《地热地面人工源电磁法勘查技术规范（征求意见稿）》

ICSCCS32TechnicalspecificationsforelectromagneticexploratiXXXX-XX-XX发布IDB32/TXXXX—XXXX 2规范性引用文件 3术语和定义、缩略语 4总则 4.1应用条件 24.2应用功能 35工作准备 35.1资料收集 35.2方法准备 36工作内容与要求 46.1技术设计 46.2野外工作 66.3数据处理 76.4资料解释 76.5成果报告编写及要求 87报告评审与资料汇交 87.1报告评审 87.2资料归档 9 DB32/TXXXX—XXXX本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由江苏省自然资源厅提出并组织实施。本文件由江苏省自然资源标准化技术委员会归口。本文件起草单位：江苏省地质局、江苏华东地质建设集团有限公司、江苏省地质勘查技术院、江苏煤炭地质物测队、江苏华东八一四地球物理勘查有限公司、中国矿业大学本文件主要起草人：王军成、车平、何委徽、付国强、李孟琳、孙瑛、孙平、李晓昭、赵晓豹、俞建宝、平立华、刘光虎、刘海飞、周磊1DB32/TXXXX—XXXX地热地面人工源电磁法勘查技术规范本文件规定了地热地面人工源电磁法勘查的技术设计、仪器设备、野外施工、资料验收、资料处理与解释、成果报告编制等技术要求。本文件适用于江苏省陆上水热型地热资源和干热型地热资源地面人工源电磁法地球物理勘查。本文件涉及的地面人工源电磁法包括可控源音频大地电磁法、广域电磁法、时频电磁法、电性源短偏移距瞬变电磁法。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。NB/T10097GB/T11615NB/T10264地热能术语地热资源地质勘查规范地热地球物理勘查技术规范DZ/T0280DZ/T0407SY/T6688可控源音频大地电磁技术规程广域电磁法技术规程时频电磁法勘探技术规程T/CGS002电性源短偏移距瞬变电磁法勘探技术规程GB/T18314全球定位系统（GPS）测量规范DZ/T0153DZ/T0069DZ/T0368物化探工程测量规范地球物理勘查图图式图例及用色标准岩矿石标本物性测量技术规程SY/T6276石油天然气工业健康、安全与环境管理体系GB/T7713.3科技报告编写规则3术语和缩略语下列术语和缩略语适用于本文件。可控源音频大地电磁法：英文全称Controlledsourceaudiomagnetotelluricmethod，缩写为CSAMT；广域电磁法：英文全称Widefieldelectromagneticmethod，缩写为WFEM；时频电磁法：英文全称Time-frequencyelectromagneticmethod，缩写为TFEM；电性源短偏移距瞬变电磁法：英文全称Groundedwiresourceshortoffsettransientelectromagneticmethod，简化缩写为SOTEM。4总则2DB32/TXXXX—XXXX地热资源根据埋藏深度的不同可分为浅层（200m以浅）、中深层（200～3000m）和深层（3000m以深）地热资源。江苏省位于我国东部沿海高温地热异常带上，地热资源丰富，尤其是中深层地热资源潜力巨大，开发利用前景广阔。同时，江苏省中深层地热勘查及靶区优选面临地热地质条件复杂，地热成因类型、热储岩性及模式多样等难题。根据构造演化特征、地热地质条件及地热资源类型，全省可划分为四个地热资源分区：丰沛-徐州地热资源分区、宿迁-连云港地热资源分区、苏中地热资源分区及苏南地热资源分区。