【摘要】伴随着科学技术的不断发展，当前各种高新技术已广泛深入应用到各个领域，极大地提高了工作运行效率，也改善了人们的生活质量。在此背景下，地热井应用也更为广泛，在先进技术的支撑下其实践效率大幅度提升。本文结合笔者多年的研究实践，探讨物探技术在地热井勘探中的应用，以供参考。
【关键词】物探技术;地热井勘探;实践应用
目前，地热作为用途广泛的综合性矿产资源和潜力巨大的清洁能源，其勘探开发利用日
益升温。与常规能源中的煤炭、石油、天然气、核能和新型环保能源太阳能等传统能源相比，具有可持续利用，对环境危害小，不受任何天气状况影响，投资成本低、有较强的市场竞争能力和开发利用设备简单等优点。近年来很多地区地热开发均取得了突破性进展，不但丰富了地热赋存与勘探的理论，还确保一些地区生活条件得以改善。
1.地球物理特性及解释方法分析
进行物探工作的前提为物性差异化，地层电阻率则有着从新到老慢慢扩大的特征，寒武—奥陶系则是高阻层，并且其数值可以达到数千欧姆·米 ；而新生界的电阻率总体比较低。岩矿石电阻率主要以白云岩和灰岩为最高，其数值可以达到数万欧姆·米。砂岩为其次，一般断裂带的电阻率总体比较低，可以达到数百欧姆·米 ；并且同围岩有着较大的电阻率差别。在本次进行勘探中其目的层同围岩有着较为明显的电磁性差异。所以，应该应用直流电法、瞬变电磁法以及大地电磁法而进行探测[1]。以下分析重力勘探、磁法勘探、电法勘探、地震勘探以及可扩源音频大地电法等等方法来记性物探。
2.地热井勘探中应用的物探技术分析
2.1合理选择井位
工作人员要结合勘测地区的地质勘察报告及传统资料，科学分析后进行选择，比如勘测地区的热储类型是断裂深循环型地热，那么热储都会沿着断裂而呈现为带状分布的趋势，根据物探结果进行分析后，将勘测地区外围地热井的资料进行结合，计算出桶水量和井内的温度。
2.2应用重力勘探技术
重力勘探方法的应用指的是的依据重力的变化而进行分析，进而可以确定出与之相关信息的主要过程。而在进行勘探之时，要求观察地下岩层、矿物质密度分布等等方面，而在这个过程中重力一般会由于操作者不同的动作而表现出不同的反应，如果是因为岩石密度不同而造成的重力变化，那么就可以将这种变化看成重力异常[2]。在进行研究过程中，与之相关的人员要求记录好重力异常的信息，对其进行后续的分析，进而也可以将其同其他地质材料之间进行对比，与此同时，在地下储热区进行勘探工作，人们就可以在附近地区找到的地热源。此技术一般会应用在野外地区，对其进行分析之后获得与之相关的图纸，一般较为具体的有重力异常分布图以及剩余重力分布图等等。
2.3应用磁法勘探技术
此方法应用的基本原理为可以以岩层磁性，而在磁场中，与之相关的工作人员要求对地层做好磁性探测，依据其探测的结果而进行逐步的剖析，获得相关的地质情况、移动规律以及磁场空间分布情况等等方面的信息[3]。比如说在进行沉积岩的勘探工作之时，出现磁异动的情况较为频繁，并且也主要集中在岩浆岩侵入的地区，要求注意的是，存在岩浆岩的地区，就会有地热源的存在。通过相关研究显示，地质构造呈现出多元化的特征，其规模也有着一定的不同。然而在地质构造中，通常都会有岩浆活动的存在。磁法勘探不仅仅可以在较短的时间中找到岩浆岩的具体位置，进而通过精细分析实现对地热源来进行精确的定位。
2.4应用电法勘探技术
在多种勘探方法中，电法勘探的应用总体较为频繁，并且具有着较好的应用效果。在实际应用过程中，一般就可以实现地热构成条件的分析以及相关论证工作，进而慢慢找到地热
