中文名 | 地熱資源勘探方法 | 外文名 | Geothermal resources exploration method |
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地熱資源勘探方法有地球物理方法和地球化學方法兩大類。地球物理方法有地表溫度測量、熱流測量及電法、重力、磁力和地震勘探。它和其他資料(地質(zhì)、地球化學的)綜合起來,能使孔位較準確地定在理想的位置上。地球化學是地熱普查勘探中最便宜和最有效的工具之一。它的任務是分析天然熱泉或沸泉的化學成分,從而為確定是否要進行鉆探提供重要指導。鉆探后,直至熱田開發(fā),化學探測也始終是了解地熱田的重要手段。
為了評價地熱資源,選擇和確定計算參數(shù)是十分重要的。待定參數(shù)的內(nèi)容包括:熱儲層的埋深;熱儲溫度;熱儲面積;熱儲厚度;滲透率;熱儲的平均熱容量、孔隙度和容積系數(shù);放熱量等。根據(jù)這些參數(shù),就可以采用常見的評價方法(地表熱流量法、平面裂隙法、巖漿熱平衡法、體積法或斷面流量法)來評價地熱資源 。
目前常用的地球物理勘查方法包括地熱溫度及熱流測量、電法、重力、磁法、地震勘探和紅外線攝影測量等?! y溫勘探:基本原理是地熱異常區(qū)的熱量,可以通過熱的傳導作用而不斷地向地表擴散。這樣根據(jù)在地表以下一定...
我知道的有兩種,回轉(zhuǎn)(百米鉆)和沖擊(汽車鉆)
地熱資源是賦存于地球內(nèi)部的一種巨大能源。它和煤、石油、天然氣及其他礦產(chǎn)一樣,也是一種寶貴的礦產(chǎn)資源。它作為一種新能源,具有分布廣、成本低、易于開采、潔凈并可直接利用等優(yōu)點,如能充分開發(fā),可節(jié)省大量的煤...
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高溫巖體地熱資源模擬與預測方法——研究了基于三維穩(wěn)態(tài)熱傳導理論并忽略對流換熱及地質(zhì)構(gòu)造等次要因素影響的地溫場與地溫梯度場的反演 方法。該方法可以在大尺度上數(shù)值模擬巖體中地溫的空間分布狀況,并預測高溫巖體地熱資源量。以云南省騰沖 熱海熱田為例,模...
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中國地熱資源及開發(fā)利用
是油氣勘探中一種應用廣泛的最重要的方法。它的原理是由人工制造強烈的震動(一般是在地下不深處的爆炸)所引起的彈性波在巖石中傳播時產(chǎn)生的反射波或折射波,確定發(fā)生反射波或折射波的巖層界面的埋藏深度和形狀,認識地下地質(zhì)構(gòu)造,以尋找油氣圈閉。
地震勘探方法是在地面上布置一條條的測線,沿各條測線進行地震施工采集地震信息,然后經(jīng)過電子計算機處理就得出一張張地震剖面圖。經(jīng)過地質(zhì)解釋的地震剖面圖就象從地面向下切了一刀,在二維空間(長度和深度方向)上顯示了地下的地質(zhì)構(gòu)造情況。
地震勘探的數(shù)據(jù)處理把記錄采集到地震信息的磁帶上的大量數(shù)據(jù)輸入到專用的電子計算機中,按照不同的要求用一系列功能不同的程序進行處理運算,把數(shù)據(jù)進行歸類編排,突出有效的,除去無效和錯誤的,最后把經(jīng)過各種處理的數(shù)據(jù)以波形、線形的形式繪制在膠片上或靜電紙上,形成一張張地震剖面。這個過程就稱做數(shù)據(jù)處理。
地震勘探所說的速度即是地震波的傳播速度。常用的是平均速度,它是地震波垂直穿過某一巖層界面以上各地層的總厚度與各層傳播時間總和之比,可以用來把地震記錄的時間轉(zhuǎn)換為深度(距離)。此外,還有層速度、均方根速度、疊加速度等。
三維地震勘探
由于地震勘探的測線只提供了二維的信息,要了解一定面積內(nèi)的地下情況需要把各條測線的地震剖面進行對比,找出相關的信息推斷測線之間的地下情況,才能形成整體概念,這就可能產(chǎn)生相當大的人為誤差。三維地震是在一定的面積上采用地下地震信息的方法,它可從三維空間(立體的)了解地下地質(zhì)構(gòu)造情況。這種方法可以提供剖面的、平面的,立體的地下地質(zhì)圖構(gòu)造圖象,大大地提高了地震勘探的精確度,對地下地質(zhì)構(gòu)造復雜多變的地區(qū)特別有效。