表1江苏省地热资源分区及特征名称控热构造热储层地热资源类型主要是碳酸盐岩地主要为中新生代层（岩溶裂隙含水丰沛-徐州地江苏省西北部，郯庐主要为隐伏传导盆地及隆起区的层古近纪砂岩地热资源分区断裂带以西型地热资源有利褶皱构造层（孔隙—裂隙含水层）宿迁-连云港地热资源分区江苏北部，郯庐断裂带以东（含郯庐断裂带嘉山－响水断裂以北主要为郯庐断裂带、中新生代盆地及隆起区深断裂构造主要为各类破碎带（如断裂破碎带、侵入接触破碎带等裂隙含水层）主要为对流型和传导型地热资源苏中地热资源分区江苏省中部，嘉山-新生代断陷盆地主要为区内的隆起褶皱带、坳陷边缘断裂—断阶带及坳陷内一系列凸起构造主要有新近纪砂砾层、古近纪砂岩及中生代、古生代碳酸盐岩地层等主要为传导型和对流型地热资源或两者的复合类型苏南地热资源分区江苏省南部，苏中盆地东台坳陷以南主要为盆地边缘断裂－断阶带、苏中地区的构造、隆起区有利褶皱及断裂构造等主要是中生代、古生代碳酸盐岩地层主要为对流型和传导型地热资源江苏省地理条件独特，地形以平原为主，水系发达，湖泊众多。平原地区第四系和新近纪松散沉积层分布广泛，厚度大，沿海地区浅层地下水矿化度高；省内经济发达，城镇众多，工厂、变电站密布，高压输电线、高速公路、高速铁路纵横交错，人文、电磁干扰强度高，不利于地热资源天然源电磁法勘查。当前中深层地热资源勘查多采用地面人工源电磁法，其具有探测深度大、信噪比高、成本低、高效、绿色环保等优势，并在中深层热储勘查实践中取得了良好的应用效果。为实现高效、低成本、规范有序、可持续的地热资源勘查，故制定本文件。4.1应用条件3DB32/TXXXX—XXXX4.1.1目标体（层状热储、带状热储或干热岩）与围岩存在明显的电阻率差异。4.1.2目标体有足够大的规模，观测的电磁场异常信号可以从干扰场或背景场中分离出来。4.1.3电磁噪声和人文干扰因素不影响曲线形态刻画。4.1.4工区地形、地貌条件满足勘查方法技术作业条件。4.2应用功能4.2.1主要研究工区地层结构、构造、隐伏断裂空间展布。4.2.2研究与热源有关的深部结构、岩浆岩活动范围。4.2.3圈定地热异常目标靶区，查明热储结构、含水性（水热型地热资源）或干热岩分布。5工作准备5.1资料收集勘查工作正式开展前，应先收集工区及其周边区域如下资料：a）地形、河流、湖泊等自然地理资料；b）居民点、道路、高压输电线、变电站、地下管线等人文地理资料；c）气温、雨季、冰冻期等气象资料；d）历史地震活动资料；e）地层、岩性、构造、岩浆岩分布等区域地质资料；f）地下水类型、补、径、排特征等水文地质资料；g）井位、井深、测井、录井等钻探资料；h）岩石物性、大地热流、地温梯度、以往电法勘探、重力勘探、地震勘探等地球物理资料。若工区内无充足物性资料，宜开展岩石物性参数测试工作。江苏省地层岩石电阻率参数综合统计见附录A。5.2方法准备5.2.1适用性分析结合工区地热地质条件和电性参数特征，分析热储层（体）与围岩之间的电性差异，是否具备电磁法应用条件。5.2.2有效性分析根据收集到工区及其周边的地质、钻探、地震勘探、电法勘探、岩石物性等资料建立尽可能准确的地质-电阻率模型，并充分了解勘探目标的赋存形态及异常特征，开展正演模拟分析方法的有效性；结合工区内地形地貌、人文环境，综合评价方法方案的可行性。正演模拟分析也可为优化工作参数和开展野外试验提供依据。