地热资源勘查 作业指导书

地 热 资 源 勘 查作业指导书内蒙古自治区地质勘查基金管理中心二 O 一三年三月1前 言据中国地质调查局 2005 年估算，我区就盆地型地热资源可采热水 117400万 m 3/a，居全国之首。自治区地质勘查专项资金设立以来，共安排地热勘查项目 51 项，也取得了突破性成果，西辽河平原、河套平原、鄂尔多斯盆地、海拉尔盆地相继成功地打出了热水井。为了规范地热勘查工作，提高勘查与成果报告编写质量，我中心依据相关规范，编写了本作业手册。初稿完成后，内蒙古自治区地质矿产勘查开发局、内蒙古自治区地质调查院、内蒙古自治区第七地质矿产勘查开发院的专家详细审阅了初稿，提出了许多宝贵意见。地热勘查项目，往往布置较多的地面物探工作，为了工作方便，以附录的形式，附了“大地电磁测深法作业指导书”与“地热勘查二维地震勘探资料采集作业指导书” ，供工作时参考。依据自治区几年来地热勘查实践，本作业指导书少量内容与地热资源地质勘查规范 （GB/T 116152010）不一致，请各项目承担单位及时反馈意见，不断完善本作业书。2目 录第一章 地热资源勘查的内容及基本技术要求 .1一、地热资源勘查阶段划分及主要工作任务 .1二、地热资源储量分类 .3三、地热规模分级、温度分级 .3四、地热田及热储类型 .4五、地热勘查类型划分 .4六、地热勘查工程控制程度 .4第二章 地热勘查主要技术方法及要求 .6第一节 区域地质资料的搜集和分析 .6第二节 航卫片解译 .6第三节 地热地质调查 .6第四节 地球化学测量 .9第五节 地球物理勘查 .14第六节 地热钻探 .14第七节 地热井产能测试 .28第八节 动态监测 .34第三章 地热资源/储量计算与评价 .38第一节 计算原则 .38第二节 计算参数的确定 .38第三节 地热资源/储量计算方法 .413第四节 地热资源/储量可靠性评价 .47第五节 地热流体质量评价 .49第六节 地热资源开发利用评价 .50第四章 资料整理与报告编写要求 .52第一节 资料整理 .52第二节 报告编写要求 .52附件一：大地电磁测深法作业指导书 .54附件二：地热勘查二维地震勘探资料采集作业指导书 .71附录三：地热勘查使用的标准 .911第一章 地热资源勘查的内容及基本技术要求一、地热资源勘查阶段划分及主要工作任务地热资源勘查分为地热资源调查、预可行性勘查、可行性勘查及开采 4 个阶段。大、中型地热资源勘查项目分阶段进行, 地热地质条件简单的中、小型或单个地热井勘查项目可合并进行。1、地热资源调查阶段工作内容主要是充分收集区内已有的区域地质、航卫片图像地质解译、重力航磁地震勘查、煤炭石油勘勘查、地球化学、放射性调查以及地热资源勘查开发资料，并进行系统分析研究。开展调查的范围可根据需要确定，重点对地热天然露头（泉） ，地热异常区和地热井开展野外调查，分析地热地质条件，根据已有资料及调查成果，预测调查区的地热资源量,提交地热资源调查报告或开发利用前景分析报告, 确定地热资源重点勘查开发前景区, 为国家或地区地热资源勘查远景规划提供依据。2、地热资源预可行性勘查阶段选定在有地热资源开发前景但又存在一定风险的地区进行地热资源预可行性勘查。由于我区地热研究程度非常低，为了尽可能降低勘探风险，本阶段勘查工作一般分阶段进行。第一阶段，充分收集与地热有关的各种资料，有针对性的进行地热地质调查，必要时开展地球化学勘查。第二阶段在地热地质调查及分析研究已有与地热有关的各类勘查资料的基础上，选择重点工作区，在重点工作区开展地面物探、地球化学勘查工作。依据勘查成果，综合各类已有资料编制地热井井位论证报告，并对井位论证报告进行评审。第三阶段地热井施工。