Tecnología geofísica
La exploración geofísica geotérmica es una tecnología de exploración que estudia las características del campo geofísico de los campos geotérmicos y las áreas circundantes, y aplica la tecnología de exploración geofísica al estudio y exploración de recursos geotérmicos para encontrar recursos geotérmicos de manera rentable. Su principal contenido de investigación incluye el estudio de las características de los campos geofísicos como los campos geotérmicos, los campos eléctricos, los campos magnéticos y los campos de gravedad y su conexión con las causas de las anomalías geotérmicas según las condiciones geológicas de los campos geotérmicos y el tipo de recursos geotérmicos. , se prefieren uno a dos o más tipos Tecnología de exploración geofísica adecuada para la exploración de estudios geotérmicos, como medición de temperatura geotérmica o flujo de calor, medición de resistividad, medición de gravedad, estudio aeromagnético, sondeo magnetotelúrico (MT), sondeo geomagnético de audiofrecuencia (AMT). , y terremotos artificiales y micromovimientos. Espere profundamente. , para obtener mejores resultados. Con base en los resultados del procesamiento de datos de la exploración geofísica geotérmica, se delinea el rango de distribución de las anomalías geotérmicas. Determinar la permeabilidad de las reservas de calor y determinar sus características morfológicas y ubicación. Descubra la distribución espacial de las estructuras de falla o zonas de falla y sus leyes de control de agua y calor, y determine la posible profundidad de fusión local y la distribución de la zona de alteración geotérmica en las profundidades. Compare los resultados de los estudios geofísicos existentes con los aspectos geológicos, geoquímicos y otros de los resultados de los estudios, realice análisis e interpretaciones integrales, proporcione una base confiable para determinar la mejor ubicación del pozo para la perforación geotérmica y minimice los riesgos de perforación.
La prospección geofísica es un método de detección indirecto, y la interpretación de los datos tiene múltiples interpretaciones. En el trabajo, se debe diseñar una combinación razonable de métodos para obtener más información geológica geotérmica con menos inversión, a fin de lograr el propósito de eliminar lo aproximado y seleccionar lo fino, y eliminar lo falso y retener lo verdadero. Por ejemplo, se deben utilizar mediciones de gas radón en áreas extensas para determinar la ubicación aproximada de las fallas estructurales, y se deben organizar algunas secciones de estudio sísmico artificial para determinar con precisión la distribución, ocurrencia y estructura estratigráfica de las fallas. Se debe realizar un sondeo para determinar las condiciones de riqueza de agua y, finalmente, elegir una ubicación favorable para perforar un pozo.
1. Estudio de gravedad (exploración por gravedad)
El estudio de gravedad es una exploración geológica que utiliza la diferencia de densidad de varios macizos rocosos y cuerpos minerales que forman la corteza terrestre para provocar cambios en el valor de la aceleración de la gravedad superficial un método. Se basa en la ley de gravitación universal de Newton. Siempre que exista una cierta diferencia de densidad entre el cuerpo geológico que se está explorando y la masa rocosa circundante, se pueden utilizar instrumentos de medición de la gravedad de precisión (principalmente gravímetros y escalas de torsión) para encontrar anomalías de la gravedad. Luego, combinando la geología y otros datos de prospección geofísica en el área de trabajo e interpretando las anomalías de gravedad cualitativa y cuantitativamente, podemos inferir la densidad de la sobrecarga y las condiciones de entierro de las capas de roca debajo del cuerpo mineral, y luego descubrir la Ubicación y estructura geológica del yacimiento oculto. Condición.
La exploración gravitacional se combina con otros trabajos de exploración geológica y geofísica en el estudio del agua caliente subterránea basándose en los cambios en los valores de la gravedad, los cambios en las fluctuaciones del basamento en el área de agua caliente subterránea y la distribución espacial de. Se estudian las estructuras de fallas regionales, proporcionando así información para el subsuelo. Proporcionar bases para el análisis de agua caliente. Dado que los campos geotérmicos están estrechamente relacionados con las estructuras, la gravedad regional y las anomalías magnéticas se pueden utilizar para determinar la estructura de la Tierra, y los datos magnéticos y de gravedad a mediana y gran escala se pueden utilizar para determinar la ubicación específica de los pozos geotérmicos. En áreas con mejores condiciones, los resultados de la gravedad también se pueden utilizar para determinar el espesor de la sobrecarga.
