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簡介

近而產(chǎn)生各種大大小小的斷裂，形成斷裂構造。斷裂構造是地殼中zui常見的構造形式，在地殼中分布很廣，無論是新構造運動還是運動多次的老構造都有斷裂構造的存在，只不過斷裂構造的規(guī)模不同而已。在這些斷裂構造中只有富水斷裂才對地熱勘查有意義。一般而言，斷裂規(guī)模越大富水性越好，溫度也會越高。斷裂構造的電磁反應  對于壓性斷裂而言，由于斷層內(nèi)無水，對于電磁波的折射率變小、吸收特性變差，到達地表后剩余的電磁波能量值較高，測值相對較大。對于富水的斷裂，在斷層內(nèi)由于賦存水，水對于電磁波的折射率很大、吸收衰減特性好，導致到達地表后剩余的電磁波能量值很少，測值明顯變低?；谒畬﹄姶挪芰恐档奈账p明顯高于一般介質(zhì)，在地表探測到的電磁波剩余能量值亦明顯低于固態(tài)介質(zhì)的測值，所以對于含水層和含水裂隙的電磁反應是zui敏感的，而且測值始終是明顯的低值。地熱資源勘探的目標  對于斷控型地熱資源，從宏觀上來看，地下熱水的出現(xiàn)多是張性斷裂與其相對應的壓性斷裂聯(lián)合作用的結(jié)果。若是勘探范圍足夠大，就可以勘查到壓性及其影響帶上次級張性斷裂構造。因此，我們應用有效的物探方法在勘查地熱資源時沒有必要非要找到高值的壓性斷裂構造，應該明確我們尋找的目標就是地下深部的含水層。而找水的關鍵就是尋找控制地下熱水的張性斷裂構造，即通過物探方法對含水斷裂構造的明顯反映，尋找斷裂破碎帶,結(jié)合測區(qū)水文地質(zhì)條件判斷其富水性，再進一步探明構造帶的寬度、延深、產(chǎn)狀及水源補給和賦水條件,從而實現(xiàn)尋找賦存于斷裂構造中的地下熱水的目的。   

正確的組織鉆井施工,并把握好以下幾點:

a.鉆機設備選型應留有加深鉆進深度的余地 

b地熱鉆井能否取得成功必須在一份好的可行性論證報告為依據(jù)所編制的地質(zhì)設計指導下, 正確的組織鉆井施工, 并把握好以下幾點:

a. 鉆機設備選型應留有加深鉆進深度的余地; 

b. 盡可能保持鉆井的垂直,以降低井內(nèi)事故和井壁管受磨損; 

c. 準確的鉆井地質(zhì)編錄, 正確地進行地質(zhì)分層, 依據(jù)鉆井中的地質(zhì)變化對可能出現(xiàn)的問題作出判斷并找出對策; 及時修改完善地質(zhì)設計； 

d. 保持合理的井身結(jié)構并嚴格的固井: 表層管口徑及下入深度應充分考慮取水設備口徑和下入深度的需要; 井壁管應下入熱儲一定深度并嚴格封閉熱儲頂板上部各層位; 盡可能做到3 徑或4徑至孔底; 

e. 嚴格使用沖洗液鉆進, 熱儲層內(nèi)鉆進嚴禁使用稠泥漿; 

f. 及時進行地球物理測井：下入表層管、井壁管前及達到設計深度時均應測井,以結(jié)合地質(zhì)編錄進行地質(zhì)分層、了解地層溫度變化和熱儲的滲透性、含水性特征,指導鉆井施工；.盡可能保持鉆井的垂直,以降低井內(nèi)事故和井壁管受磨損;

c.準確的鉆井地質(zhì)編錄,正確地進行地質(zhì)分層,依據(jù)鉆井中的地質(zhì)變化對可能出現(xiàn)的問題作出判斷并找出對策;及時修改完善地質(zhì)設計； 

d.保持合理的井身結(jié)構并嚴格的固井:表層管口徑及下入深度應充分考慮取水設備口徑和下入深度的需要;井壁管應下入熱儲一定深度并嚴格封閉熱儲頂板上部各層位;盡可能做到3 徑或4徑至孔底;

e.嚴格使用沖洗液鉆進,熱儲層內(nèi)鉆進嚴禁使用稠泥漿; 

f.及時進行地球物理測井：下入表層管、井壁管前及達到設計深度時均應測井,以結(jié)合地質(zhì)編錄進行地質(zhì)分層、了解地層溫度變化和熱儲的滲透性、含水性特征,指導鉆井施工； 

g.搞好洗井與產(chǎn)能測試鉆井完工應及時進行洗井和產(chǎn)能測試,嚴禁停滯時間過長,洗井應針對熱儲地層特征、鉆井深度、使用泥漿性質(zhì)和稠度采用不同的方法;產(chǎn)能測試應滿足規(guī)范的要求。