该阶段依据井位论证报告与报告的专家评审意见与建议，编写地热井施工设计，设计书应按照井位论证报告专家评审意见与建议，近一步确定井位、井深、井结构等关键问题，设计批准后进行地热井施工。2通过地热勘探井，结合已有和地面勘查资料初步查明地热田及其外围的地层、构造、岩浆（火山）活动情况, 地温异常范围 , 地热流体的天然排放量、温度、物理性质和化学成份, 圈定地热资源有利开发的范围, 确定进一步勘查地段；根据地热钻井工程, 初步查明地热田的地层结构，地热增温率，热储的埋藏深度、岩性、厚度与分布，地热流体温度、压力和化学组分, 并通过井产能测试, 初步了解热储的渗透性、井的热流体产率、温度等；采用适宜的方法计算地热储量、地热流体可开采量, 对地热资源开发利用前景做出评价, 提出地热资源预可行性勘查报告, 为地热资源试采及进一步勘查与开发远景规划的制定提供依据。3、地热资源可行性勘查阶段结合地热资源开发规划或开发工程项目要求, 在地热资源预可行性勘查阶段选定的地区或开发工程所选定的地段上进行。勘查范围可以是一个地热田，也可以是划定的拟开采地区。结合我区的实际，主要受断裂构造控制呈带状分布的地热田，工作区范围应包括整个地热田，主要目的是进一步圈定地热异常范围，确定控热断裂构造的规模、产状，断裂带宽度，地热流体的产量、温度、质量及其变化规律。呈层状分布的盆地型地热田，地质、水文地质研究程度比较高，特别是石油地震勘查覆盖的盆地，工作区可适当选定的大些，反之选定的小些。由于该阶段要有多个地热井的测试资料，层状分布的盆地型地热田地热井多数在 10003000m，故该类地热田勘查面积一般不超过 50km2。本阶段的具体工作要求按照地热资源地质勘查规范 （GB/T 116152010）执行, 其成果满足地热资源开采设计的需要。4、地热资源开采阶段 对已规模化开采地热资源的地热田或地区, 应结合开采中出现的问题与地热资源管理的需要, 加强开采动态监测、采灌测试、热储工程与地热田水、热均衡研究, 每 5 年对地热流体可开采量及开采后对环境的影响进行重新评价,为地热资源合理利用、有效保护和可持续开发提供依据。我区目前尚未开展该阶段的勘查工作。对开采历史较长的、地热流体产量或质量发生较大变化的，主要受断裂构造控制呈带状分布的地热田可考虑进行3勘查。主要对地热流体动态（开采量、水头压力、水温、水质）进行长期观测研究，对热储进行回灌试验研究，确定保持地热田持续开发利用的采灌强度。地热资源/储量报告, 其成果应满足地热资源持续开发与科学管理的需要。二、地热资源储量分类地热资源地质勘查规范 （GB/T 116152010）规定，经勘查评价的地热资源/储量，地热流体可开采量依据地质勘查可靠程度分为 :验证的、探明的、控制的和推断的四级（见表 11） 。表 1 1 地热资源/储量分类简表勘 查 阶 段 开 采 可行性勘查 预可行性勘查 调 查地热流体可开采量 验证的 探明的 控制的 推断的地热资源/储量分类 地热储量 热 储 存 量三、地热规模分级、温度分级表 1 2地热田规模分级高温地热田 中、低温地热田地热田规模 电 能/MWe 保证开采年限/年 热 能/MW t 保证开采年限/年大 型 50 30 50 100中 型 1050 30 1050 100小 型 10 30 10 100表 1 3地热资源温度分级温 度 分 级 温度(t) 界限/ 主 要 用 途高温地热资源 t 150 发电、烘干、采暖、中温地热资源 90 t 150 烘干、发电、采暖、热水 60 t 90 采暖、理疗、洗浴、温室、温热水 40 t 60 理疗、洗浴、采暖、温室、养殖低温地热资源温水 25 t 40 洗浴、温室、养殖、农灌注： 表中温度是指主要储层代表性温度4四、地热田及热储类型1、以温度压力划分高温地热田地热流体温度 150。