B市A区c园公园地区地热资源勘查方案

PAGE31B市A区c园公园地区地热资源勘查实施方案B市市A区c园公园地区地热资源勘查实施方案（报批稿）项目负责：编写：审核：审定：总工程师：院长：提交单位：B市市地质工程设计研究院提交时间：二Ο一一年五月PAGE37目录1绪言 PAGEREF_Toc293670052\h11.1基本情况 11.2勘查目的和任务 21.3勘查区地理位置、交通条件及社会经济状况 0055\h22勘查区以往地质工作程度 33勘查区地质情况 33.1区域地质及构造背景 3HYPERLINK\l"_Toc293670059"3.1.1断裂 63.1.2地层 83.2勘查区地质构造特征与地热地质条件和环境影响因素 93.2.1构造条件 103.2.2盖层条件 103.2.3热储层条件 103.2.4地热井的成井可能性、风险预测及影响 123.3拟定井位及主要热储层 133.4拟定井井深设计和水温、水量、水质推测 163.4.1井深设计 163.4.2温度 163.4.3水量 173.4.4水质 3670071\h173.5井孔结构 174勘查工作部署 174.1总体工作部署 17HYPERLINK\l"_Toc293670075"4.2年度工作安排 185主要工作方法手段及技术要求 185.1地质调查 185.2地球物理勘查 185.2.1测量工作 195.2.2各种方法原理概述 205.2.3资料整理 225.2.4综合解释 235.2.5误差分析及质量评述 245.2.6勘探结论 70084\h255.3钻探勘查 265.3.1施工流程 265.3.2技术要求 27HYPERLINK\l"_Toc293670088"5.3.3施工组织及相关技术 275.4地球物理测井 325.4.1方法 325.4.2工作量 325.5地质录井 335.6洗井 335.7抽水试验 70094\h345.8地热流体与岩土试验分析 345.8.1地热流体的化学全分析 345.8.2气体的化学分析 345.8.3岩石鉴定 345.9水质检验及取样要求 356经费预算 35HYPERLINK\l"_Toc293670101"6.1编制说明 356.2编制依据 356.3编制方法 357预期成果 PAGEREF_Toc293670104\h378保障措施 378.1组织管理及人员组成分工 378.1.1项目管理组织 7\h378.1.2主要组成职责分工说明 378.2经费保障措施 398.3质量保障措施 39HYPERLINK\l"_Toc293670111"8.3.1项目质量控制目标 398.3.2建立质量保证体系 408.3.3质量保证措施 408.4安全保障措施 418.4.1安全文明保证措施 418.4.2现场施工安全文明生产措施 418.4.3施工机械设备安全措施 429附图附表 42附图：1B市市c园地区氡、汞测量位置图2B市市c园地区氡气测量剖面图3B市市c园地区热释汞测量剖面图附表：附表1c园附件：附件1c园附件2营业执照及地质勘查资质证书附件3B市市国土资源局关于申请矿产资源勘查（地热）的答复意见附件4钻井设计书1绪言c园公园位于B市市A区平房乡c园村北侧，B市市A区平房乡c园村经济合作社为了开发c园地区地热资源，利用地下热水资源用于温室养殖（植）、洗浴、供暖等，提升B市市A区平房乡c园村经济合作社旅游和观光农业的整体档次，培植优势区域支柱产业新的经济增长点，促进经济的可持续发展。1.1基本情况委托单位：B市市A区平房乡c园村经济合作社作为该项目的建设方，具有独立法人资格，其所作的地热资源勘查论证委托具有法律依据。为了在区域发展中发挥重要的示范与带动作用，为平房地区的经济发展、社会基础设施建设提供科学依据，B市市A区平房乡c园经济合作社拟开发地热资源，利用地热能资源提升地区经济和带动周边居民的生活档次。勘查项目申请探矿权类型：新立；勘查矿种：地热；勘查项目位置：场地位于B市市A区平房乡c园公园，勘查面积：0.66km2。拐点坐标如下：承担单位：B市市地质工程设计研究院。