5.2.3方法选择地面人工源电磁法主要有可控源音频大地电磁法、广域电磁法、时频电磁法、电性源短偏移距瞬变综合考虑各人工源电磁法观测域、反演参数、发射功率，对各方法适用的探测深度提出参考，见表表2地面人工源电磁法适用测深参考工作方法观测域反演参数发射功率推荐探测深度限于4DB32/TXXXX—XXXX可控源音频大地电磁法频率域35kw2.5km广域电磁法频率域180kw5.0km时频电磁法频率域、时间域电阻率、极化率150kw5.0km电性源短偏移距瞬变电磁法时间域30kw2.0km江苏省地热地质条件复杂，地热资源类型多样，勘查目标深度各异，给地热的物探勘查方法选择增加了较大的难度。综合考虑不同类型地热资源埋藏深度、电磁勘探方法特点、经济性作如下推荐，见表表3地面人工源电磁法适用性推荐地热资源类型埋藏深度/m勘探方法水热型地热<2500可控源音频大地电磁法（CSAMT）、电性源短偏移距瞬变电磁法（SOTEM）水热型地热>2500干热岩型地热>3000时频电磁法（TFEM）5.2.4方法试验凡属下列情况之一者，应进行方法试验：a)寻找深部热储层（埋深3～5km）或勘探程度较低的新区；b)人文、电磁噪声干扰较严重，观测数据质量受到较严重影响的工区；c)探测热储层与围岩之间的电性差异较小，或探测目标体的规模相对其埋深较小，不能确定探测出目标体异常响应的工区。d)试验点应靠近已知钻孔或临近勘探程度较高的地段。6工作内容与要求6.1技术设计6.1.1任务根据地热资源勘查项目的任务目标，以及工区地质特点、地球物理资料情况，确定项目实施的具体技术路线及选用的勘查方法技术，明确工作内容、工作量，说明预期的工作成果及经费预算等。根据项目任务书或合同的任务目标编写项目技术设计书，设计书编写提纲参考附录B。6.1.2设计准备6.1.2.1资料分析对收集到的工区以及周边地区已有的各种比例尺、各种方法的地球物理勘查资料进行分析，了解并掌握已有地球物理工作程度、存在问题。6.1.2.2现场踏勘到工区现场踏勘，了解地形地貌、交通条件、居民点分布、地表水系分布、植被覆盖等情况。了解工区电磁干扰类型及特征，评估其影响；编制踏勘报告或小结。5DB32/TXXXX—XXXX若有必要则开展方法试验工作，研究方法实施的可行性，确定观测的最佳技术参数，包括测网/测线布设、工期、人员、设备和车辆配置等。6.1.3设计内容技术设计主要内容包括：a)勘查工作的地质任务；b)工区位置、范围、交通及人文地理；c)勘查工作方法、工作内容、工作量、试验方案；d)测网、测线，初步技术参数，数据采集精度指标；e)数据处理、资料解释的流程、内容，采用的方法；f)预期成果；g)经费预算、施工期限与进度安排；h)设备、组织保障措施、HSE管理等。6.1.4技术要求勘查数据采集宜采用稀疏测网面积测量与高精度剖面测量相结合的工作方式。技术设计要求如下：a）测点设计：应避免在电磁干扰、人文干扰严重的地段布设电磁测深类方法；b）精度设计：根据探测目标的埋深以及可能的规模大小，设计勘查方法应达到的测量数据精度，并根据相应勘查方法标准，确定精度指标及质量检查方式；c）测网、测线设计：设计的勘查工作范围应大于地热开发利用建设的范围，并尽量规整、连片；测网密度应与工作比例尺相对应（参见表4）；测线应尽量垂直主要构造走向，精测剖面应通过已知钻孔和拟定钻孔；表4常用比例尺和测网密度d）技术参数设计：根据资料分析和现场踏勘结果设计模型，通过对模型的理论计算以及现场试验结果确定相关技术参数；根据地热目标体埋深制定差异化发射参数矩阵，如浅层（深度＜1km）勘探采用0.1～10kHz宽频扫频，中深层(深度1～3km)采用0.01～1kHz低频组合；e）物性工作设计：岩样的采集与测量应覆盖工区所有岩性；f）测地工作设计：应符合相应的勘查方法标准的要求；g）所采用勘查方法的勘查深度应大于拟钻地热井深度或预估勘查目标的深度，拟钻地热井的设计应依据不少于三种地球物理方法解释成果，多种地球物理方法尽可能形成综合剖面；h）勘查实物工作量应满足相应比例尺及探测深度要求；后续涉及钻探工作的应有异常验证和再解释的设计内容。