武夷山市武夷水庄地热勘探定井案例.doc

武夷山市武夷水庄地热勘探定井案例 郑州地象科技有限公司 2016年4月15日我公司受甲方委托到武夷山市的武夷水庄，使用MT-VCT大地电磁成像深部构造探测仪对其拥有产权的范围内进行地热资源勘察定地热井，该井钻孔至1708米终孔。终孔提钻后每小时自涌出水量近2方、水温约29度，固井后出水量30多方/小时、出水温度39度。 一、项目区地热勘探情况 当时勘察投入的物探方法只有郑州地象科技有限公司研发的拥有自主知识产权“MT-VCT大地电磁场成像深部构造探测仪”，由于场地限制、又在下着小雨，我们实际探测了4条线、计222个探测点，用时两个半天就完成了探测、分析、定井全部工作。当时所用的VCT探测仪的有效探测深度为3000米、每个探测点一次采集230个地层信息数据。其中01600米深度内每隔10米显示一层地层岩性信息，16003000米深度内每隔20米显示一层地层岩性信息。到目前VCT大地电磁场成像深部构造探测仪已经升级到有效探测深度为4000米，一次采集567个地层信息数据。其中02000米深度内每隔5米显示一层地层岩性信息、20003000米深度内每隔10米显示一层地层岩性信息，比当时的探测精度要高出许多。 二、使用低高程连线法查找隐伏断裂带 地壳岩体受构造应力作用发生变形，一旦超过其可承受强度就会使岩体的连续性和完整性遭到破坏，近而产生各种大大小小的裂缝，形成断裂构造。无论是高山深谷还是丘陵平原，地表显露的无论是新生界还是早至太古界地层，都会有断裂构造的存在，它们无处不有、规模不等、形态各异。可以说地壳浅层由大大小小裂缝形成的张性断裂构造纵横交错、迭加和交互共存，江河、溪流、沟壑等连续性低高程点都有可能是大大小小裂缝被填埋后遗留下来的痕迹，其下都有可能隐伏着一条断裂带。这些断裂构造大多都隐埋于地下看不出任何痕迹，但一些稍大的断裂构造还是会在地表留下一些蛛丝马迹。 无论是深层地热、油气、矿藏等资源勘探、还是浅层找水定井，都需要在勘查区内查找断裂构造，若是能够初步判断是否存在断裂构造并观察到其大致的走向，就可以沿垂直于断裂走向设计勘探线路，勘探工作会收到事半功倍的效果。在谷歌地球上可以明显看到的江河、山川下可能会隐伏着一条断裂带，由这些断裂带次生的断裂构造隐伏在哪里、与勘查区域有什么关联，可以通过低高程点连接法进一步查证；位于平原、丘陵、戈壁的勘查区，周边虽然没有山川河流、但也会存在一定规模的隐伏断裂构造，可以尝试通过查找低高程点方法来分析、查证。 三、利用低高程点查出项目区隐伏断裂带 因缺少项目区更详细的水文地质资料，而可以查到的地质图中显示项目区没有断裂构造，所以只能利用谷歌地球查看甲方所在区域的地形地貌，了解甲方勘查区周边是存在潜在断裂构造。从卫星地图看到甲方房产南靠梅溪河北临一山谷，利用低高程点法标注后连接形成可能的隐伏断裂带，沿山谷北端向南经过甲方勘查区东侧垂直融入近东西向的梅溪河。 附图一 武夷山市区地质图 附图二 武夷水庄项目区隐伏断裂构造地质图 附图三 武夷水庄项目区隐伏断裂构造地形图 在甲方项目区初步查勘情况与卫星地图观察到的很一致，在紧邻甲方房产东侧有一条南北向连通梅溪河的深沟，虽然向北大约一百米到新修大路沟已被填平，但从其所在位置和方向来看，与通过低高程方法描绘出的隐伏断裂带基本一致。同时查看到勘查区的地层时代为早侏罗纪或晚白垩纪，岩性为凝灰岩和砂砾岩。 四、项目区勘探剖面图分析及定井 经对勘查区内探测形成的几个VCT成像剖面图进行综合分析，得出结论在勘查区南侧（梅溪河）存在一条北西西走向较大断裂；房产东侧深沟以西100米范围内处在南北向隐伏断裂带与梅溪河断裂带交汇的张性断裂构造内，含水裂隙发育较好；VCT成像剖面图显示在深沟以东9001500米深度范围有不含水的高值压性断层显现，受张性断裂构造和压性断层的影响，深沟向东不到一百米的空地范围内处于压性断层带之内，含水裂隙发育相对较差。 在拟定井的第二线VCT成像剖面图中看出在2000米较大断层之上2127点形成了一个含水裂隙富水聚集区的V型底部区段，异常反应较好，适合将井位定在此区段内。结合10002000米深度层范围内含水裂隙平行渗透形成含水层位置和大小情况，将地热井孔位定在断裂构造内含水裂隙呈V形聚集的2线的24点，设计打井深度定1750米。 附图四 武夷水庄MT-VCT探测仪勘探线路示意图 五、预测定井孔位下含水层及凿井效果 井孔位垂直深度含水情况分析 470米之上地层比较复杂，含水裂隙部分阻断、含水层赋水情况一般，470米之下含水裂隙导通性较好、V形含水构造明显。以下重点列出井位800米之下含水裂隙和含水层，供打井施工和固井时参考 1）800870米深度层，1527点，含水性及导通性一般； 2）9301020米深度层，2137点，含水性及导通性好； 3）10701100米深度层，2025点，含水性及导通性一般； 4）11601220米深度层，1936点，含水性及导通性好； 5）14001450米深度层，1626点，含水性及导通性好； 6）14901570米深度层，1828点，含水性及导通性较好； 7）16201660米深度层，1827点，含水性及导通性好； 8）17801880米深度层，2026点，含水性及导通性一般； 甲方实际凿井深度为1708米，终孔时每小时自涌出水量2方、井口水温29度，成功完井。固井后连续抽水的出水量30多方、出水温度39度。从了解到的实际钻孔施工情况，所遇到出水层的深度位置与探测标出的结果基本吻合，说明VCT成像深部构造探测仪的探测精度较高、分析方法和定井思路都是对的。 VCT成像定井位置与出水层标示剖面图