B市市地质工程设计研究院是B市市工商局注册、国土资源部颁发的矿产地质勘查单位，是B市市进行地质矿产资源勘察评价、研究与开发利用的专业队伍，资料丰富、准确，技术力量雄厚，对B市市的地质、水文地质条件和矿产资源的研究程度较高。1.2勘查目的和任务为了开发区内地热资源，利用地下热水资源为村经济发展提供新的亮点，受B市市A区c园村委会委托，B市市地质工程设计研究院（B市市E大队）进行地热资源勘查及钻井的前期论证工作。本次工作的主要任务是：（1）进行地热地质和地热物探勘查工作，通过搜集区域地质构造、物探资料、附近井群资料，结合多项物探手段，进行综合研究分析确定工作区内断裂构造展布位置和深部地层结构，查明地热地质条件。（2）若具备地热开采条件，确定最佳地热井井位，拟定地热勘查井井深及井孔结构，预计出水量及出水温度。（3）提交《B市市A区c园公园地区地热资源勘查报告》。1.3勘查区地理位置、交通条件及社会经济状况c园公园位于B市市A区平房乡c园村北侧，景色宜人，交通方便，为附近居民的休闲娱乐提供了便利。图1-1c园公园地理位置2勘查区以往地质工作程度从20世纪60年代后期开始，工区及周边地区曾经开展过多项地质、水文地质、物探和钻探勘查工作，为本次地热勘查提供了宝贵、有益的基础地质资料。勘查区以往主要的地质和水文地质及地热工作成果：（1）《B市市A区地下水勘察报告》1961年提交；（2）《B市供水水文地质勘探报告》1958年提交；（3）《1956年B市市附近供水水文地质勘测报告》1956年提交；（4）勘查区周边已知的地热井有京热171及京热灌16井；京热185及京热灌15井，京热187井，京热195井，京热176井，京热155井等。3勘查区地质情况3.1区域地质及构造背景c园地区大地构造位置（见图3-1）位于中朝准地台（Ⅰ级构造单元）、华北断拗（Ⅱ级构造单元）、B市迭断陷（Ⅲ级构造单元）北东部、东坝凹陷（Ⅳ级构造单元）南部地带。图3-1B市市区域地质构造简图在区域地质构造分析上以重力勘探及地磁勘探为主要辅助手段。重力勘探以各岩石之间存在密度差别为基础来解决地质问题。在查明具有明显密度差异的岩性界面和掌握区域地层组合、分层、视厚度等条件下，对高密度岩层的埋藏深度进行半定量计算。凹陷两翼重力值逐渐升高，表明向两翼高密度地层埋藏深度逐渐变浅的趋势。在收集的工作区附近的重力布伽异常等值线平面图（图3-2），清楚地展现了以高碑店、定福庄北西一线为零值区，是南苑-通县断裂的反映，左侧半圆形为呼家楼凸起，右侧半圆形是何家坟凸起，平房凹陷最深部位置在酒仙桥-东坝一带。图3-2重力布伽异常等值线平面图工区内具有磁性的岩石主要为侏罗系、白垩系安山岩、安山质角砾岩，该类岩石为中、基性岩浆岩，磁性较强，可引起几十到几百纳特的磁异常。玄武岩具有较强磁性，但此类基性喷出岩厚度不大，不能引起较大的磁异常；安山岩为主要的中性喷出岩，磁性虽弱于玄武岩，但厚度较大，可引起较大的磁异常。工区内具有磁性的岩石主要为安山岩和安山质角砾岩。在收集的平房地区地磁异常等值线图（图3-3），零磁区在平房以南，大致呈东西向的平房南断裂相吻合，东侧零磁线基本上与东坝断裂及葛渠村断裂相重合，图幅左上有呈北东向的高磁密集带，是顺义断裂带的反映。图3-3东坝—平房地区地磁异常等值线图3.1.1断裂区内地层为单斜地层，褶皱构造不发育，断裂构造主要有近北东向。（1）良乡—前门断裂走向北东，长50㎞，构成地热田主要断裂之一。断裂两侧热储层顶板埋深差达1320m，西北一侧热储层埋深较大，渗透性差，上覆第三系厚度大，下部并见白垩系，该断裂是区域性的控制断裂。（2）南苑—通县断裂走向北东，构成B市地热田的东南边界。界内热储层埋深为700～800m，是B市东南城区地热田开发利用较为经济的地段；界外为大兴凸起，基底埋深渐浅，地热水温度渐低。（3）崇文门—呼家楼断裂是地热田内部的主要断裂，经勘探证实，断裂沿线是第三纪玄武岩岩浆活动中心，断裂带附近为热储层较富水、热水温度较高地带。推测该断裂是热田的主要导水导热构造。（4）平房断裂，走向近北东向，在工作区南侧穿过，为该区的主要导水导热构造。图3-4B市市c园地区构造地质图从平面图可以看出，工作区处于顺义迭凹陷的东坝-平房凹陷的南缘。其南界以平房断裂为边界与白家楼凸起相邻，再往南以南苑-通县断裂交界与大兴隆起相接；东侧以东坝断裂和葛渠村断裂交界与何家坟凸起相连；北侧以顺义断裂交界与来广营凸起相连。