6.1.5设计书审批与变更设计书应由甲方审批；设计书执行过程中，遇不可抗力时，可根据实际情况对设计书内容进行调整，调整内容应得到甲方的确认。6.2野外工作6.2.1工作内容6DB32/TXXXX—XXXX仪器设备准备、测网、测线布置、数据采集施工、数据整理、质量检查与评价、施工总结报告编写、野外验收等。6.2.2技术要求勘查数据采集野外施工，应符合下列技术要求：a）可控源音频大地电磁法勘查应符合DZ/T0280的要求；b）广域电磁法勘查应符合DZ/T0407的要求；c）时频电磁法勘查应符合SY/T6688的要求；d）电性源短偏移距瞬变电磁法勘查应符合T/CGS002的要求；e）测地工作应符合GB/T18314和DZ/T0153的要求；f）岩矿石标本采集、物性测量应符合DZ/T0368的要求；g）野外记录应清晰、完整；电磁法应详细记录测点周边干扰信息；h）现场应及时进行数据整理，包括：剔除错误数据、计算各项改正值、误差计算与统计、数据网格化等，数据整理应对照查看原始记录。6.2.3野外验收野外工作结束时，提交各勘查方法野外数据采集施工总结报告及原始资料文件，原始资料提交文件要求参见以下：a）测地工作小结；b）测点坐标成果表；c）仪器性能试验记录本；d）野外施工班报记录表；e）原始曲线图册（含检查点f）质量检查统计表；g）工作总结报告；h）工作实际材料图；i）仪器导出的原始数据。由甲方对野外数据采集施工总结报告及提交的原始资料文件进行验收。6.2.4HSE要求勘查工作应严格执行HSE管理体系：a）野外作业车辆应配备灭火器、急救箱等，野外人员应配齐可靠的通讯工具，供电系统人员必须使用绝缘胶鞋、绝缘手套等防护用品。b）出工前应对供电导线进行漏电检查，任何损坏和开裂都应进行及时修复和替换，接头处应使用高压绝缘胶布包裹。c）在发射电极和电缆经过的村庄、路口等障碍物的位置，应设有明显、清晰的高压警示标识，在供电接地电极周围10m范围内拉警戒线，并派专人看守和巡查。d）布线经过水域时，除处理好导线外，应保证过水安全，不可徒手触摸拖拉导线涉水（或泅渡水上或冰上作业应制定相应的安全制度和应急措施。e）供电站应选在地面干燥处，发射机操作人员应配备有高压防护措施及装备。f）发射机由专人操作，供电前应仔细检查发射回路，确认接线正确、供电导线连通、接地情况良好后，并确认所有工作人员已远离发射电极，方可试发射供电。g）发射供电期间，操作员应看护好发射机及配套设备，保证其处于正常工作状态并随时处置出现的故障；在改变发射机输出电压挡位、变换基频前，应退出发射状态；需手动调节发射机输出电流时，应平稳缓慢调节；退出发射状态前，应将输出电流调节钮旋至最小。h）发电机组运行期间，不可添加燃油。7DB32/TXXXX—XXXXi）连接或断开供电导线、发射控制器电缆、发射机电源输入电缆时，应确认发射机是处于停机状态。j）移动测站前或全天工作结束后，在未收到发射机操作员明确断电的指令前，不允许任何人接触供电导线和电极。k）雷雨天气，应停止野外作业；突遇雷电，应迅速关机、断开连接仪器设备的所有电缆。l）勘查工作应注意环境保护工作，妥善处理产生的垃圾。m）项目组外业施工前应开展安全生产教育活动，并制定应急处置方案。HSE相关事项上述未列明的应符合SY/T6276要求。6.3数据处理6.3.1任务及内容根据项目任务和工区地质特征、地球物理资料情况，应使用相应的处理方法及软件，对勘查数据进行处理，压制或消除干扰、噪声，突出或提取出有关信息，形成易于识别和解译的反映地热要素的电磁信号。