施工布署與施工進度計劃 

A.4.1  施工布署（敘述整個施工過程自開始至結(jié)束的布置：接受任務→ 編制施工設計→施工準備→組織施工人員→設備進場→施工技術質(zhì)量管理→工程質(zhì)量驗收→資料整理歸檔，包括施工設備、道路、材料、供水、供電、排水、施工場地安排等）。 

A.4.2  施工進度計劃（主要施工過程時間安排：施工準備、設備安裝、鉆井、測井、成井、抽水試驗、資料整理等）鉆探施工工藝 

A.5.1  鉆探工藝（詳述修建基座與設備安裝、鉆井液循環(huán)凈化系統(tǒng)的設置與要求、各種地層鉆進方法、鉆進工藝、鉆井液的選擇與管理等工藝技術要求）。 

A.5.2  成井工藝（詳述測井、下管、止水固井、洗井、抽水試驗等工藝技術要求）鉆探技術與質(zhì)量措施 

A.6.1  鉆探技術措施（依據(jù)地層情況詳述：新技術工藝措施、井內(nèi)事故預防措施、提率的方法）。 

A.6.2  鉆探工程質(zhì)量保證措施（詳述防斜、下管與止水固井等質(zhì)量控制措施）。

A.7  施工組織管理（鉆井施工組織、運行體系及項目組織結(jié)構）。 

A.8  安全環(huán)保技術措施（機場內(nèi)的安全防護、施工過程中的安全規(guī)定、五防措施、機場管理制度、現(xiàn)場文明施工規(guī)定、環(huán)保要求及措施等）

應該包括以下內(nèi)容：  

（1）對勘查數(shù)據(jù)進行計算處理后，反演出VCT彩色成像地質(zhì)結(jié)構剖面圖，通過綜合分析對測區(qū)范圍內(nèi)的地質(zhì)構造，確定園區(qū)內(nèi)地熱構造的性質(zhì)、位置及其賦水特性，對地熱斷裂構造做出基本的描述；     

（2）針對每個剖面圖進行分析，確定靶區(qū)地熱斷裂構造存在形式、寬度、延深、產(chǎn)狀及水源補給和賦水條件，選擇適合定地熱井的剖面并列出等距壓縮剖面圖；    

（3）明確提出鉆孔施工的探測點位坐標、終孔深度，列出鉆孔點位附近區(qū)段顯示深度層和VCT彩色成像剖面圖，在圖上標出孔位穿過各含水裂隙層的走向、連通、聚集等情況，并用文字具體列出孔位穿過各個含水裂隙層的深度范圍、左右寬度、相對賦水等級。     

（4）根據(jù)需求和孔位含水層情況，設定開始取水深度層和終孔深度，預測主要出水層的個數(shù)及所在深度，預測成井后大致的出水量和地熱水的溫度范圍。地熱地質(zhì)調(diào)查是地熱地質(zhì)工作者依據(jù)地質(zhì)理論及常規(guī)的地質(zhì)調(diào)查方法進行地熱資源勘查的基本手段, 一般在地熱資源勘查的初期在較大的范圍內(nèi)進行, 普遍的作法是: 對調(diào)查區(qū)及相鄰地區(qū)的航衛(wèi)片進行地質(zhì)解釋, 初步判斷地熱地質(zhì)條件、地表熱顯示及有利的地熱資源分布區(qū); 對地調(diào)查區(qū)的主要地質(zhì)構造、地質(zhì)分層、地表熱異常及熱顯示現(xiàn)象進行實地調(diào)查分析, 選定進一步開展地熱勘查工作的耙區(qū)。 對于有地表熱顯示的地區(qū), 地熱地質(zhì)調(diào)查重點圍繞熱顯區(qū)開展調(diào)查, 確定熱異常范圍及熱異常形成的地質(zhì)條件；對于平原區(qū)的隱伏地熱地熱地質(zhì)調(diào)查, 則是通過相鄰區(qū)地質(zhì)調(diào)查分析及淺井測溫調(diào)查, 找出相對的淺部熱異常區(qū), 確定進一步實施勘查工作地區(qū)。