3.1.2地层出露地层由新到老有第四系（Q）；上第三系（N—E）；白垩系夏庄组（Kx）；白垩系芦尚坟（K1l）；白垩系坨里组（Kt）；白垩系东岭台组（K1d）分述如下：（1）第四系（Q）全新统中部尹各庄组（Q4y）冲积物：灰褐、褐灰砂粘、粘砂夹泥炭、淤泥。上更新统通县组上段（Q3t3）冲积物：土黄色砂粘及红棕色粘土。（2）第三系（N—E）在B市凹陷发育了巨厚的河湖相碎屑沉积夹数层玄武岩，含丰富微体化石，包括介形类、孢粉、轮藻等。根据钻孔和物探资料证明，第三系隐伏地下几十米至800米，最大深度在凤河营地区大于3000m，B市凹陷中心区700—1600m，B市凹陷的东北部顺义地区大于300m，与下伏老地层不整合接触。（3）白垩系（K）夏庄组（Kx）：以粉砂岩、页岩砂岩为主，夹有砾岩及泥灰岩。上部紫色粉砂岩中夹有多层石膏层。芦尚坟组（K1l坨里组（Kt）：由灰紫色、黄绿色、黄褐色厚层砾岩、含砾粗砂岩和各粒级砂岩等多个旋回性基本层序组成。东岭台组（K1d）：以流纹质熔结凝灰岩、流纹岩和石英粗面岩为主，间夹安山岩、粗安岩和少量紫红色砂砾岩层。（4）侏罗系（J）侏罗系主要由两套性质完全不同的地层组成。一套为窑坡组与龙门组组成的含煤层系；另一套为火山沉积岩系。（5）蓟县系（Jx）洪水庄组（Jxh）：主演为深灰-灰黑色粉砂质页岩、含炭质粉砂质页岩为主，顶部为泥质泥晶白云岩与白云质泥质粉砂岩互层，底部为灰白色白云质泥质页岩夹泥质泥晶白云岩。雾迷山组（Jxw）：灰—灰白色泥晶、细粉晶白云岩、燧石条带白云岩为主，夹砂质白云岩、石英砂岩杨庄组（Jxy）：红色或红、白相间颜色的含粉砂泥状白云岩，夹燧石白云岩、白云质灰岩及沥青质白云岩的岩石地层。（6）长城系（Ch）高于庄组（Chg）：岩性主要为厚至薄层白云岩和白云质灰岩。其底部为含砾粗砂岩和含长石石英岩装砂岩；下部多含陆源碎屑，并含多层叠层石。3.2勘查区地质构造特征与地热地质条件和环境影响因素B市地热田是一个隐伏地热田，位于B市市区东南部，东部为天竺地热田，热储层主要为蓟县系铁岭组和雾迷山组碳酸盐岩，隐伏于新生界第三系、第四系地层之下，埋藏深度600～2000m，地热水温度40～70℃，c园地热开发区域在构造上处于B市凹陷中侧南段。该凹陷为南西—北东向的长条型凹陷盆地，西北以黄庄—高丽营断裂为界，与京西北隆起毗邻，东南以南苑—通县断裂为界，与大兴凸起相接，其间宽约15㎞，轴长约60㎞。工作区所处部位是B市凹陷中心线以南紧靠南苑—通县断裂的部位。经勘探证实，基底岩层为主储热层，为中元古界蓟县系铁岭组及雾迷山组白云岩，浅埋区位于A区呼家楼一带，埋藏深度仅700～800m，向西南、东北方向埋深渐增至2000m以上。这套地层与B市西北部山区广泛分布的同类岩层有构造和水力上的联系，当这些岩层在西北部山区接受降水补给后，向东南运移至B市凹陷增温，在凹陷区第三系地层阻水隔热保温作用下，使地热水在碳酸盐岩层中富集、贮存，而形成今日可开发利用的隐伏地热田。B市地热田热储层与其覆盖层地热增温率有较大的差别，热储盖层地热增温率由上而下渐增，平均值为4.05℃/100m，其中第四系平均为1.95℃/100m,第三系平均3.99℃/100m，白垩系、侏罗系平均为1.58℃/100m,蓟县系页岩隔层平均为6.85℃/100m热储层系硅质白云岩及白云岩类裂隙岩溶含水系统，富水性受岩溶裂隙发育的影响。B市地热的地热水属低矿化（矿化度一般介于500～700㎎/L）的HCO3-、SO42-～Ca2+、Na+型水，PH值7.1～7.9，F、Ra、Rn、HBO3、SiO2、H2S等组分含量较浅层常温地下水高，有的达到矿泉水浓度标准，是高品质的保健洗浴地热水。3.2.1构造条件前已述及，东坝凹陷南侧的断裂构造显著发育，且多呈北东走向，倾向北西，绝大部分为正断裂，属构造活动地区。工区位于良乡-前门断裂与南苑~通县断裂之间，二断裂均为沟通深部热源的良好通道，这样的构造条件对于地热开发十分有利。3.2.2盖层条件上述地层覆盖层厚度约2150米，具有良好的保温层。区域资料显示盖层平均增温梯度约1.69℃/100m3.2.3热储层条件覆盖层之下即为长城系高于庄组热储层。