各種巖石和礦物的密度(質(zhì)量)是不同,根據(jù)萬有引力定律,其引力也不相同。椐此研究出重力測量儀器,測量地面上各個部位的地球引力(即重力),排除區(qū)域性引力(重力場)的影響,就可得出局部的重力差值,發(fā)現(xiàn)異常區(qū),這一方法稱做重力勘探。它就是利用巖石和礦物的密度與重力場值之間的內(nèi)在聯(lián)系來研究地下的地質(zhì)構(gòu)造。
各種巖石和礦物的磁性是不同的,測定地面上各部位的磁力強弱以研究地下巖石礦物的分布和地質(zhì)構(gòu)造,稱做磁力勘探。由于地球本身就是個大磁體,所以對磁力的預測值應進行校正,求出只與巖石礦物磁性有關的磁力異常。一般鐵磁性礦物含量愈高,磁性愈強。在油氣田區(qū),由于烴類向地面滲漏而形成還原環(huán)境,可把巖石或土壤中的氧化鐵還原成磁鐵礦,用高精度的磁力儀可以測出這種磁異常,從而與其它勘探手段配合,發(fā)現(xiàn)油氣田。
電法勘探的實質(zhì)是利用巖石和礦物(包括其中的流體)的電阻率不同,在地面測量地下不同深度地層介質(zhì)電性差異,用以研究各層地質(zhì)構(gòu)造的方法,對高電阻率巖層如石灰?guī)r等效果明顯。電法勘探種類較多,我國目前石油電法勘探一般用直流電測深、大地電磁測深、可控源聲頻大地電磁測深等方法,近期又發(fā)展了差分標定電法、大地電場巖性探測法等新方法。
根據(jù)大多數(shù)油氣藏的上方都存在著烴類擴散的“蝕變暈”的特點,用化學的方法尋找這類異常區(qū),從而發(fā)現(xiàn)油氣田,就是油氣地球化學勘探。油氣地球化學勘探方法的種類比較多,常用的是土壤烴氣體測量、土壤硫酸鹽法、穩(wěn)定碳同位素法、汞和碘測量法等,還有地下水化學法及井下地球化學勘探法。
地球物理測井簡稱測井,是在鉆孔中使用測量電、聲、熱、放射性等物理性質(zhì)的儀器,以辨別地下巖石和流體性質(zhì)的方法,是勘探和開發(fā)油氣田的重要手段。
測井系列
不同的測井儀器有不同的性能和作用,在某種地質(zhì)條件和鉆孔條件下,根據(jù)一定的地質(zhì)或工程目的,采用多種有針對性的測井儀器組合起來進行測井,稱為達到這種目的的測井系列。
電阻率測井
是在鉆孔中采用布置在不同部位的供電電極和測量電極來測定巖石(包括其中的流體)電阻率的方法。通常所用的三電阻率測井系列是:深側(cè)向、淺側(cè)向和微側(cè)向電阻率測井。
聲速測井
聲速測井是利用不同的巖石和流體對聲波傳播速度不同的特性進行的一種測井方法。通過在井中放置發(fā)射探頭和接收探頭,記錄聲波從發(fā)射探頭經(jīng)地層傳播到接收探頭的時間差值,所以聲速測井也叫時差測井。用時差測井曲線可以求出儲集層的孔隙度,相應地辨別巖性,特別是易于識別含氣的儲集層。
放射性測井
放射性測井即是在鉆孔中測量放射性的方法,一般有兩大類:中子測井與自然伽馬測井。中子測井是用中子源向地層中發(fā)射連續(xù)的快中子流,這些中子與地層中的原子核碰撞而損失一部分能量,用深測器(計數(shù)器)測定這些能量用以計算地層的孔隙度并辨別其中流體性質(zhì)。自然伽馬測井是測量地層和流體中不穩(wěn)定元素的自然放射性發(fā)出的伽馬射線,用以判斷巖石性質(zhì),特別是泥質(zhì)和粘土巖。
井溫測井
井溫測井又稱熱測井,它可以進行地溫梯度的測量;可以在產(chǎn)液井中尋找產(chǎn)液的井段,在注入井中尋找注入的井段;對熱力采油井,可以通過鄰井的井溫測量檢查注蒸汽的效果;可以評價壓裂酸化施工的效果等。
地層傾角測井
地層傾角測井是在鉆孔中測量地層傾斜方向和傾斜角度的方法。根據(jù)測得的數(shù)據(jù),可以研究地質(zhì)構(gòu)造與沉積環(huán)境,從而追蹤地下油氣的分布情況。
井徑測井
