地震与电法综合勘探在寻找深部地热资源中的应用

杨建军

[摘要]地热资源的开发和利用一直处于探索阶段，用常规的地震勘探方法与电法勘探方法综合，通过钻探手段来寻找地热资源可做为一种有效的手段加以偿试。

[关键词]地震与电法勘探 地热资源

[中图分类号] P315 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2015）-8-231-2

随着煤炭及石油等能源对环境的污染日益加重，新能源的开发和利用就显得尤为迫切和必要，地热资源现作为新能源的一部分，地热资源作为绿色环保资源应用前景广阔，地热资源的开发利用对带动地方旅游业及相关产业发展，增加地方经济实力，推动城镇化发展进度，提高城市生活质量有着积极的作用。

1地质构造格局

辽宁省锦州市经济技术开发区属于阴山～天山纬向复杂构造带与新华夏第三隆起带的交接复合部位，地质构造受华夏构造体系控制，新华夏系哈尔套～锦州断裂带由工作区西侧呈NE向通过，因此本区构造行迹十分发育。区内共有6条断裂构造，其断裂产状、规模、特征、力学性质、时代体系归属详见表1。

这些正、逆断层为新华夏构造体系及纬向构造断裂，具有二次或多次活动的特点，其经历了多次构造运动相对岩石较破碎，可形成储水破碎带，为地下热水提供了通道及储存条件。

2热储层特征及富水性分析

辽宁省锦州市经济技术开发区内出露的地层由太古界建平群大营子组（Ard）、太古代混合岩（M1）、燕山早期黑云母花岗岩（R52）、燕山晚期辉绿岩脉（βμ53）、燕山晚期细晶花岗岩（r53）及第四系沉积物组成。

本区太古界建平群大营子组（Ard）黑灰色花岗岩裂隙型热储层可作为本区地热资源的主要开采热储目的层。

花岗岩裂隙型热储层特征，从后期验证孔CZ1号孔得知：井底界深度为2289.3m，井底温度60.2℃，平均地温梯度为2.35℃/100m。热储层岩性主要为黑灰色花岗岩。储水层段1147.65～2289.30m，含水层厚度40.5m，井内静水位为25m，动水位280.25m，降深255.25m，出水量11.33m3/h，井口水温43℃。现阶段未进行开采，因此具有较大的开采潜力。

3采用的地震及电法勘探方法

本次勘探地震采用二维地震接收方法，按近东西及南北向网格化布置测线9条。电法采用CMAST方法。其中3条地震剖面与电法测线的3条线重合。

地震接收道数：240道；排列长度：1975m，炮 点 距：50m，道距：25m，叠加次数：20次，发炮方向：中点，激发井深：10m，药量：5kg。

电法CMAST线距为100m，点距为50m，测量深度超过2000m。

4成果分析及验证孔位的确定

通过对多条地震时间剖面及电法视电阻率剖面的分析和对比。认为靠近F4号断层的电法视电阻率异常区应为地下热水富存区，此低阻异常区在平面上的展布范围为一轴向近北西向的不规则体，中心位置应在7-8线靠近F4断层附近。

分析认为是在地质（断层）构造的作用下，破坏了岩层间的电性结构，使电性发生不均匀的变化，进而使电阻率值呈高低相间的格局分布，表现出断层构造的电阻率空間分布特征，上述低阻异常区，推断为是断裂破碎带发育的反映。此断裂破碎带为地下水赋存提供了条件。也给地下水提供出导水通道。地震时间剖面相同部位的地震反射波所呈现出的杂乱反射与电法剖面相同部位的异常低视电阻率范围相一致相互得以验证。

孔位的选择应根据相对有利的储水部位，本区的选孔依据是电法所圈的低电异常部位，位置在7-8线上靠近F4逆断层处，位于7-8线上，7-8线与2-3线交点附近，钻孔见F4号断层深度推断为-2020m左右。定孔理由有以下几个方面：

（1）根据以往经验，一般煤田钻孔平均地温梯度变化为每100米增3°，据了解此区相对地温梯度较小，为每100米增2.5°左右，推断当井深达到-2000m时，地温可达到58°左右。

（2）F4号逆断层为华夏构造体系断裂，具有二次或多次活动的特点，其经历了多次构造运动相对岩石较破碎，可形成储水破碎带。

（3）根据地震和电法综合剖面分析，地电低阻异常体的分布范围在平面上为一轴向近北西向靠近F4号断层展布。附合勘查区内以NNE向和NW向裂隙为主的构造格局。其异常中心位置在靠近F4号断层的7-8线与2-3线交点处。

（4）结合地震时间剖面分析，7-8线地震时间剖面上相对应的7-8线电法电阻变化断面上的低电异常部位地震波存在相对杂乱的反射，此部位与电法低电异常部位相同，但深度相对偏深（勘查区大部为基岩所以速度偏高），因此所定验证孔深度是根据地震时深转换深度所得。

5结束语

CZ1号地热井（验证孔），完井目的层为太古界建平群大营子组（Ard）花岗岩。实际完井深度2289.3m。CZ1号地热井出水层为花岗岩地层，是锦州市乃至辽宁省为第一口热水井。本井稳定水位埋深280.25m，降深为255.25m，涌水量为271.93m3/d（3.148L/s），井口水温为43℃；影响半径为R=477.5m， 渗透系数K=0.035m/d。从抽水试验结果可以看出，本井单位涌水量和渗透系数为富水性弱的含水层，水位降深也较大。建议不要过量开采，单井开采量控制在10m3/h内为宜，否则会影响井的使用寿命，加大使用成本。经化验井水含偏硅酸有医疗价值浓度为25mg/L，氟有医疗价值浓度为1mg/L，本井偏硅酸含量43.24mg/L，氟含量3.44mg/L。具有一定的医疗价值，为含偏硅酸氟水。可用于桑拿、洗浴、医疗保健等。

参考文献

[1]张文德 赤峰市美丽河地热资源成因分析及验证[J].科学时代，2014，08 93-94.