【摘 要】文章通過對前人的鉆探資料的分析，結合地熱地質調查、物探、少量控制性地熱鉆井工程等工作，對地熱開發(fā)利用前景做出評價，為地熱資源試采及詳細勘查與開發(fā)遠景規(guī)劃的制定提供依據。

【關鍵詞】預可行性勘查；地熱資源；技術要求；評價

湖北省羅田縣城關地熱資源分布及成因在1978年已初步查明，但以往勘查工作精度、施工工藝以及對地下熱水成因有關地質背景分析精度不夠，導致了認識上存在不足，無法有效開發(fā)和利用寶貴的地熱資源。文章結合地熱地質調查、物探、少量控制性地熱鉆井工程等工作，為地熱資源試采及詳細勘查與開發(fā)遠景規(guī)劃的制定提供依據。

一、本次預可行性勘察工作目的任務

主要目的：初步查明地熱田地熱地質環(huán)境條件，探求地熱田“控制的”儲量。

主要任務：（1）確定合理的勘查范圍；（2）初步查明地熱田及其外圍的地層、構造、巖漿（火山）活動情況，地溫異常范圍、地熱流體的天然排放量、溫度、物理性質和化學成分，圈定地熱資源有利開發(fā)的范圍，確定進一步勘查地段；（3）在地熱地質調查、物探的基礎上，投入少量的控制性地熱鉆井工程，初步查明地熱田的地層結構、地熱增溫率、熱儲的埋藏深度、巖性、厚度與分布，地熱流體的溫度、水頭壓力及化學組分，并通過井產能測試，了解熱流體的滲透性；（4）利用地熱鉆井測試資料及經驗參數，采用熱儲法、比擬法等方法計算地熱儲量、地熱流體可開采量，對地熱資源開發(fā)利用前景作出評價。

二、工作部署與勘查工作布置

勘查工作布置：

（1）地形測繪：主要是工作區(qū)1/1萬地形地質圖數字化，面積約14 km2。

（2）地熱地質測量：工作區(qū)內開展專項水文地質測量，其中，在礦權范圍內按照1/5000精度執(zhí)行，面積約3.52km2，外圍工作區(qū)按照1/1萬精度執(zhí)行，面積約10.48km2。主要查明地熱田所處的地形地貌、地層巖性、地質構造及其周邊的地質環(huán)境，調查地熱田的分布范圍、導水導熱斷裂的規(guī)模，初步分析地熱田的熱儲層、蓋層和控熱構造。

（3）地球物理勘探：采用可控源音頻大地電磁測深法，點距50m，頻率范圍0.125～8192Hz。布設物探線6條，其中1線2000m、5線1800m，探測深度800m；2線2000m、3線、4線、6線各1500m，探測深度500m，物探線總長10.3km，共206個點，地形等級為Ⅲ類。具體的工作由中國地質大學承擔，物探工作設計在完成審查后方能實施，主要是查找控熱導熱構造的分布特征，為鉆孔布置提供依據。

（4）地熱鉆探：選擇其中一代表性鉆孔作為靶區(qū)，在地面測繪、物探工作的基礎上確定合適的地熱鉆孔孔位并進行地熱鉆探施工，采用避免冷水混入的工藝措施，出水溫度≥34℃則繼續(xù)施工第二個鉆孔，出水溫度<34℃則終止勘查，單孔設計孔深500m，鉆探工作總量1000m，其中ZK1、ZK2為主選孔位，ZK3為比選孔位（如果ZK1成功獲取地熱流體資源，則根據地面測繪及物探成果確定第二個鉆孔的具體孔位是ZK2或ZK3，否則則終止勘查）（見圖1）。

（5）洗井：單孔鉆探結束后，洗孔至水清砂凈后，方可進行井流（抽水）試驗。

（6）井流（抽水）試驗：單孔分別進行三個落程的穩(wěn)定流抽水試驗。

（7）采樣：每個鉆孔和羅田河各采集一組地熱流體樣品，送具有檢測資質的單位分別進行同位素分析（省外）、全分析、微量元素分析、放射性分析（地表水不做）。

（8）動態(tài)監(jiān)測：利用鉆孔對地下熱水動態(tài)進行監(jiān)測（包括水溫和水位），其中每個鉆孔每月觀測3次，觀測時間為一個水文年。

三、勘查方法及技術要求

（一）工作技術路線和方法

技術路線：在全面收集分析工作區(qū)前人資料的基礎上，進行地熱地質測量、地球物理勘探、鉆探、井流（抽水）試驗等方法，查找控熱構造及熱異常點（區(qū)），同時開展測試、動態(tài)監(jiān)測等，獲取地熱地質信息，對地熱異常區(qū)進行評價。