我区目前还没有发现该类型的地热田。地压型地热田是存在于大河入海处的新近纪滨海盆地碎屑沉积物中的地热资源。其含水层埋深23千米，由于流体压力超过了静水压力0.465 6894.76帕（反映了上覆盖层的部分负荷），流体温度一般是150180，更深处可达260，井口压力可达（280420）10帕，因此它除了是一种热能资源外，同时还是一种水能资源。我区没有该类型地热田。2、以热储性质划分主要受断裂构造控制呈带状分布的地热田呈层状分布的盆地型地热田五、地热勘查类型划分表 1 4 地热勘查类型类 型 主 要 特 征I-1 热储呈层状, 岩性和厚度变化不大或呈规则变化,地质构造条件比较简单I-2 热储呈带状, 受构造断裂及岩浆活动的控制,地质构造条件比较复杂高 温地热田（I） I-3 地热田兼有层状热储和带状热储特征, 彼此存在成生关系, 地质构造条件复杂II-1 热储呈层状, 分布面广, 岩性、厚度稳定或呈规则变化,构造条件比较简单II-2 热储呈带状, 受构造断裂控制,地热田规模较小,地面多有温、热泉出露中低温地热田（II） II-3 地热田兼有层状热储和带状热储特征, 彼此存在成生关系, 地质构造条件比较复杂六、地热勘查工程控制程度地热资源调查阶段以收集区域地球物理勘查资料为主；可（预可）行性勘查阶段以面积物探为主, 勘查区应等于或略大于地质调查的范围，物探工作测线应垂直主要构造走向, 精测剖面应通过拟定地热钻井部位,勘查深度应大于拟5钻地热井的深度；开采阶段, 可根据开采地热资源布井的需要，进行点上的勘查或重点地段的补充性勘查。工作量应满足相应比例尺物探精度和勘查深度的要求。根据我区的实际情况，呈层状分布的盆地型地热田，研究程度比较高，特别是石油地震勘查覆盖的盆地，钻探孔及生产井单孔可控制面积可取最大值。表 1 5 地热资源勘查控制程度控制程度 调查阶段 预可行性勘查阶段 可行性勘查阶段 开采阶段小 型 1/5 万 1/2.5 万 1/1 万 1/1 万中 型 1/10 万 1 /5 万 1/2.5 万 1/2.5 万地质调查工作比例尺大 型 1/20 万 1 /10 万 1/5 万 1/5 万I-1 型 / 10.020.0 5.010.0 5.0I-2 型 / 1.02.0 0.51.0 0.5I-3 型 / 5.010.0 2.55.0 2.5II-1 型 / 20.030.0 10.020.0 10.0II-2 型 / 2.03.0 1.02.0 1.0钻探孔及生产井单孔可控制面积（km 2/孔）II-3 型 / 10.020.0 5.010.0 5.0注： 同一类型地热田钻探, 构造条件复杂, 具有多层热储者取小值；构造条件比较简单者取大值。6第二章 地热勘查主要技术方法及要求第一节 区域地质资料的搜集和分析地热资源的埋藏分布大多与区域构造断裂，基底埋藏分布，深部地层岩性等密切相关，广泛搜集区域地质构造资料及已有石油，煤炭的勘查资料，是开展地热勘查的必备工作，进而确定地热勘查区所处地质构造部位，基底埋藏特征、地层岩性特征、地热水储存和运移特征等，为地热勘查提供基础地质条件。收集的资料主要包括以下几方面1、1:20 万1:5 万区域地质测量成果。2、1:20 万1:5 万重力、航磁、电法物探资料。3、石油勘查成果资料，主要有地震勘查时间剖面及其解释推断剖面平面成果图件，勘探孔资料（钻孔柱状图、测井资料、参数井获取的各种参数） 。4、煤炭勘查资料，主要有地震勘查、钻探、测井、测温等成果。自治区在各盆地中大多进行了煤炭勘查，资料比较丰富。第二节 航卫片解译航卫片的解译可以判断地热勘查区地质构造基本轮廊及隐伏构造；可以