井徑測井儀是用來測量鉆孔直徑的。在未下套管的井中可以測量井徑不規(guī)則程度,提供下套管固井施工所需要的水泥用量參數(shù);還可根據(jù)鉆孔的不規(guī)則形態(tài),分析判斷地下巖層裂縫的發(fā)育程度和裂縫的方向。在套管受損壞的井中,可以測量套管損壞的位置和變形情況。
自然伽馬射能譜測井
自然伽馬能譜測井是測量地層中放射性元素鈾、釷和鉀40的伽馬射線強度譜,從而確定它們在地層中的含量,用于分析巖石及流體性質(zhì)。
聲波變密度測井
補償聲波測量的是接收到的聲波波列的首波達到時間,用于測定地層的聲波傳播速度,源距較短,其資料用來計算地層孔隙度和確定氣層。全波列聲波測井記錄的是接收到的聲波全部波列,可測定巖層的彈性模量,其源距較長,用于求解巖層強度、檢查壓裂效果及固井質(zhì)量等,在求解地層孔隙度及判斷氣層方面比補償聲波更為準確。
三孔隙度測井
指補償中子、補償密度及補償聲波測井。
測井解釋的“四性”
“四性”是指地層的巖性、儲集性(孔隙度、滲透率)、含油性和物理性[3]。
為開發(fā)與保護地熱資源提供資源/儲量及其所必須的地質(zhì)資料,以減少開發(fā)風險、取得地熱資源開發(fā)利用最大的社會經(jīng)濟效益和環(huán)境效益,并最大限度的保持資源的可持續(xù)利用。
1、查明熱儲層的巖性、空間分布與常溫含水巖層的水力聯(lián)系等主要因素;
2、查明地熱流體的溫度、狀態(tài)、物理性質(zhì)及化學組分,并對其利用的可行性做出評價;
3、查明地熱流體動力場特征、補徑排條件;
4、重點是在查明地熱地質(zhì)背景的前提下,確定溫泉地熱資源的形成條件和地熱資源可開發(fā)利用的區(qū)域及合理的開發(fā)利用深度;計算評價地熱資源或儲量,提出地熱資源可持續(xù)開發(fā)利用的建議。
1、按地熱田的溫度、熱儲形態(tài)、規(guī)模和構(gòu)造的復雜程度,將地熱田的勘查類型劃分為兩類六型。
(一)高溫地熱田(Ⅰ):
Ⅰ—1:熱儲呈層狀,巖性和厚度變化不大或呈規(guī)則變化,地質(zhì)構(gòu)造條件比較簡單;
Ⅰ—2:熱儲呈帶狀,受構(gòu)造斷裂及巖漿活動的控制,地質(zhì)構(gòu)造條件比較復雜;
Ⅰ—3:地熱田兼有層狀熱儲和帶狀熱儲特征,彼此存在成生關系,地質(zhì)構(gòu)造條件復雜。
(二)低溫地熱田(Ⅱ):
Ⅱ—1:熱儲呈層狀,分布面廣,巖性、厚度溫度或呈規(guī)則變化,構(gòu)造條件比較簡單;
Ⅱ—2:熱儲呈帶狀,受構(gòu)造斷裂控制,地熱田規(guī)模較小,地面有多有溫、熱泉出露;
Ⅱ—3:地熱層兼有層狀熱儲和帶狀熱儲特征,彼此存在成生關系,地質(zhì)構(gòu)造條件比較復雜。
2、地熱田規(guī)模按可開采熱(電)能的大小分為大、中、小三型。
地熱田規(guī)模 |
高溫地熱田 |
中、低溫地熱田 |
||
電能/MW |
保證開采年限/年 |
熱能/MW |
保證開采年限/年 |
|
大型 |
>50 |
30 |
>50 |
100 |
中型 |
10~50 |
30 |
10~50 |
100 |
小型 |
<10 |
30 |
<10 |
100 |
3、地熱資源按溫度分為高、中、低三級
溫度分級 |
溫度t界限,℃ |
主要用途 |
|
高溫地熱資源 |
t≥150 |
發(fā)電、烘干 |
|
中溫地熱資源 |
90≤t<150 |
工業(yè)利用、烘干、發(fā)電 |
|
低溫地熱資源 |
熱水 |
60≤t<90 |
采暖、工藝流程 |
溫熱水 |
40≤t<60 |
醫(yī)療、洗浴、溫室 |
|
溫水 |
25≤t<40 |
農(nóng)業(yè)灌溉、養(yǎng)殖、土壤加溫 |
|
注:表中溫度是指主要熱儲代表性溫度。 |
地質(zhì)勘探方法
主要有坑、槽探、鉆探、地球物理勘探等方法。
就是用人工或機械方式進行挖掘坑、槽、井、洞。以便直接觀察巖土層的天然狀態(tài)以及各地層的地質(zhì)結(jié)構(gòu),并能取出接近實際的原狀結(jié)構(gòu)土樣。
是指用鉆機在地層中鉆孔,以鑒別和劃分地表下地層,并可以沿孔深取樣的一種勘探方法。鉆探是工程地質(zhì)勘察中應用最為廣泛的一種勘探手段,它可以獲得深層的地質(zhì)資料。