工作方法：地形地質圖數字化、地面地質調查、物探、鉆探、井溫測井、井流（抽水）試驗、取樣測試、動態(tài)監(jiān)測與綜合研究。

（二）地質調查主要技術要求

（1）調查工作區(qū)附近各類巖層分布、巖性、巖相特征。

（2）調查工作區(qū)附近各類地質構造行跡分布、規(guī)模、結構面力學性質，各種構造組合方式，初步分析導水導熱構造和控熱構造。

（3）調查地下水天然露頭、人工露頭（井）及地熱開采現狀。

（4）調查路線采用穿越法和追索法結合進行，以地形地質圖和羅盤相結合定點，重要地熱地質點采用GPS定點。

（三）地球物理勘探主要技術要求

采用可控源音頻大地電磁測深法，技術要求：

（1）選擇合適的場地布設。場源AB電極方向應與測線平行。盡量選擇土壤潮濕處埋設供電電極，保證接地良好。在測點、測線確定情況下，布設場源AB電極時，收發(fā)距R應大于3倍的探測深度，以保證在“遠區(qū)”觀測，且測點、測線全部位于觀測扇形區(qū)內。

（2）觀測裝置布設，水平方向電場（MN）應平行于場源（AB），水平磁場應垂直于場源布設。要求接收電極采用不極化電極，與土壤接觸良好，使接地電阻小于10kΩ。測點觀測只能在場源（AB）垂直平分線兩側30°角扇形區(qū)內。

（3）數據采集，數據采集前檢查儀器的各項設置參數確?？烧９ぷ鳎z測各接收電極的接地電阻確保其接地良好。然后，通知發(fā)射系統(tǒng)發(fā)射信號，數據采集工作開始。在數據采集過程中應實時監(jiān)控觀測數據的質量，確保能夠獲得高質量的原始數據。

（四）井溫測井技術要求

（1）進行測溫時，井液靜止在5晝夜以上。

（2）井溫儀下井前后必須接上電纜在井場用已知溫度的溶液進行檢查，實測值與給定值相差應不大于儀器允許誤差的一倍。

（3）時應用標準電阻標定下井電流，電流變化不得超過±2.5%，并使供電電流對測量結果的影響不大于0.2℃來衡量。

（4）井溫測量的重復觀測應該抓緊進行，原則上以基本觀測8小時進行重復測量，其兩次測量誤差不得超過0.5℃，為了縮短井場工作時間，可采用下放時測量提升時重復測量，若兩次測量誤差小于0.5℃，可作重復曲線，否則再次測量。

（5）井溫測量時應該在下放探頭時測量，移動速度按照規(guī)范要求執(zhí)行。

（6）井溫測量時應在測井前后各做一次系統(tǒng)測溫。

（五）地熱地質鉆探技術要求

（1）地熱地質鉆探井的設計、施工以及勘探井內各種測試應滿足查明地熱地質條件，取得有代表性的計算參數和評價地熱資源的需要。

（2）地熱田內存在多個熱儲時，應分別查明熱儲的壓力、水位、溫度、流量和地熱流體質量?？碧骄┩覆煌瑹醿r應做好下套管固井或止水工作，防止破壞熱儲的自然特征。

（3）地熱鉆井應保持垂直，井斜不應大于1°。

（4）地熱地質鉆井口徑應滿足取樣、測井及試驗的要求，還應滿足設計產量、安裝相應開采設備的要求。

（5）勘探孔在鉆進過程中，鉆遇熱儲層頂、底板及終孔時，應進行測溫。成孔后進行地球物理測井，不得漏測孔段，測井項目應包括：井徑、井斜、電阻率、自然電位、井溫等項目。

（6）地熱地質鉆孔按探采結合要求施工。即：第四系松散層口徑325mm，進基巖65m，孔徑219mm；孔深80～190m，孔徑168mm，并根據巖芯破碎程度確定是否下置146mm花管；190～340m，孔徑130mm；340～500m，孔徑110mm，具體參見典型鉆孔設計書。