6.3.2技术要求数据处理应符合下列技术要求：a）可控源音频大地电磁法数据处理应符合DZ/T0280的要求；b）广域电磁法数据处理应符合DZ/T0407的要求；c）时频电磁法数据处理应符合SY/T6688的要求；d）电性源短偏移距瞬变电磁法勘查应符合T/CGS002的要求；e）测地工作数据处理应符合GB/T18314和DZ/T0153的要求；f）岩矿石标本物性测量数据处理应符合DZ/T0368的要求；6.4资料解释6.4.1任务资料解释的任务如下：a）常规地质解释；b）与热源、热通道、热储体（层）、热盖层有关的地质构造、岩体（层）岩性、岩体（层）含水性解释推断；c）地热系统分析及地热要素描述；d）地热异常特征识别与提取；e）地热异常划分与评价，下一步勘探开发建议。资料解释的具体内容如下：a）单一勘查方法数据：定性分析、定量反演及解释，形成单一勘查方法异常剖面、平面图；b）多种勘查方法数据：联合反演解释，形成综合解释剖面图、多信息叠合解释平面图、地热异常划分与评价平面图。6.4.3技术要求遵循“点—线—面相结合，从已知推断未知”的原则，对重点异常进行现场验证。资料解释应符合下列技术要求：a）可控源音频大地电磁法资料解释应符合DZ/T0280的要求；b）广域电磁法资料解释应符合DZ/T0407的要求；c）时频电磁法资料解释应符合SY/T6688的要求；8DB32/TXXXX—XXXXd）电性源短偏移距瞬变电磁法勘查应符合T/CGS002的要求；e）岩矿石标本物性资料解释应符合DZ/T0368的要求；f）根据定性、定量和综合解释推断结果编制地质—地球物理综合解释成果剖面、平面图。同时，对解释成果的可靠性进行评估，说明可能存在的问题与不足。可靠性分级为：可靠、较可靠、可供参考和不可靠。6.5成果报告编写及要求项目成果报告，格式要求执行GB/T7713.3的规定,图件编制应符合DZ/T0069的要求。6.5.1基本要求a）根据任务书、设计书、野外工作验收意见书及有关要求编制；b）报告所用资料应是经质量验收合格的正式资料；c）成果报告应内容全面、重点突出、立论有据，所附图符合相关要求。6.5.2报告主要内容报告编写提纲包括以下内容：a）前言（项目来源、性质）b）目标任务及任务完成情况c）工区概况、以往工作程度及主要研究成果d）工区地质、地热地质及与地球物理场特征e）野外工作方法技术及质量情况f）资料处理及解释（数据处理、解释方法与参数选取）g）地热地质-地球物理综合解释（水热型地热资源和干热岩勘查，构造空间展布特征、热储埋深、盖层组合特征、侵入岩分布等）h）解译精度与可靠性评价i）地热井成井地质条件、可行性、风险及影响j）结论与建议6.5.3附图成果报告附图主要包括：a）勘查工作实际材料图b）勘查工作剖面成果图、解释推断成果图c）地质-地球物理综合推断成果图d）推断热储体（层）顶面埋深等值线图e）拟钻地热井钻遇地层推断图7报告评审与资料汇交7.1报告评审由任务来源单位组织项目成果报告评审，依据评审专家意见进行修改或整改，通过复核后提交项目归档。7.2资料归档所有工作任务完成后，应及时提交相关资料归档。资料提交格式及内容应满足任务来源单位的相关要求。归档资料通常包括以下内容。9DB32/TXXXX—XXXX7.2.1设计资料a）项目合同（任务书b）项目技术设计书；c）项目设计书评审意见书。7.2.2原始资料a）原始记录数据资料；b）现场处理资料；c）班报；e）测地资料；f）初步处理成果；g）野外生产工作总结报告；h）野外生产工作总结报告验收意见书；i）过程控制文件。7.2.3成果资料a）项目成果报告（含附图、附表）；b）项目成果报告评审意见书；c）其他需要提交的材料。