綜合地球物理勘查技術在地熱勘查中的應用
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【摘 要】綜合地球物理勘查技術作為一種高效安全的勘查方法在地熱資源勘測工作中有至關重要的作用，應用地球地理勘查技術，可以使得勘查工作更加方便簡單，減少勘查過程中的不穩定因素和危險因素，使得勘查結果更加準確，成本投入少。論文主要針對綜合地球物理勘查技術在地熱勘查中的應用展開探討，指出常用的地球地熱物理勘測方法，希望能為地熱勘查工程項目提供一定的參考。
【Abstract】As an efficient and safe survey method， comprehensive geophysical exploration technology plays an important role in geothermal resource survey， and the application of geo-exploration technology can make the exploration work more convenient and simple， reduce the instability factors and risk factors in the exploration process， make the survey results more accurate and reduce the cost input. This paper mainly discusses the application of comprehensive geophysical exploration technology in geothermal exploration， and points out the commonly used methods of geothermal physical survey method， hoping to provide some reference for geothermal exploration projects.
【關鍵詞】綜合地球物理勘查技術;地熱勘測;應用
【Keywords】 comprehensive geophysical exploration technology; geothermal survey; application
【中圖分類號】P631 【文獻標志碼】A 【文章編號】1673-1069（2019）05-0167-02
1 引言
地熱資源作為一種清潔能源和可再生能源，在化石資源日益短缺和環境污染逐漸加重的今天，在促進社會可持續發展，緩解能源資源壓力中具有十分關鍵的作用。地熱資源通過地下水熱對流、巖層熱傳導、火山噴發、地震等多種形式進行釋放，地熱資源的開發與勘測主要是針對地熱流體進行的，地熱流體具有普通化石能源的屬性，功能廣泛，意義深遠，作為新型可持續再生能源受到國內外研究人員的青睞，因此，通過有效措施和手段對地熱資源進行勘測是十分必要的。
2 綜合地球物理勘查技術概述
地球物理勘查技術主要是針對地質有關的項目以及地質問題開展的，是一種使用地球物理學作為地球物理基礎的專業地質學。綜合地球物理勘查技術可以觀察和測量地球內部物理場的分布情況和變化情況，推測地球各項物質構成情況以及本體形成過程和影響因素，從而實現對地球內部各項資源的勘查，目前綜合地球物理勘查技術在多種領域已經有了廣泛應用，尤其在地震監測方面，通過有效的物理地球勘查手段，可以反映地殼活動情況，從而比較準確地預測出地震發生的時間和地點，減少因地震引起的人員傷亡和財產損失[1]。
地熱資源由于水熱傳輸方法、構造原因以及存儲介質不同而往往形成多種類型體系，按構成原因不同可以分為隆起山地型和沉積盆地型，按照存儲介質不同可以分為巖溶裂隙型、裂隙型和孔隙型，根據傳輸方法不一致可以分為對流型和傳導型。由于各個地區的地理環境條件、氣候特點以及水文地質情況等不同，會造成地熱資源儲量和儲備方法的差異，我國地熱資源獨有明顯的地帶性和規律性，不同類型的地熱系統具有不同的地球物理勘查依據和勘查方法。在地熱系統中應用的地球物理勘查方法主要包括電磁法、地震法和重力法等，根據地熱資源空間位置與分類標準的區別，還可以將勘測方法分為地上勘測、空中勘測和井中勘測三種。隨著科學技術的飛速發展尤其是現代信息技術在勘探工程項目中應用日益廣泛，地球物理勘探方法發揮出來的價值越來越高，目前高科技地球物理技術的應用與開發已經成為地熱資源勘查的關鍵內容。
3 地球物理勘查技術
3.1 重力法