长城系高于庄组是B市市地热开发的主要热储层。场地内该组岩石处于南苑~通县断裂北侧，岩溶裂隙相对发育，赋水性及连通性均较好。详见工作区附近的热储层顶板埋深等值线图。图3-5c园另外，区域资料显示，附近具明显的地热开采条件，其温度随深度增加而增高，拟建工作区北侧的JR155及靠近南侧断裂的JR185温度、水量均比较理想。表3-1JR155、JR185实测钻孔资料井号测温深度(m)测温结果(℃)JR155269568.6JR185164756.03.2.4地热井的成井可能性、风险预测及影响（1）可行性分析根据相邻地热田、井群资料，拟定井具备了保温层、热储层、导水断裂三个必备地质条件，场区范围内具有地热成井条件。热水井施工是可行的。成井井深2600m左右，预计日出水量600-800m3左右，考虑到拟建井井深问题及抽水时热能损耗情况，预计出水温度45（2）风险性由于地下深部地质条件的复杂性和难以预见性及物探工作的多解性，致使推断解释结果与实际情况会有一定差异。所以出水水温、水量存在一定的风险。工作区范围开发地热能资源的成井深度较大，成井施工工艺的各项技术保障是成井的关键。（3）影响由于该项目开采热储目的层为雾迷山组、杨庄组地层，并开采量较小，可保持地层的压力平衡，对周围地热井不存在影响。（4）结论物探揭示了本区地层的分布、埋深与起伏，断裂分布与产状，为本区的地热勘探提供了基础资料。本区具备了开发地热资源保温层、热储层、导水断裂的基本条件。成井深度2600m，考虑到拟建井井深问题及抽水时热能损耗情况，预计出水温度在45Cº左右。水量可达600-800m（5）建议①加强现场地质钻井技术管理，严格按设计精心施工。加强岩屑录井，随时观察地层变化情况，保证钻凿地热井的成功。②地下热水是一种宝贵的资源，地热开发单位应遵守有关地热开发政策，综合利用地下热水，不浪费能源，广泛应用于采暖、洗浴、医疗、水产养殖、温室种植、饮用矿泉水等梯级利用。③地热成井后，应进行专人管理，定期对水质、水位进行监测，采集数据资料，为地质部门能够更精确地对区域地热资源评价提供基础资料。3.3拟定井位及主要热储层拟定开采井位（1#井）选择在1号线（23-27点），回灌井位（2#井）位于开采井南侧200m的c园公园内。主要热储层为蓟县系雾迷山组（Jxw）与长城系高于庄组（Chg）厚层白云岩。参见拟建井区域地质剖面线A-A’。从上述资料分析看，场地具备地下热水的形成及开发条件，可以钻凿地热井，开发地下热水，以满足建设单位利用热水需求。根据相邻地热田、井群资料，场区范围内具有地热成井条件。白垩系覆盖层之下即为长城系高于庄组热储层。长城系高于庄组是B市市地热开发的主要热储层。工作区靠近南苑~通县断裂，含水层岩溶裂隙相对发育，赋水性及连通性均较好。3.4拟定井井深设计和水温、水量、水质推测3.4.1井深设计由物探成果和区域地质资料反映本区的地层结构为第四系、新老第三系，白垩系、侏罗系和蓟县系雾迷山组。其中第四系约320m厚，岩性为粘性土、中粗砂、卵砾石地层；新老第三系厚度约300m，岩性为半胶结的粉砂岩、泥岩地层；白垩系+侏罗系约1530m厚，岩性为安山岩、角砾凝灰岩和砾岩。第四系、新老第三系、白垩系+侏罗系是热储盖层。蓟县系、长城系为热储层，岩性为硅质白云岩。设计井深2600m，拟蓟县系雾迷山组、杨庄组作取水层，揭露蓟县系雾迷山组、杨庄组热储层表3-2拟钻井区域预计揭露地层特征表地层年代岩性厚度（m）底层深度（m）第四系（Q）粘性土、砂砾石320320第三系（R）砂砾石300620白垩系+侏罗系（K+J）凝灰岩、砂砾岩15302150蓟县系（Jx）泥晶、粉砂白云岩1502300长城系（Ch）白云质灰岩30026003.4.2温度根据B市地区地热增温梯度经验值，第四系和第三系地层增温梯度为3.0℃/100m，白垩系＋侏罗系地层增温梯度为1.5℃/100m，蓟县系地层增温梯度为1℃/100m，假定地表以下100m内为恒温层，采用公式：t（℃）=14（℃）+[（埋深－100）可推算该地区热储层顶板温度：当侏罗系底界与取水层蓟县系白云岩埋深为2150m时，温度为50℃；蓟县系与长城系埋深界面为2600m时，推算孔底温度为56℃。