勘查中，地球物理勘查技术主要应用了重力、航磁、直流电测深、可控音源（可控源音频）大地电磁测深等技术。地质勘查主要包含了对地热的水盖层、储层、导水构造等方面。本文结合地热资源勘查来研究地球物理勘查技术在地热勘查中的应用。

[关键词]地球物理勘查技术 地热勘查 可控音源大地电磁测深

[中图分类号] P631.8 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2013）-12-110-2

1准备工作的介绍

通过对勘查区地质资料的分析得出，盖层是二叠系煤系地层区、储层是二叠系栖霞灰岩区、导水构造包含有其中的破碎带，在确立这些地点后就针对这个勘查对象制定相关勘查工作的策略。首先就是要进行物探，在制定区域内找到符合要求的盖层和储层，盖层要具有一定的厚度，储层要具有一定的深度，这样才有利于工作的展开。除此之外还有对于储层中所包含的破碎带和岩溶进行探索，了解所在的具体方位，从而将盖层、储层、导水构造结合起来，形成一定的模式，这样的准备工作做好后就可以进行可控源音频大地电磁测量，从而进一步测量出盖层的厚度、储层的底端和深度、导水结构、钻探井位。

2勘查区的物性勘查

在进行地球物理勘查工作之前，首先要做的就是了解勘查区相关的物性，特别是地层岩石的物性。地层岩石的物性是具有一定区别的，因此对于岩石进行了解是进行地球物理勘查工作最重要的前提。

在地质结构勘查资料中可以了解到，不同时代的地层之间的密度是不一样的，就如碳酸岩类地层与碎屑岩类地层相比，碳酸岩类地层的密度就要高很多。如表1可以看到勘查区一共包含有六个密度层，分为五个密度界面。通过资料分析，这五个密度界面分别与第四系底界、印支侵蚀面（三叠系青龙灰岩顶面）、二叠系煤系地层顶界、二叠系栖霞灰岩顶界和泥盆系顶界相对应，同时也可以了解到此地区重力异常最主要的原因是第二密度层和第四密度层产生的影响。界面凸出的就重力高，界面凹进去的就重力低，相对应的就是青龙灰岩、栖霞灰岩及以老地层这几个区域是重力高异常区域，中、新生代盆地这几个区域是重力低异常区域。

对勘查区进行磁场的测量可以了解到勘查区是没有磁场或者是磁场比较弱的情况，而对此区域的磁化率进行分析可以了解到此区域的磁化率在100×10-64πSI以下。对地层和岩石的电阻率进行测量发现两者之间的差异性是比较大的，越坚硬的地方电阻率越高，酸性越高的地方电阻率也越高，如表2所示，此地电结构模式：P1P3>P4

3对异常情况的分析

图1为重力异常图，研究的是顾山到妙桥的东北方向，这一块区域相对而言比较大，其区域内的梯级局部地区是不规则的，也就是说明此区域不仅仅包含有梯级，同时在中间还包含东北方向的断层，也就是途中的F1，同时其还受到西北方向的断层的影响，也就是F2区域。梯级带的北侧越往北，重力值越低。西张的西北部分所测试出来的重力值相对而言比较高的部分其实是青龙灰岩的所在地。如图中所示，梯级带的南侧重力值是比较高的，其中还有一些高低不同的重力异常区，其范围在22×10-5～24×10-5m/s2。图2为航磁异常图，勘查区是一个磁场混合区，此区域为平静负异常与平缓升高异常的结合区，此位置与重力异常的北西方向F2是一样的，也就是说这个区域的重力产生源与航磁产生源是一样的。电测深AB/2=2250mPs（如图3），45/5-43/6-42/7-40/8一线上存在北西方向的导水构造带，这与航磁的方向一致，43/3-42/12-42/18一线存在北东导水构造带，这与重力异常梯级带的方向是一致的。

4地球物理勘查技术的应用

4.1重力、电测深的应用

这里应用重力、电测深是为了勘测出盖层和储层的具置和其所拥有的深度和厚度。上述中通过对重力、航磁、电进行了分析可以了解到勘查区内包含有北东和北西两个方向的构造带，同时在西张镇西南区有这些构造线的交叉点，同时在西张镇的南部存在一定的区域是高阻带，密度也不断的在升高。这个区域是进行地热勘查研究的最好的区域。这里会应用重力、电测深这两个方法对勘查区进行勘查，找出储层发育的范围，同时对该区域内的高阻体进行电测深的勘查，从而了解此区域中盖层的厚度和储层的深度。结果显示，10线41号点是高阻异常的中心地带，其盖层有700多米厚，其储层在851m以下；9线41、42号点是高阻异常的边缘地区，41号的储层是在1262m以下，42号的储层是在1218m以下，而盖层的厚度相较于其它地区是非常大的。通过以上的研究可以表明，西张镇南侧的储层和盖层相对其它地方具有很好的优势。

4.2可控源音频大地电磁的应用

可控源音频大地电磁测深法主要是应用于盖层厚度的测量、储层地带的测量、导水构造的位置和形状，同时还要对钻孔位置进行定位。可控源音频大地电磁测深法是通过测量场源中产生的X轴方向的电场值Ex和Y轴方向的磁场值H y，然后通过了解电阻率的产生原理进行计算出阻抗相位φs，然后根据得到的值进行反复的验证。本次可控源音频大地电磁探测了五个剖面，其中电极A与B之间的距离为1千米，接收装置的宽度为50米，在这次的探测中，工作频率f为0.5～2048Hz，发射装置与接收装置之间的距离在4.6～5.5千米之间。经过反复的测量和计算了解到Ⅲ线的73号是最好的钻孔位置。Ⅲ线的可控源音频大地电磁探测剖面是处在F1断层的南部，与F2 断裂大致平行，如图4所示。此区域的电阻率是呈上升状态的，在图层中表现的比较明显。由上述材料了解到，勘查区中的地层总体偏向于西南方向，其中所含的盖层均在600米以上，73号点的储层在地下960米以下。图中F3与F1相交的位置蕴含有非常好的导热、导水构造，因此通过地质的资料与地层情况的分析可以了解到在73号点的附近其实是最适合钻孔的。

5结语

本次以某地热勘查为例进行分析，此次项目充分运用了地球物理勘查技术对地热进行勘查，从上述方法与数据可以了解到重力、航磁、电测深等地球物理勘查技术在地热勘查中具有非常重要的作用，就如重力、航磁、直流电测可以有效的避开危险，定位具体的地热勘查区域，可控音频大地电磁探测法能有效的探测出地热勘查区的地质结构，并准确的定位出钻井孔的位置。地球物理勘查技术的有效应用给地热勘查提供了方便，让地热勘查越来越准确、越来越快速、越来越简单。