储藏的分布信息，一直到可以发现异常地层。电法勘探通过近些年的创新以及优化后，已经出现了多种措施，比如说可控音频大地电磁法、电测深法以及激发极化法等等[4]。不同的形式就会造成技术效果之间的不同，而各种形式的方法对于勘测条件也有着一定的要求。比如说电测深法主要是来确认地热存储的深度以及地热存储顶部岩层结构。所以，在使用电法勘探技术之时，要求对勘探地区有着较为清晰的认知。
2.5应用地震勘探技术
地震勘探是一种人工形式，要求通过手动进行地震波的创造，进而将地震波可以打入到岩层之中，岩层就会因为受到撞击而出现诸多各异的状态，如果岩层周围出现地热源，就不会出现一些一场问题，等到地震波发出去以后，其在各个地层之中进行传播以及反弹，而在这个过程中就会出现诸多震波信息，使用与之相关的设备就可以将这些信息收集，接着依据传播规律而勘探。此种技术具有着精确度高、分辨率高以及探测深度大等等优势，在实际中有着广泛的应用[5]。
2.6应用可扩源音频大地电磁法技术
该项技术属于近些年勘探领域中的新兴技术之一，通常是借助电磁波传播原理开展工作的，包括的内容有从人工逐渐向地下而提供音频斜边电流，帮助其建立电磁场，通过电磁将其作用发挥出来，对附近的环境进行勘探，收集与之相关的信息而进行反馈。此种形式可以实现对范围的确定。进而明确地热蚀变带的具体位置。与此同时，此技术具有着较好的应用效果，并且应用范围十分广泛，但是主要是应用在地热井进行勘察上，主要是因为地下水是地热最为重要的来源，此技术具备的特质促使其同地下水之间可以进行多种反应，进而根据不同的反应来确定热源[6]。
3.案例分析物探技术在地热井勘探中的实践应用
3.1案例简述
某地区的一个景区位于南部，以景区为中心，延绵15公里，丘陵起伏，沟壑纵横，在深沟中种满了樱桃树，景色优美。
该景区之前有三李温泉等，但由于近些年附近地下水开采过量，已有几处温泉枯竭，本文就以该案例作为参考，探讨物探技术在地热井勘探中的应用。
3.2热储类型特点、条件分析及物探技术的应用
热储类型及特征根据地热地质调查、综合以往资料研究。依据地热地质勘查规范划分热储类型，区内属于断裂深循环型地热，热储沿断裂呈带状分布。该热储分布于郭小寨断层以南，处于东西向构造带上。该热储裸露地表，热储层岩性为石炭系、奥陶系、寒武系灰岩，
盖层以页岩、泥岩为主。热储区断裂构造发育，主要为东西向，其次为北西向和北东向，构造格局形成地垒和地堑。控制本区热储层的断裂有东西向三李北断裂和三李南断裂、北西向郭小寨断裂。泥灰岩岩溶裂隙发育，为地下热水的储存准备了良好的场所。断裂构造的发育，
为地下水深循环提供了通道。三李断层以南寒武系、奥陶系出露，岩溶裂隙发育，直接接受大气降水补给，为深循环地下水提供丰富的水源。因而，早期在梨园河河谷地形成三李温泉，在下李河河谷形成了陈顶温泉，两地温泉相距 4km 多。
根据本次对西南三李一带的地热调查，主要受控于三李南断裂和三李北断裂（东西向），郭小寨断裂（北西向）及三李至郭小寨断裂（北东向）。前三 组 断裂为三李地热提供了深部热水向上循环的通道。而郭小寨断裂，断距80-200m，其两侧水量差异较大。该断裂在一定程度上阻碍了西南方向地下水向东北方向流动，但三李至郭小寨断裂又为西南方向地下水向东北方向径流提供了良好通道。