DB32/TXXXX—XXXX附录A(资料性附录)江苏省地层岩石电阻率参数综合统计表地层岩性电阻率(Ω•m)综合特征标本测井MT反演Q砂质粘土、粉砂、粘土、砂砾层52.1低阻层N砂岩、泥岩8.78.324.1E2-3s砂岩、泥岩夹玄武岩3.96.6E2d砂岩、泥岩E1f砂、泥岩夹玄武岩3.95.8E1t砂岩、泥岩5.46.9K2p粉砂岩34中低阻层J1-2xn砂岩38677T2-3粉砂质泥岩T1灰岩、泥灰岩、页岩553320216中高阻层P3d页岩3886899.8中低阻层泥灰岩P2l页岩、粉砂质泥岩、煤2823796粉砂岩岩屑砂岩、泥灰岩P1g硅质岩4678页岩、泥岩粉砂岩P1q灰岩4059684226高阻层C2灰岩2538529C1灰岩、砂岩、泥岩95D3w石英砂岩381362中低阻层S2m石英砂岩351404S1f粉砂质泥岩9444O3S1g泥岩、粉砂质泥岩9528泥质粉砂岩O3w泥岩26O1-2灰岩、白云岩、泥灰岩330高阻层Є2-3白云岩、白云质灰岩、灰岩462Є1m炭质泥页岩507灰岩、白云岩、硅质岩Z2白云岩、灰岩、粉砂岩348Z1砂岩中低阻层γ花岗岩、花岗斑岩高阻体ηοπ石英二长斑岩4486δοπ石英闪长斑岩δu闪长玢岩3573注：来源于“江苏省岩溶型地热资源调查与潜力评价”项目。DB32/TXXXX—XXXX(资料性附录)项目设计书编写提纲设计书编写应包括以下内容：1项目基本情况：项目名称、组织实施单位、项目属性、测区范围、工作周期、目标任务、项目经费预算。2可行性分析：项目背景、立项依据、项目实施的可行性。3以往工作程度及存在问题：以往工作包括地质工作、地球物理勘查工作、地热工作、水文工作等。4技术路线与工作方法：项目实施的技术路线、工作方法与工作内容。5项目组织管理：项目组织机构、项目组成员、项目负责人简介、资金条件、申报单位、组织实施单位资质等情况。6工作部署：具体的工作布置情况、进度安排、实物工作量及预期成果等。7项目风险与不确定性：项目实施过程中可能遇到的进度、管理、泄密、安全、环保事故等风险及防范措施。8经费预算：预算编制依据、分项编制明细及总预算。9设计书附图：工区地质图、勘查工作布置图。DB32/TXXXX—XXXX(资料性附录)地热地面人工源电磁法勘查可控源音频大地电磁法班报表表C.1可控源音频大地电磁法班报表项目名称天气项目名称工作区域线号排列号发射源序号发射源长度（m）发射A点坐标X:发射B点坐标X:Y:Y:磁探头编号磁信号（Hy）点号测线方位角磁探头方位角MN长度（m）发射频道漏电检查（MΩ)高频电流(A)发射接地电阻(Ω)低频电流(A)接收记录仪器编号道号M点位N点位DC(mV)测点描述Ex1Ex2Ex3Ex4Ex5Ex6Ex7Ex8Ex9Ex10Ex11Ex12Ex13Ex14Ex15备注：操作者：记录者：校核人：负责人：DB32/TXXXX—XXXX(资料性附录)地热地面人工源电磁法勘查广域电磁法班报表表D.1广域电磁法发射班报表项目名称天气发射源长度（m）接地电阻(Ω)发射A点坐标X:发射B点坐标X:Y:Y:发射记录频组时间频组时间备注：操作者：记录者：校核人：负责人：DB32/TXXXX—XXXX表D.2广域电磁法接收班报表项目名称天气测线编号测线方位排列号场源编号仪器编号电极距MN收发距频率范围采集起始时间采集结束时间采集时长接收记录道号M点位N点位接地电阻(Ω)测点描述2#3#4#5#6#7#8#备注：操作者：记录者：校核人：负责人：DB32/TXXXX—XXXX(资料性附录)地热地面人工源电磁法勘查时频电磁法班报表表E.1时频电磁法发射班报表项目名称天气项目名称工作区域线号/发射源号接地电阻(Ω)AB距(m)A坐标X：B坐标X：Y：Y：发射记录频率表