（7）鉆進過程中的簡易觀測要求：

① 詳細記錄鉆進的涌水、漏水、掉塊、塌孔等現象的起止時間、孔深、層位及采取的處理措施等。

②鉆進過程中對蹩、跳鉆等情況應認真記錄起止時間、孔深、層位、蹩跳程度、鉆時情況，做好地質方面的分析判斷。

（六）地熱井井流（抽水）試驗技術要求

井流（抽水）試驗：每個鉆孔施工完畢，采用穩(wěn)定流井流（抽水）試驗，同時對工作區(qū)內溫泉、鉆孔同步觀測水溫、流量、水位等，井流（抽水）試驗原則上按3個落程進行，最大落程穩(wěn)定抽水時間不得小于48小時。

（七）地熱流體采樣測試要求

（1）容器洗滌：塑料瓶用鹽酸或硝酸洗滌后，再用原狀水沖洗；玻璃瓶用鹽酸洗滌后再用原狀水沖洗；

（2）添加藥劑：鹽酸、硝酸、硫酸、硫酸銨、氫氧化鈉、重洛酸鉀等；

（3）采集點選擇：在鉆孔及羅田河采集分析樣品；

（4）全分析樣：每組樣2瓶：中性原樣樣1個，塑料瓶1000ml；加硫酸和硫酸銨樣1個，塑料瓶1000ml，48小時內送檢；

（5）微量元素樣：每組樣5瓶：中性原樣樣1個，塑料瓶1000ml；加鹽酸樣1個，塑料瓶1000ml；加硝酸樣1個，塑料瓶1000ml；加硝酸和重洛酸鉀樣1個，塑料瓶500ml；加氫氧化鈉1個，塑料瓶1000ml；取樣后及時加蓋密封，48小時內送檢；

（6）測試項目：

①微量元素分析包括：氰、貢、鉻、砷、鐵、錳、銅、鉬、鋅、鈷、鉛、鍶、氟、碘、溴、鋰、鋇、偏硅酸、總硬度、硫酸鹽、氯化物。

②全分析項目包括：K+、Na+、Ca2+、Mg2+、HCO3-、CO32、Cl-、SO42-、NO3-、NH4+、Cu+2、Pb+2、Zn+2、Fe2+、Fe3+、H2s、F-、Mn、As、總硬度、永久硬度、礦化度、氧耗量、游離CO2、侵蝕性CO2、偏硅酸、PH。

③同位素項目包括：D（氘）、T（氚）、18O（氧）。

④放射性分析包括：總α、總β。

（7）采集的水樣應均勻，具有代表性。取樣時先用待取水樣將水樣瓶洗2～3次，再將水采集于瓶中，所采水樣不得受到任何污染。

（8）采集的每個樣品，均應在現場用石蠟封好瓶口，并貼上標簽。標簽上應注明采樣編號、采樣日期、水源種類、巖性、濁度、水溫、氣溫如加有保護劑，則應注明加入的保護劑名稱及用量和測定要求等。

（八）動態(tài)監(jiān)測要求

在地熱井口設置動態(tài)監(jiān)測平臺，對地熱井進行水位、水溫監(jiān)測，周期為一個水文年。

（1）監(jiān)測頻率：每月3次；

（2）監(jiān)測日期：每月逢10、20、30日觀測；

（3）監(jiān)測工具和監(jiān)測項目：用測繩測量靜止水位埋藏深度，并計算水位高程，用溫度計測量地熱流體溫度；

（4）監(jiān)測精度：靜水位測量，兩次測量最大誤差不大于±1cm/10m，溫度測量，兩次測量最大誤差不大于±0.5度；

（5）測量水位的工具必須每月校核一次，及時消除系統(tǒng)誤差，并及時對測繩進行熱脹冷縮的校正；

（6）每次監(jiān)測水位時，必須記錄觀測附近井是否曾經抽水，以及是否受到附近的井抽水影響；

（7）溫度監(jiān)測測量井口溫度，并同時記錄氣溫。

四、結語

我國地熱資源評價工作目前仍處于探索階段，其計算與評價方法尚不完善，當前只能根據地熱資源勘查規(guī)范要求可采用熱儲法、回收率法、井流（抽水）試驗法等，可近似確定可開采資源量。因此本次勘查工作相關勘查及檢測成果為該地熱資源的開發(fā)可行性評價提供了必要的依據，對羅田城關地熱資源的開發(fā)和利用有著十分重要的意義。