地熱地質(zhì)調(diào)查      

地熱地質(zhì)調(diào)查是地熱地質(zhì)工作者依據(jù)地質(zhì)理論及常規(guī)的地質(zhì)調(diào)查方法進行地熱資源勘查的基本手段, 一般在地熱資源勘查的初期在較大的范圍內(nèi)進行, 普遍的作法是: 對調(diào)查區(qū)及相鄰地區(qū)的航衛(wèi)片進行地質(zhì)解釋, 初步判斷地熱地質(zhì)條件、地表熱顯示及有利的地熱資源分布區(qū); 對地調(diào)查區(qū)的主要地質(zhì)構造、地質(zhì)分層、地表熱異常及熱顯示現(xiàn)象進行實地調(diào)查分析, 選定進一步開展地熱勘查工作的耙區(qū)。 對于有地表熱顯示的地區(qū), 地熱地質(zhì)調(diào)查重點圍繞熱顯區(qū)開展調(diào)查, 確定熱異常范圍及熱異常形成的地質(zhì)條件；對于平原區(qū)的隱伏地熱地熱地質(zhì)調(diào)查, 則是通過相鄰區(qū)地質(zhì)調(diào)查分析及淺井測溫調(diào)查, 找出相對的淺部熱異常區(qū), 確定進一步實施勘查工作地區(qū)。北京東南城區(qū)熱田的發(fā)現(xiàn)即是從淺井測溫調(diào)查取得突破的地球物理勘查     

地球物理勘查是深部地熱地質(zhì)勘查的重要手段, 一般在地質(zhì)調(diào)查之間及投入地熱鉆探之前進行, 是深部地熱鉆井前必須采用的一種勘查手段, 藉助物探儀器探測地表以下各地層的物性（重力、磁性電性等）差異, 劃分地層、確定熱儲埋藏深度并對地質(zhì)構造作出判斷, 為地熱鉆井提供設計依據(jù)。地球物理勘查常采用的物探方法有:電法、磁法、重力法、人工地震等地熱鉆探    

地熱鉆探是地熱資源勘查zui重要投入人、財、物zui多的一種手段, 但也是地熱勘查決定意義的手段。依據(jù)地質(zhì)調(diào)查、地球物理、地球化學調(diào)查所選定和設計的在一定深度內(nèi)有可能開采出地熱的地段上進行, 通過地熱鉆探查明地層結(jié)構、巖性特征、各巖層的埋藏深度, 地溫變化梯度, 熱儲的滲透性, 地熱流體壓力及其物理性質(zhì)與化學組分, 為地熱資源評價提供依據(jù)。地熱鉆進應滿足地熱井產(chǎn)能測試、生產(chǎn)或動態(tài)監(jiān)測的需要。地熱鉆井深度目前一般小于4000m, 選用鉆井能力略大于設計井深的鉆機實施鉆井地熱動態(tài)監(jiān)測    

勘查開發(fā)地熱資源應對地熱流體的天然動態(tài)與開采動態(tài)進行監(jiān)測, 掌握其變化規(guī)律, 為地熱資源評價、地熱開發(fā)管理、研究與地熱田開發(fā)有關的環(huán)境地質(zhì)問題提供依據(jù)和基礎資料。動態(tài)監(jiān)測內(nèi)容包括地熱流壓力、產(chǎn)量、溫度及化學成分,應保持動態(tài)監(jiān)測的連續(xù)性, 真實反映地熱開發(fā)的歷史性變化可行性論證      