2. Exploración eléctrica
La exploración eléctrica es un método relativamente simple y eficaz utilizado en la exploración geofísica para encontrar estructuras de fallas de almacenamiento de calor e inferir la dirección de extensión y la distribución de anomalías geotérmicas. Se utiliza principalmente para medir la conductividad profunda. Debido a que las propiedades eléctricas del agua fría y del agua caliente, la roca fría y la roca caliente en la formación son muy diferentes, y el agua caliente en la formación generalmente es rica en iones disueltos y tiene una temperatura más alta, por lo que se caracterizan por una pequeña resistividad. Además, el agua caliente y la arcilla formada por metamorfismo en las rocas también tienen baja resistividad. Por lo tanto, la porción con baja resistividad medida eléctricamente corresponde a menudo a la capa de almacenamiento térmico.
El método de audio para medir el campo eléctrico terrestre utiliza el campo eléctrico natural de la Tierra con una frecuencia dentro del rango de audio como fuente de campo y mide el componente horizontal de la intensidad del campo eléctrico punto por punto a lo largo de un cierto sección en el suelo se puede ver en los cambios en la intensidad del campo eléctrico, este cambio refleja básicamente el cambio en la resistividad de la roca. Dado que los cambios en la intensidad del campo eléctrico reflejan indirectamente cambios en la resistividad de la formación, el propósito de comprender las estructuras geológicas poco profundas se puede lograr mediante el estudio de los cambios en la resistividad. Las investigaciones muestran que la resistividad de una determinada formación está relacionada con varios componentes de la roca y también con la división estructural y la fragmentación de la roca.
La actividad tectónica geológica puede destruir formaciones rocosas intactas en zonas de fallas tectónicas y zonas de fracturas de fallas, a menudo donde se enriquece el agua subterránea. La resistividad de una formación rocosa intacta es alta, pero cuando la formación rocosa se rompe y se llena con agua, la resistividad es muy baja.
Los cambios en el campo eléctrico de la Tierra observados por geodesia de audio reflejan básicamente los cambios en la resistividad en el perfil correspondiente, y este cambio relativo en la resistividad está relacionado con la zona estructural rica en agua en el área del lecho rocoso. Por lo tanto, combinar la estructura geológica y analizar las características cambiantes de la curva del campo eléctrico terrestre puede lograr el propósito de encontrar agua subterránea en el área del lecho rocoso.
3. Prospección magnética
La prospección magnética es uno de los métodos de prospección geofísica. Las rocas y los minerales en la naturaleza tienen diferentes propiedades magnéticas y pueden producir diferentes campos magnéticos, que cambian el campo magnético de la Tierra en áreas locales y causan anomalías geomagnéticas. El método de utilizar instrumentos para descubrir y estudiar estas anomalías magnéticas, y luego buscar cuerpos minerales magnéticos y estudiar estructuras geológicas se llama exploración magnética. La exploración magnética es uno de los métodos de exploración geofísica más utilizados. Incluye estudios magnéticos terrestres, estudios magnéticos aéreos, estudios magnéticos oceánicos y estudios magnéticos de pozos. La prospección magnética se utiliza principalmente para encontrar y explorar minerales relacionados (como mineral de hierro, mineral de plomo y zinc, etc.), realizar estudios y mapeos geológicos y estudiar estructuras geológicas y cuestiones geotectónicas relacionadas con el petróleo y el gas.
El principio de funcionamiento del método magnético es estudiar las características y leyes de distribución espacial de estas anomalías magnéticas y su relación con la geología midiendo los cambios del campo magnético (es decir, anomalías magnéticas) causados por diferentes intensidades de magnetización de varios Rocas y minerales en el campo geomagnético. Se lleva a cabo la relación entre el cuerpo y la interpretación geológica. El magnetismo de una roca sedimentaria depende de si contiene minerales ferromagnéticos. Si contiene partículas magnéticas erosionadas de la roca madre, mostrará magnetismo. Cuanto más minerales ferromagnéticos contenga, más fuerte será el magnetismo. Algunas rocas sedimentarias casi no contienen minerales ferromagnéticos. En áreas de rocas sedimentarias, las anomalías magnéticas son generalmente un reflejo de la presencia de rocas intrusivas, y la presencia de rocas intrusivas es un factor determinante en la formación de energía geotérmica y una fuente de energía térmica.
4. Medición de radón
La medición de radón consiste en medir sistemáticamente el contenido de radón en materiales naturales (agua, aire, suelo) y estudiar la geoquímica de las anomalías del radón relacionadas con el objeto objetivo de exploración. Trabajos de exploración. La formación es rica en elementos radiactivos naturales, de los cuales los isótopos de uranio representan la mayor proporción. El 238U forma radón después de una serie de desintegraciones. Cuando existen masas rocosas ocultas, el radón y el radio, el elemento de descomposición del radón, se transportan verticalmente a lo largo de zonas estructurales, fisuras y aguas subterráneas y se concentran en la superficie, formando anomalías de radón. Los elementos radiactivos aumentan con el aumento del contenido de SiO2 en el agua y el aumento de la temperatura del suelo puede acelerar la migración del radón a la superficie. Por lo tanto, existen requisitos físicos previos para la aplicación del método de medición del radón para detectar anomalías geotérmicas.