考虑到地热水在提取过程中的温度损耗，因此估计地热水出水温度＞3.4.3水量参照区域蓟县系地层井的出水能力，预测该井出水量可达600-800m33.4.4水质由前所述：水质类型属低矿化（矿化度一般介于500～700㎎/L）的HCO3-、SO42-～Ca2+、Na+型水，PH值7.1～7.9，F、Ra、Rn、HBO3、SiO2、H2S等组分含量较浅层常温地下水高，有的达到矿泉水浓度标准，是高品质的保健洗浴地热水。成井后进行水质分析后将提供详细的水质分析报告和对水质进行评价。3.5井孔结构根据一般地热井的施工工艺，设计开采井与回灌井（1#、2#井）采用“四径成井，四道管径”井身结构，一开用Ф445mm牙轮钻头、优质泥浆钻至320m，下入Ф340mmJ55井壁钢管；井壁管外G级油井水泥封闭。二开用Ф311mm牙轮钻头、优质泥浆钻至1000m，下入Ф245mmJ55井壁钢管（重叠部分不小于30m.）；井壁管外G级油井水泥封闭。三开用Ф216mm牙轮钻头、优质稀泥浆钻至2150m，下入Ф178mmJ55井壁钢管（重叠部分不小于30m.）；四开用Ф152mm牙轮钻头、优质稀泥浆钻至设计深度，视地层稳定性决定是否下入Ф127mm滤水钢管。见（钻井设计书）实际的钻井结构依据实钻地层进行调整。4勘查工作部署4.1总体工作部署根据工作任务要求，在调查分析工作区附近水文地质和地热地质资料基础上，依据本区区域地质情况及地球物理特征，工作区周边地下电缆、架空电缆太多，电磁场对电法勘探干扰较大，因此选择了氡气、热释汞勘查工作方法。经过综合分析区域资料，在本次地球物理勘探的基础上分析工作区的地热地质条件。4.2年度工作安排依据总体工作部署，地表调查面积约2.0Km2。第一年度下半年进行地表调查、地球物理勘探、手续报批工作，各项调查工作综合进行。第二年度上半年完成开采井（1#井）钻探施工，综合安排场区建筑物的能源综合利用方案。第三年度上半年完成回灌井（2#井）钻探施工。5主要工作方法手段及技术要求5.1地质调查在收集区域地质、物探资料的基础上，结合野外地质、水文地质调查，为查明北北东向区域内分布断裂的产状，限定其走向延伸，了解其延伸规模；同时搜集了工作区周边地热井资料，进一步了解工作区深部地层层序以及水文地质和地热地质条件；重点探测南苑—通县断裂上盘工作区范围内沉积岩蓟县系埋藏深度（视厚度）及下伏基岩深部地层岩性，探测两地3000米深度内含水性。根据勘查，工作区周边地下电缆、架空电缆太多，电磁场对可控源音频大地电磁测探的干扰较大，成果资料受干扰较大，因此报告中选择了氡气、热释汞勘查工作方法。综合分析该地区的地质条件，指出探测区地热水开发的有利地段。5.2地球物理勘查本次物探工作的野外数据采集始于2010年8月3日，于8月20日结束，完成测线2条，每条长度1km，工作量见表5-1。项目实施分为三个阶段：(1)野外数据采集；(2)室内资料处理；(3)资料解释。2010年8月，资料进入处理解释阶段，收集有关资料，整理分析，进行资料处理与解释，拟编图件，编制成果报告。表5-1B市市c园物探工作量一览表线号氡气测量（m）热释汞测量（m）测线布置（m）11000100010002100010001000合计2000200040005.2.1测量工作本次物探工作采用剖面测量方式，布设剖面2条（图5-1），测量点距为25m，测量路线以实际行走轨迹为准,点位测量用GPS和测绳控制。各剖面的起点与终点坐标见表5-2。100m0200m2号线1号线100m0200m2号线1号线图5-1布线位置图表5-2剖面端点坐标表剖面起点终点X(m)Y(m)X(m)Y(m)1号线442399245847144229654584642号线442397445889744229324589555.2.2各种方法原理概述（1）静电阿尔发卡方法原理静电阿尔发卡（氡气测量）法是一片直径为40mm的金属片。在工作之前，将其放在带静电高压充电器的储气室里，然后，将取样器插入地下抽气。抽毕，关闭储气室阀门，以防止气体泄漏。之后，按下高压开关，使卡片一边充电一边吸附α粒子，经过一段时间，然后，将该片取出立即放入专用的阿尔发辐射仪里测量卡片上的阿尔发射线强度，籍此确定氡的异常。