摘要
传统化石能源的短缺问题及环境污染问题越来越严重,因此开发新型替代能源的任务越来越紧迫。已知各种新型能源有太阳能、水能、风能、潮汐能、生物能、核能以及地热能等。其中的地热能越来越受到人们的重视,它具有非常明显的特点:清洁性、可再生性和广泛分布性。干热岩是地壳内的不含流体或很少流体的高温岩体,是地热资源的重要分支之一,储量巨大,不受季节和气候影响。地热田勘查中应用的地球物理探查方法技术仍然是传统找矿方法,解释手段也没有更新。因此如何在众多的地球物理勘探方法技术中选取具有针对性的一种或几种有效的干热岩勘查方法,提高勘探精度和效率是当前亟待解决的重要问题。在前人工作成果的研究基础上,继续深入研究了如何应用地球物理方法技术进行地热田尤其是干热岩的勘探,并提出一套行之有效的手段,具体研究内容有:首先在仔细分析收集的地热勘探文章及报告中的成功实例后,分析其中应用到的各种地球物理方法,并依照在干热岩勘查开发过程中的不同用途将其分类,突出这些地球物理方法的各自特点;其次在前人研究基础上,总结岩石的各种地球物理参数在地热储层高温高压环境下的变化,主要包括岩石的电阻率、极化率、磁性、密度、以及弹性波速。其中电阻率对温度的变化相关性良好,是通过电阻率反演温度的基础;根据前人研究成果,建立地质模型,从热传递原理出发,编程计算大地介质模型温度分布情况,分析地下介质温度分布与介质热导率的关系,得出干热岩热储的形成与持续热源、导热通道、低热导率的盖层关系密切;根据电阻率与温度相关关系将温度模型转化成电阻率模型,然后从电磁法原理出发,推导方程,并编程对该模型进行正演计算,分析电磁响应与温度的相关关系,加深对干热岩电磁响应方面的认识,为电磁反演资料解释温度提供基础;文章通过分析岩石物性资料以及物探方法的特点,再结合地层介质温度和大地电磁响应模拟计算分析,提出一套干热岩探测技术手段。即首先用红外遥感资料圈定地面热异常,分析其规律,然后通过处理重磁资料获取区域构造、断层等信息,圈定地热详查靶区,然后用可控源—高精度大深度电磁测深方法探测,最终确定干热岩储层位置及规模,确定井位。最后介绍利用该技术手段进行干热岩探测的实例,对比钻井测温结果和电磁解释结果,研究通过电磁测量电阻率探查地热田构造和温度的解释技术,证实了本文提出的探测手段的有效性,为以后地热田和干热岩探测提供技术参考。