如上所述，物性差异是开展物探工作的重要前提，地层电阻率具有从新至老逐渐增大的特征，寒武—奥陶系为高阻层，其值可达数千欧姆·米；新生界电阻率较低。岩矿石电阻率以灰岩、白云岩最高，其值可达数万欧姆·米，其次为砂岩，而断裂带电阻率较低，只有数百欧姆·米，与其围岩有较大的电阻率差异。本次工作所勘探的目的层（基岩断裂破碎带及构造破碎带）与围岩（粘性土层及完整基岩）存在有比较明显的电磁性差异，因此，采用瞬变电磁法、直流电法及大地电磁法进行探测是理想的方法选择。本文选用瞬变电磁法和EH4 大地电磁测深法进行物探。瞬变电磁法属于时间域电磁感应法，它利用不接地回线或接地线源向地下发送一次脉冲场，在一次脉冲场间歇期间利用回线或电偶极接收感应二次场，该二次场是由地下良导地质体受激励引起的涡流所产生的非稳电磁场。本次EH4大地电磁测深法进行物探工作执行中华人民共和国地质矿产行业标准《大地电磁测深法技术规范规程》(DZ/T0173—1997)。EH4 大地电磁法共布设了6条测线，分别为四条东西向，两条南北向。瞬变电磁法共布设了6条测线，分别为四条东西向，两条南北向，测线和大地电磁法方向一致。通过分析发现，大地电磁测深法和瞬变电磁法解释结果基本一致，可以互相验证，这说明本次物探工作选择测量方法正确有效，所获得的观测数据质量可靠。
进行预选井位时，根据测区地热地质调查及以往资料分析，该地区热储类型为断裂深循环型地热，热储沿断裂呈带状分布，热储层岩性为石炭系、奥陶系、寒武系灰岩，热储盖层为页岩、泥岩。据此推荐1#热水井位于小鲁河村南。坐标为：X:839500、Y:19736100。选择该处热水井位的优点是该点位于老家印象休闲旅游度假区之内，不存在另外再征地的问题，不足之处是该点热储层埋深较大，开采风险较高。设计井深1000m，根据物探分析结果，结合测区外围地热井资料，预测涌水量10 -15T/h，预计井温40℃左右。2# 热水井位于陈丁村南。坐标为：X:3837185、Y:19735826。选择该处热水井位的优点是该处热储层埋藏较浅，易于开采。不足之处是该点不在老家印象旅游度假区范围内。设计井深 600m，根据物探资料分析，结合测区外围地热井资料，预测涌水量10-15T/h，预计井温40℃左右。
通过本次物探工作，基本查明了测区内地层岩性、结构、断裂构造分布及地热水埋藏条件；圈定了两个地热异常区，两个地热异常区分别位于小庙嘴-小鲁河和刘家沟-郭家嘴；工作区主要热储层为深部寒武系、奥陶系灰岩，盖层以第四系、新近系的粘土、泥岩、页岩
为主。通过分析对比，我们优先推荐井位为2#井位，该点位于陈顶村南，其坐标为：X:3837185、Y:19735826。之所以优先推荐该井位，是因为：a、该点位于陈顶温泉群附近，据早期地热调查，该温泉群温度最高达 27℃，一般在 20.5-2℃。b、该点与老坟后地热井均位于三李北断层附近，距老坟后地热井约 2Km，成井地质条件相对较好。c、大地电磁测深剖面及瞬变电磁剖面均反映该处有断层存在，与地面地质调查及收集资料基本一致，物探反映该处灰岩埋深相对较浅，凿井成本相对较低，成井条件相对较好。由于测区水文地质条件比较复杂，热储埋藏深，建议选择适当的钻探工艺和设备施工。钻探时作好钻探记录，以便最终估算涌水量，确定终孔深度。
4.结束语
综上所述，物探技术具有参数多、快速、简单等等优势，也是客观存在地球物理特性的综合反应。在对各种类型的热储范围进行圈定、研究热水活动关系以及探索热储的赋存规律等等方面，同时也激烈了诸多经验，其在已经开发中地热井中得到了十分明显的地质效果。然而物探资料存在着多解性。因此工作人员应该依据不同地热田的实际情况，来合理选择物探形式，同其他地质资料结合，进行综合分析。与此同时，也应该意识到地热资源的开发具备高风险以及高投入的特性。此外，相关热源还要要求重视前期物探的勘察，最大程度降低的投资的风险以及提升其综合效益。
【参考文献】
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