地熱資源開發(fā)的投資高、風險大, 投入地熱資源開發(fā)前一般都進行鉆井前期的可行性論證?？尚行哉撟C工作由地熱資源開發(fā)單位委托對當?shù)氐責岬刭|(zhì)條件了解的專業(yè)地質(zhì)勘查單位進行。論證報告對地熱資源開發(fā)的可能性、風險因素作出論證; *合適的鉆井位置, 提出鉆井深度、開采熱儲層位及鉆井結(jié)構建議; 預測井的產(chǎn)水量、水溫和水質(zhì)。論證報告應在地質(zhì)調(diào)查, 深部地球物理勘查及充分利用已有的的地質(zhì)調(diào)查、地球物探地球化學及深部地熱鉆井資料的基礎上進行, 在缺少深部鉆井地質(zhì)資料的地區(qū), 應采用有效的深部地球物理勘查方法, 對斷裂構造位置、地層結(jié)構、主要熱儲埋深、地溫梯度等有基本認識后再行編制。地熱資源開發(fā)新區(qū)及開發(fā)風險大的地區(qū)的論證報告應組織有經(jīng)驗的專家評審后, 再申報主管部門作為鉆井開發(fā)地熱的依據(jù)。地熱資源勘探的必要性  對斷控型地熱資源而言，開發(fā)利用的前提是在待開發(fā)的目的園區(qū)內(nèi)要有地熱資源可以被開發(fā)。方圓幾百公里以內(nèi)沒有溫泉或打成的地熱井，不代表在園區(qū)內(nèi)沒有可開發(fā)的地熱資源；附近幾十公里或幾公里處有溫泉或打成的地熱井，不代表在園區(qū)內(nèi)就可以打出地熱水。園區(qū)內(nèi)有沒有可被開發(fā)的地熱資源，關鍵是要看是否存在有一定規(guī)模的斷裂構造。即使是園區(qū)內(nèi)地下深部有地熱水資源，因受限于地熱資源勘探能力和準確性，以往開發(fā)地熱資源的實際效果并不理想，有的是根本沒有打出地熱水，白白浪費了幾百萬元的投資；有的是出水溫度低于30℃，要加熱后才能利用；有的是地熱水量太少，利用價值不高。因此，使用*物探設備對園區(qū)進行全面詳細的地熱資源勘查至關重要。要開發(fā)利用地熱資源，首先要厘清有關地熱資源的幾個概念：一是地熱資源產(chǎn)生于地球內(nèi)部地熱能，與地球同在，是取之不盡用之不竭的；二是斷控型地熱資源，是當前開發(fā)利用的主要地熱資源之一；三是并非只在板塊邊緣和板塊內(nèi)沉積盆地才會形成地熱資源，板塊內(nèi)斷裂構造形成的地熱資源是我們開發(fā)利用的難點；四是要清楚小規(guī)模的斷裂構造分布較多，對尋找地熱意義不大；五是根據(jù)地熱產(chǎn)生地溫梯度2～3℃/100米，只要取到足夠深度的水就是地熱水，關鍵是要找到地下深部的水；六是板塊內(nèi)尋找地熱水就是要尋找具有一定規(guī)模的相對較大的含水斷裂構造斷控型地熱資源的特征  巖體受地質(zhì)應力作用發(fā)生變形，一旦超過其可承受強度就會使巖體的連續(xù)性和完整性遭到破壞，近而產(chǎn)生各種大大小小的斷裂，形成斷裂構造。斷裂構造是地殼中zui常見的構造形式，在地殼中分布很廣，無論是新構造運動還是運動多次的老構造都有斷裂構造的存在，只不過斷裂構造的規(guī)模不同而已。在這些斷裂構造中只有富水斷裂才對地熱勘查有意義。一般而言，斷裂規(guī)模越大富水性越好，溫度也會越高。

斷裂構造的電磁反應  對于壓性斷裂而言，由于斷層內(nèi)無水，對于電磁波的折射率變小、吸收特性變差，到達地表后剩余的電磁波能量值較高，測值相對較大。對于富水的斷裂，在斷層內(nèi)由于賦存水，水對于電磁波的折射率很大、吸收衰減特性好，導致到達地表后剩余的電磁波能量值很少，測值明顯變低。基于水對電磁波能量值的吸收衰減明顯高于一般介質(zhì)，在地表探測到的電磁波剩余能量值亦明顯低于固態(tài)介質(zhì)的測值，所以對于含水層和含水裂隙的電磁反應是zui敏感的，而且測值始終是明顯的低值地熱資源勘探的目標  對于斷控型地熱資源，從宏觀上來看，地下熱水的出現(xiàn)多是張性斷裂與其相對應的壓性斷裂聯(lián)合作用的結(jié)果。若是勘探范圍足夠大，就可以勘查到壓性及其影響帶上次級張性斷裂構造。因此，我們應用有效的物探方法在勘查地熱資源時沒有必要非要找到高值的壓性斷裂構造，應該明確我們尋找的目標就是地下深部的含水層。而找水的關鍵就是尋找控制地下熱水的張性斷裂構造，即通過物探方法對含水斷裂構造的明顯反映，尋找斷裂破碎帶,結(jié)合測區(qū)水文地質(zhì)條件判斷其富水性，再進一步探明構造帶的寬度、延深、產(chǎn)狀及水源補給和賦水條件,、從而實現(xiàn)尋找賦存于斷裂構造中的地下熱水的目的成井方案編制主要包括：井位布臵、井型、井身結(jié)構設計、完井要求，固井要求、成井指標預測、設計方方案綜合評價。地熱井施工技術要求主要內(nèi)容包括：鉆井隊伍選擇、鉆井施工設計、套管材料、鉆井液、地質(zhì)錄井、測井、止水、洗井、抽水試驗、水氣采集和測試、探沉砂面、工程驗收、資料提交鉆井設計是鉆井施工的重要依據(jù)，包括鉆井地質(zhì)設計和鉆井工程設計。