用来发现铀矿床、寻找地下蓄水构造或探测油气田。阿尔发卡片（聚集器）能聚集氡的子体主要有两个原因：①放射性衰变产物的原子多是带正电的，在有氡的空间里，其衰变子体也多是带正电的，很容易附着在空气中的尘埃上，形成放射性气容胶。在这种空间里引入带负电的卡片（电极），由于电场的作用，离子很容易聚集在卡片上，能形成所谓的“放射性薄层”。②任何固体表面都有从其周围气体中吸附分子、原子或离子的能力。这是因为固体表面的分子或原子没有被其它相似的分子或原子所包围，而存在未饱和的价键力（也叫范德华力）的缘故。所以，将固体卡片放在储气室里，其表面就会吸附氡子体，也能形成“放射性薄层”。如卡片上带负电，则能加速形成该“放射性薄层”。静电阿尔发卡法有如下特点：①灵敏度高，本底近于零。②峰底比大，异常突出。③野外周期短，能在现场出结果。④有累积法测氡的优点，干扰因素较少，优于瞬时氡气测量。⑤可以区分铀钍，浮土覆盖几十米甚至上百米时，也可得到信息。⑥异常系氡的子体(218Po)引起，元素单一，有利于解释，能为发现断裂构造提供信息，工作时不受电磁场干扰。由于氡的运移规律受气侯，季节等因素影响较大，所以阿尔发卡法得到的结果重现性较差，但总的变化趋势是一样的。（2）热释汞地球化学测量原理近年来，人们从大量的实践中发现地表汞异常与地层构造破碎带关系密切，土壤汞异常的浓度、规模与矿体的存在与否没有必然的联系。已知矿床实验中所发现的汞异常只能证明矿体赋存在构造破碎带中，或有构造破碎带穿过了矿体。更多的实验证明，土壤汞气异常的分布十分广范，它与构造破碎带的分布一样，几乎无处不在。有一种假设，提出汞还可能来源于上地幔，地幔中的汞在高温高压下沿深大断裂向上迁移，从而形成地表土壤中的汞异常，这要求断裂深达数公里的上地幔，而很多并不具备这一深度的构造破碎带也同样有清晰的汞异常。因此上地幔可能是汞异常形成的原因之一，而不是全部。土壤中汞异常在不同的地质条件下可能具有不同的来源，但无论是来源于矿体、上地幔或地层断裂本身，汞气是沿构造破碎带这个通道向上迁移。目前，根据单一的土壤测汞方法，尚不能对土壤中汞异常来源作出明确的判断，但根据汞异常判断土壤覆盖下的构造破碎带则是明确的，而这正是水文地质和工程地质要解决的重要科题之一。基于迁移通道的认识及实践，土壤测汞方法并非对所有的断裂构造均有显著的效果。它需要破碎的、容水的通道条件，例如，对压性构造、地层较为完整的、或被岩脉冲填胶结的构造。由于通道条件变差，土壤汞异常微弱而窄小，而对于张性构造，容水条件好的构造，则异常清晰、强度高、范围大。气态汞在厚层第四纪土壤中具有垂直迁移的特点，因此，土壤汞异常的峰值往往指示地层断裂构造的顶部或断层上盘的投影位置。可以确认的是，气态汞在第四纪覆盖的土壤中可以迁移很大距离，有的实例达到200米以上。表层的土壤汞异常只能指示断裂的相对位置，而不能指示汞气在第四纪土壤中迁移的距离。应当说明，断裂的深度、倾向、倾角等要素的确定，主要还应依靠物探及工程方法。测汞方法仅仅是在厚层沉积覆盖地区快速低成本的指出断裂破碎带的相对位置，展现断裂在工作区的分布范围，以及走向。为水文地质、工程地质、矿产勘查及地热勘探提供勘探靶区。5.2.3资料整理此次工作测量内容分别对其进行了统计计算,编制了各方法的剖面图。剖面图用grapher软件绘制。将各种方法的测量值剔除大于三倍平均数以上的值和小于平均数三分之一以下的值，然后对其进行统计，求出底数（X）和均方差（σ）。具体做法如下：将所有参加统计的值分成十三组，求出组中值；求出每组的频数,即该组的样本数占全部样本数的百分数；利用上述组中值和样本的百分数做出累积概率展直图；从图上查出累积概率为百分之五十时所对应的样本平均值即为底数X。累积盖率为百分之八十四所对应的样本平均值与X的差值就是σ。然后，用X、X+σ、X+2σ、X+3σ，四个值分别对应底数、偏高场、高场和异常场；氡气和热释汞两种方法通过上述计算和处理得到的值如下表所示：表5-3B市市c园测区氡、汞参数统计表线号测量方法XσX+σX+2σX+3σ1号线氡气测量6cpm6cpm12cpm18cpm24cpm热释汞测量97ppb81ppb178ppb259ppb340ppb2号线氡气测量6.6cpm6cpm12.6cpm18.6cpm24.6cpm热释汞测量115ppb78ppb193ppb271ppb349ppb注：cpm表示每分钟的计数,ppb表示千万分之一汞含量。