重力勘查技術是一種常用的地熱資源勘測方法，能夠根據當地重力分布異常情況準確推斷平原區覆蓋層下基底隆起、斷裂與凹陷構造的位置，并根據地質構造分布情況能夠進一步勘查地熱田實際勘查狀態，縮小地熱田勘查范圍，提高勘查效率，縮短測試時間。由于巖石密度隨著溫度的升高會出現明顯的下降，所以，也可以使用該項依據進行重力法的地熱勘測，保證勘測效果和勘測準確性[2]。
3.2 磁性法
綜合地球物理勘查技術中的磁性測量主要是通過磁性設備與儀器對大自然中的巖石與礦石資源的磁性狀態進行測量與評估，磁勘探技術在我國地質資源勘測工程項目中已經有了十分廣泛的應用，而且取得了良好的勘測效果，將磁性勘測技術應用于地熱資源勘測過程中，也有顯著的效果。通過對勘測地帶磁場變化程度進行檢測與分析，可以反映出當地的地質問題和資源儲備情況，調查結果相對比較準確，能夠短時間內對地質條件的磁性狀態進行反饋和分析，從而預測地熱資源的分布范圍和儲量。 3.3 地震法
地震法顧名思義是使用地震波對地質條件進行勘測，利用地震波在地下的傳播情況和傳播規律，反應地下地質構造特點和構造條件，明確地震波的傳播障礙，從而可以達到勘測資源的目的。隨著科學技術的不斷發展和地質勘察系統的完善，地震法在地熱資源勘測過程中的應用越來越多，廣泛應用于地熱資源儲量的檢測中，能夠迅速準確地反映出地熱資源的實際狀態，為勘測帶來極大的便利，同時，地震法的經濟投入成本較低，操作簡便，具有良好的經濟效益[3]。
3.4 電勘測法
電勘測法也是當前地熱資源勘測過程中的主要勘查技術之一，目前在地球地熱資源勘測過程中主要應用的電勘測法包括頻率法、四極法、電測法等。電測試法測試出的熱儲備區域的電阻率能夠綜合反映出各種介質電阻情況，從而可以明確巖層性質、水離子濃度與類型、地層孔隙度以及巖層破碎程度等多種參數，為地熱資源的開采工作提供指導。由于地下水溶解能力相對較高，滲透性好，隨著地層深度的加大，地下水溫度不斷升高使得溶解能力進一步增強，此時地下水的電阻率會降低，反映出熱儲構造區域的異常情況，有利于勘測人員推測地下熱源的主要分布情況和位置。
4 綜合地球物理勘查技術在地熱勘查中的應用
4.1 構建地球物理參數模型
河北省地質工程勘察院勘測人員對當地某地區的地質資料和各項參數進行分析，將當地熱量儲存區域的物理性質特點和各種具體參數進行統計，然后綜合分析該儲存區域的地球物理性質明確與地球物理性質有關的數據。對該地區的地球物理性質進行研究發現該地區的地震波速度為2000m/s，為新近系砂巖孔隙型熱儲存層，在該儲存層的上面的第四系地震波速度為該區域的一般，由此可見兩者地震波速度有明顯差異，而且二者的密度也差異顯著。然后對基巖碳酸巖溶裂隙型熱量儲存層進行分析，發現該區域的地震波速度要高于熱量儲存層，而且電阻值與密度相對較高，但磁性與熱量儲存層差不多，都屬于弱磁層。這些資源是勘測人員對該地區各個地質層物理性質進行研究和勘查得到的，在地熱資源勘查與開發工作之前，必須要做好資料的收集與整理，并利用信息技術構建精確的地球物理參數模型，才可以繼續完成后續的勘查工作，保證勘查工作能夠順利安全完成。
4.2 地球物理勘查技術的應用
在得到具體的勘查資料并完成前期準備工作之后，一般會采取多種方法相結合的模式展開物理勘測工作，保證勘測結果的準確性并避免多解的情況發生，還可以由不同的勘查方法互相印證結果的可靠性。應用電子勘測技術和重力勘測法確定熱量存儲區域和覆蓋巖層的具體方位和其具有的厚度與深度，通過對電力、重力以及磁力數據進行分析可以明確勘測區域構造帶阻值和密度，確定地熱調查和開采的最佳區域，利用電子勘查法和重力法可以找出熱藏開發的程度，了解該區域的水庫深度和蓋層厚度。
地溫法作為尋找深部地區熱田的最直接方法，在地熱資源開采中具有關鍵作用，尤其是針對深部地熱田的勘查過程中，地溫法可以顯著提升勘測精度，提高勘測效率。在地熱田勘查過程之前要明確地熱田形成的原因，根據勘查目的選擇溫度測量方法，保證探測效果。
5 結語
綜上所述，隨著科學技術的不斷發展尤其是現代信息技術水平的提升，綜合地球物理勘查技術在地熱資源開發中的應用價值越來越高，能夠顯著提升資源勘測準確度，降低勘測成本，保護勘查人員的安全。本文主要針對綜合地球物理勘查方法進行探討，指出綜合地球物理勘查技術在地熱勘查中的應用，希望能夠不斷提升勘查工作質量，保證勘查效率，實現地球物理工作目的。
【參考文獻】
【1】周厚芳，劉闖，石昆法.地熱資源探測方法研究進展[J].地球物理學進展， 2003，12（4）：656-661.
【2】曾昭發，陳雄，李靜，等.地熱地球物理勘探新進展[J].地球物理學進展， 2012，2（27）：168-177.
【3】陳仲侯.工程與環境物探教程[M].北京：地質出版社，1996.
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