性能

國內(nèi)外地熱勘查的物探方法簡述 目前國內(nèi)物探的各種設備各有所長，每一種物探方法都有各自的優(yōu)點和缺點，都很難*地熱資源勘探的要求，一般都采用綜合物探方法進行地熱資源勘查工作。

目前可用以進行深部地熱資源勘查的物探方法主要是：

⑴高精度磁法，此方法屬于時間域綜合地質(zhì)勘探，可以探測地下異常但屬于法不能探明異常的深度；

⑵高分辨率地震勘探，主要用于石油勘探，對于水的敏感性不高且成本太高；

⑶瞬變電磁法，也屬于時間域勘探，因需要對大地放電故探測深度有限，且結(jié)果存在信息多解性；

⑷MT大地電磁法，屬于頻率域勘探法但可用頻點少、深度層有限，需要拉長線埋電極耗時耗工易受干擾；

⑸可控源音頻大地電磁測深法，是目前地熱勘探zui常用、效果相對較好的物探方法，需要在靶區(qū)6--10公里以外大功率對地放電，一次放電可探測點數(shù)受配備接收儀限制、且zui多可探測四十多個頻點深度層，效率低、成本高、間距大、探測點數(shù)少。這些都是價格不菲的進口設備，由于單點勘探時間較長、占用人工較多，一方面導致勘探地熱資源定地熱井的費用過高，另一方面導致探測線路少、50米左右的點間距過大而影響對地下構造的準確判斷對VCT成像剖面圖顯現(xiàn)的斷裂構造解釋：VCT成像剖面圖的縱向代表深度（5-- 4000米）、橫向為點號、探測的數(shù)據(jù)為電磁信號能量值。每個探測點都對應一列縱向深度數(shù)據(jù)，可以觀察該探測點*而下各深度層點測值的變化；觀察每個橫向深度層，可以看出每一探測點在該深度層的電磁反應數(shù)據(jù)，通過比較找出異常點。張性斷層破碎帶上的空隙含水會形成透水性較好的含水裂隙，含水裂隙顯示的測值會明顯小于同層正常不含水的巖層，一般來講測值在0--1范圍內(nèi)。

壓性斷層內(nèi)的巖石對于電磁波的吸收效應差，自下而上的電磁波經(jīng)過此層到達地表后的剩余能量值就大，測值肯定會明顯高于同層正常巖石，一般來講測值會大于4或5。通過分析同一剖面圖找出斷裂構造并判定其寬度、深度等，再與其它剖面進行對比分析，就可以對整個測區(qū)斷裂構造形成一個立體的概念，就可以判斷斷裂構造的性質(zhì)，判斷富水斷裂的發(fā)育程度及補水裂隙的方向、富水性和在相鄰的剖面上是否都存在和聯(lián)通性地熱資源勘探設計及實施  開發(fā)斷控型地熱資源打地熱井的前提是尋找到具有一定規(guī)模的富水斷裂構造。所以進場后先要根據(jù)測區(qū)實際地形和地質(zhì)情況做好施工設計，一般來講初步探測要有幾條貫通測區(qū)的勘探剖面，每條剖面點距為5—10米/點、zui少100個物理點，具體視測區(qū)面積而定。通過對幾條剖面圖進行綜合分析，初步判定測區(qū)內(nèi)是否存在斷裂構造異常及地層變化情況。然后根據(jù)異常分布情況進行詳細勘查作出具體判斷地熱資源勘探分析論證確定地熱井位  通過VCT成像初步勘查判斷測區(qū)內(nèi)是否有異常顯示，然后進行詳細勘查，并作出測區(qū)地熱資源勘查報告。報告內(nèi)容除了按照慣例對測區(qū)的地形、地貌、地質(zhì)概況進行概述之外，對于測區(qū)的地質(zhì)分析和定井結(jié)果要詳實論證、結(jié)論清楚肯定，