关于异常和异常段确定的原则,根据<<铀矿勘探规范>>做如下规定:①将大于等于三倍底数之值定为异常值；②周围必须有连续两个或两个以上异常点才能划为异常段。需要说明的是：所谓的平均数是指所有测量值的平均值，而底数是将高于三倍平均数之值和低于三分之一平均数之值剔除后，经过统计求出的。二者一般不同，但有时可能相同（即在数值分布集中时相同）。而异常场的下限值和异常值，有时相同有时不同。当底数加三倍均方差大于等于三倍底数时，则二者相同；否则不同。底数的三倍为异常值，底数加三倍的均方差称为异常场。一般异常值大于异常场的下限值。但也有相反的情况。静电阿尔发卡测量，为了增加测量精度，所得数据是每两分钟读取的脉冲数，然后归一化成每一分钟的脉冲数。最后经过剔除底数，编制成剖面图。热释汞测量是采用土壤汞测量，首先取的野外样品，在室内风干。然后加工成100目以细的粉面，放入热释汞炉里加热，测量每个样品汞蒸气的含量。尔后将其编制成剖面图。5.2.4综合解释（1）解释依据①由于断裂构造是氡和汞气的良好通道，所以在断裂上方能测到很高的氡、汞异常。②一般在同样点位都有氡、汞的异常场时，才确定为断裂穿过的部位。③有时一种方法有异常，另一种方法在同样地段有连续的偏高场（或高场）也可以确定为断裂穿过的部位。（2）物理场描述与解释c园测区两条走向南北向剖面，西部1号剖面，北端1-0号点，南端1-40号点，全长约1000米。东部2号剖面，也是1000米，详见（附图1）。通过分析发现该地区综合物探曲线有如下特点。1号线氡浓度的底数（X）为6cpm，均方差（σ）为6cpm，偏高场为12cpm，高场为18cpm，异常场为24cpm，异常定为18cpm。1号线热释汞的底数（X）为97ppb，均方差（σ）为81ppb，偏高场为178ppb，高场为259ppb，异常场为340ppb，异常定为281ppb。2号线氡浓度的底数（X）为6.6cpm，均方差（σ）为6cpm，偏高场为12.6cpm，高场为18.6cpm，异常场为24.6cpm，异常定为19.8cpm。2号线热释汞的底数（X）为115ppb，均方差（σ）为78ppb，偏高场为193ppb，高场为271ppb，异常场为349ppb，异常定为345ppb。西部1号氡剖面在6、8号点有两点大于底数点，一般都在正常场上下变化，到末段32—37号点出现异常场（≥18cpm），是典型的断裂反映。而1号线热释汞异常的出现与氡异常具有良好的位置对应关系，同样反映了断裂的存在。东部2号氡剖面在前段反映也处于正常底数上下变化，同样，在28—33号点之间有一大于20cpm的异常段出现。对应的2号热释汞剖面，在0—20号点之前仅出现1个孤立的异常峰，而在27号——33号点有一段高场出现，反映了断裂的存在。通过上述分析，综两种物探方法实测结果得出如下结论：连接西部1号剖面的1—32号点和东部2号剖面的2—28号点与连接1号剖面的1—37号、2号剖面的2—33号点，形成一条北东东向断裂破碎带（F），详见附图1、2、3。5.2.5误差分析及质量评述全测区测了82个氡测点、82个热释汞测点，做6个氡检查点和6个汞检查点；检查工作量满足设计要求。在汞分析时，每隔10个样，进行一次标样检查。测量的精度采用平均相对误差来衡量，其公式如下：相对误其中X1为测量数据，X2为检查数据。表5-4误差统计表点号氡气测量热释汞测量X1X2δ(%)平均相对误差2.02%X1X2δ(%)平均相对误差1.77%1-033079.284.31.561-522052.856.81.821-1022057.251.82.482-1011026.2424.31.922-15347.1452.4848.320321.3311.40.78由上表看出氡、汞浓度测量值在各测区平均相对误差均小于10%，，满足规范要求。本次工作用测绳和GPS定点,罗盘定方向，点位误差控制在1米以内。仪器工作前经辐射检测人员严格标定，工作中自检正常。热释汞测量每测10个样品用标样进行检查一次。