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【科普】地熱資源勘查技術方法——地溫勘探法
來源:地熱能Online作者:重慶大资本控股有限公司

地溫勘探方法是研究地球溫度場的一種基本地球物理方法,它不僅能圈出淺部的地熱異常,還能把隱伏的地下熱水探查出來。

測溫勘探的基本原理是:地熱異常區的熱量可以通過熱的傳導作用不斷地向地表擴散,這樣,通過在地表以下一定深度的溫度測量和天然熱流量測定,便可圈定出地熱異常區,並可大致推斷出地下水的分布範圍和高溫地下熱水的分布地段。

根據測溫鑽孔的深度不同,一般將地溫勘探方法分為以下三類.

  1. 米測溫法,孔深0~3m;

  2. 淺孔測溫法,孔深10~30m;

  3. 深孔測溫法,孔深> 30m。

上述1、2兩類統稱為淺層測溫法。由於鑽孔的施工成本隨著深度的增加而急速上升,因而,淺層測溫法特別是米測溫法就比較經濟,特別是這種淺層測溫法在地熱異常區—般有著良好的異常顯示,所以淺層測溫方法就成為勘探地熱田的主要地溫勘探方法。

淺孔測溫的目的是要在最淺的深度上測得不受或少受氣候和人為因素影響的真實溫度,一般是在熱儲層以上的覆蓋層中進行;而深孔測溫的主要目的是測定熱儲層的穩定溫度。深孔測溫的內容將在測井部分介紹。

淺孔測溫和深孔測溫的深度,對不同地區、不同類型地熱田是不同的。

對高溫對流型地熱田,熱流值很高,有的比周圍地區高幾千倍,所以測溫鑽孔深度可以很淺。如我國西藏羊八井地熱田和雲南騰衝地熱田,不少地麵冒熱氣,幾厘米以下的地層溫度就超過當地的沸點,對這種特殊高熱流地區,用溫度計在地表淺處測溫(如米測溫)就能圈定地熱異常區。但對地熱田的一般地區,淺層測溫鑽孔則需要使用動力機械設備。例如:西藏羊八井熱田采用了5m深的測溫方法(羊八井地熱田的變溫帶深度為5m),比較準確地圈定了熱田的範圍,基本反映出熱田異常的中心部位,而且不受晝夜溫度變化的影響,年溫度變幅的影響也極其微小。用此法測溫繪製的5m深等溫線圖與用電法視電阻率及地球化學方法所反映的輪廓是相似的。

淺層熱異常與地表水熱活動有著密切的關係。一般來說,熱儲埋藏淺且地表有大量熱水泄漏時,淺部熱異常所能反映的深度是有限的。相反,當熱儲埋藏深而地表又很少泄漏熱水時,淺部熱異常能反映較深的熱狀態。如果熱水在淺部有較遠的水平流動時,更不能依據淺部熱異常或地表熱顯示隨意推斷深部熱狀態(康文華等,1985)。在測溫過程中,應盡量避免自然因素和人為因素對測溫的影響,例如日照、地形、大氣降水、地下水活動以及地下熱水管道及鍋爐附近等人工熱源。淺孔的施工有專用的淺層鑽孔設備。測溫可用熱敏電阻井溫儀,精度可達0.1℃。

 測量冷水井的水溫也是淺層測溫的方法之一。20世紀70年代初,在北京城區曾測了上千眼深度在100m左右的淺井水溫,發現70m深的水溫基本上能反映真實的地溫,冬季與夏季水溫也一致,因此,按70m深度的大批測溫數據繪製出等溫線圖。按照70m處溫度大於15℃圈定的地熱異常區麵積為30平方千米以上。這些70m深度井水的溫度雖然相差隻有1〜2℃,但至700m深度溫差就可拉大到10〜20℃。後來的鑽探表明,在這個地熱異常區內打的熱水井都獲得成功(楊期隆,1985)。

福建漳州熱田的熱水埋深線,溫度較高,因此1m測溫(稱米測溫)的地熱異常明顯。該熱田的地溫背景值為24℃,米測溫的最高值可達30~32℃,且米測溫的26℃地溫等值線基本位於50m深處的30℃地溫等值線範圍內。米測溫的28℃地溫等值線的閉合區正好位於兩組斷裂交匯部位,熱田區溫度較髙的鑽孔基本上位於此區,說明1m測溫同樣能反映相對高溫中心(汪集暘等,1993)。

在有些地區,利用雪後拍照找出冰雪最先溶化的地方,也是一種尋找地熱異常的迅速有效和廉價的方法。本文來源:《常規地熱能開發技術應用與實踐》,袁清、劉金俠著)


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