5.2.6勘探结论（1）本次工作在c园测区发现了一条北东东向断裂破碎带（F），详见附图1、2、3。（2）拟建井位置与JR155、JR185处于同一地质构造单元（具有相似的盖层、储层、导热、导水等地质条件）和B市地区划定的十个地热田城区地热田东北部位，具有良好的地热赋水构造。详见表5-5的拟钻井区域钻孔揭露地层层序表及综合分析的c园地区地质构造图。依据上述综合分析的结果，认为工作区具备开发深部地热的条件。表5-5拟钻井区域钻孔揭露地层层序表代井代井号深度（m）地层年代JR155JR185JR195第四系（Q）341302340第三系（R）750498761白垩系+侏罗系（K+J）269516471907蓟县系（Jx）3251.8823872382长城系（Ch）-28102519.79图5-2c园5.3钻探勘查5.3.1施工流程根据作业文件《地热井施工工艺流程》（HQ/SZ402-2008），确定拟钻井施工流程。图5-3地热井施工工艺流程图5.3.2技术要求（1）设计井深：2600米。（2）设计出水量：600-800立方米/天。（3）设计出水温度：45℃（4）成井质量要求：井深误差：不超过千分之一；300m以上井斜不大于1°；1000m井斜不大于5°；2000m及以下井斜不大于7°；2600m井底一般不大于10°。保证工程质量的情况下，井斜可以适当增大。5.3.3施工组织及相关技术钻井主要设备表5-6钻井主要设备一览表序号名称型号数量单位备注1钻机TSJ2600/6601台2钻塔SM311台3泥浆泵BW1200/7B2台功率185kw4搅拌机NJ-6001台5震动筛DS-22台3.8kw6电焊机BS-3001台钻具组合表5-7钻具组合一览表序号孔段（m）钻具组合一开0～320φ445mm钻头+φ203mmDC×3根+φ178mmDC×6根+φ89mm钻杆二开320~1000φ311mm钻头+φ203mmDC×3根+φ178mmDC×6根+φ159mmDC×12根+φ89mmDP三开1000~2150φ216mm钻头+φ159mmDC×12根+φ121mmDC×6根+φ89mmDP四开2150~2600φ152mm钻头+φ121mmDC×15根+φ89mmDP＋φ73mmDP钻井参数表5-8钻井参数一览表钻进方法及口径钻压（t）转速（r/min）泵量(L/min)备注Φ445mm牙轮5~1463~931200钻铤加压Φ311mm牙轮8~1263~931200钻铤加压Φ216mm牙轮6~1063~93630~1200钻铤加压Φ152mm牙轮4~663~93630~1200钻铤加压钻井液性能参数设计根据地层的不同和钻孔口径的不同，采用不同的钻井液配方和性能参数。（1）0~620m表5-9第四系地层钻井液配方和性能参数泥浆性能泥浆配方(每立米用量)粘度(s)失水量ml/30min比重PH值含砂量膨润土Na2CO3CMCPHP32-35<151.05~1.18.5-9<4%8.6%~16%90~177kg0.4%4.2~4.4kg0.3~0.5%3.5~5.25kg20PPm~40PPm2~4kg(1%浓度)（2）620~2150m表5-10白垩系、侏罗系地层钻井液配方和性能参数泥浆性能泥浆配方(每立米用量)粘度（S）失水量（ml/30min）比重PH值含砂量人工钠土CMCPHP20-22<81.04~1.068-9<4%7~10%73~1100.4%~0.6%4.24~640PPm~60PPm4~6kg(1%浓度)（3）2150~2600m为蓟县系雾迷山组、杨庄组和长城系高于庄组的泥晶、粉砂白云岩储热层，采用抗高温稀释泥浆，保证在60°表5-11热储层地层钻井液配方和性能参数泥浆性能泥浆配方(每立米用量)粘度（S）失水量（ml/30min）比重PH值含砂量人工钠土Na2CO3FcLs铁铬盐PHP18-22<151.02~1.049.5~10<4%3.6~7.3%37~75kg0.2%~0.4%2kg~4kg0.3~0.5%3.6~5.2kg20PPm~40PPm2~4kg(1%浓度)固井设计套管柱设计表5-12套管柱设计序号套管外径井段长度钢级壁厚扣型单重累计重量强度及安全系数抗拉