5. Medición térmica de mercurio
La medición térmica de mercurio toma como objeto de investigación el método de liberación de calor y mide sistemáticamente la liberación de materiales naturales (suelo, roca, minerales individuales y agua) en Diversas exploraciones geoquímicas de liberaciones de mercurio del estado. El estudio de las anomalías del contenido de mercurio y las características de la curva de pirólisis en varios estados de almacenamiento relacionados con varios objetivos de estudio (minerales, campos geotérmicos, campos de petróleo y gas, estructuras ocultas, etc.) se puede utilizar como marcadores para encontrar minerales, campos geotérmicos, campos de petróleo y gas. y estructuras ocultas. La pirólisis de mercurio del suelo se ha convertido en un método eficaz para encontrar minas ciegas y ocultas, estructuras ocultas, campos de petróleo y gas, campos geotérmicos y entierros antiguos en áreas cubiertas de sedimentos. El estudio del estado de liberación térmica de mercurio, el contenido de mercurio o la curva de liberación térmica de mercurio de rocas con diferentes elevaciones o minerales individuales en diferentes depósitos o en el mismo depósito se puede utilizar para distinguir tipos de depósitos y predecir minerales ciegos.
6.Sistema de imágenes de conductividad EH4
La tecnología de imágenes de conductividad es una de las tecnologías de exploración geofísica geotérmica que puede dividir eficazmente la estructura estratigráfica, determinar la profundidad de la interfaz del fondo y delinear. Las características de las anomalías térmicas. La estructura de almacenamiento de calor y la estructura de conducción de calor pueden ahorrar costos de exploración al mismo tiempo. El sistema de imágenes térmicas EH4 es un sistema de observación electromagnética de nueva generación lanzado conjuntamente por EMI y Geo-matrics en la década de 1990. Este sistema es un sistema de medición geomagnética que combina fuentes de campo naturales y fuentes de campo artificiales, es decir, se utilizan fuentes de campo artificiales en la banda de alta frecuencia y fuentes de campo naturales en la banda de baja frecuencia. El principio de funcionamiento de EH4 es transmitir y recibir ondas electromagnéticas desde el suelo para lograr batimetría de resistividad o conductividad. Los conjuntos de puntos de sondeo continuos forman perfiles de resistividad bidimensionales subterráneos e incluso imágenes de resistividad tridimensionales.
La configuración básica de su dispositivo (10 ~ 100 kHz) puede medir el valor de resistividad de la masa interna dentro de un rango de profundidad de 1000 m debajo de la superficie, determinando así las características eléctricas del perfil geoeléctrico subterráneo y la estructura subterránea.
7. Método geomagnético de audio de fuente controlada (CSAMT)
El método geomagnético de audio de fuente controlada (CSAMT) es un método avanzado promovido internacionalmente en la década de 1990 y ahora se aplica ampliamente a la geofísica. Prospección a una profundidad de 3.000 metros. El método geomagnético tradicional (MT) puede detectar una profundidad de 8 a 10 km, pero la resolución es gruesa; el método geomagnético de audio natural (frecuencia audible) (AMT) es adecuado para detectar una profundidad de 3000 m, pero el campo geomagnético natural también lo es. débil y difícil de recibir. Controlled Source Audio Geomagnetics agrega un transmisor de potencia artificial de 30 kilovatios que aumenta la señal recibida y reinterpreta las intensidades de los campos electromagnéticos y magnéticos recibidos en perfiles de resistividad. En comparación con otros métodos de prospección geofísica, este método puede dividir más claramente las capas y fracturas estratigráficas, y es especialmente adecuado para la prospección geofísica geotérmica, porque las capas o fracturas de estructuras geológicas que contienen calor y agua en las profundidades subterráneas tendrán reflejos de anomalías de baja resistividad. A lo largo de los años, CSAMT se ha utilizado básicamente para la detección en pozos geotérmicos recién perforados en Beijing y Tianjin.
8. Exploración Geotérmica
La exploración geotérmica consiste en medir la distribución y los cambios del campo de temperatura de la Tierra, estudiar los elementos de los cuerpos fuente de calor en la corteza terrestre, observar la influencia de los factores externos. fuentes de calor y determinar los parámetros termofísicos de los materiales de la corteza terrestre, un método de exploración geofísica para detectar recursos geotérmicos o resolver un determinado problema geológico.
El interior de la Tierra equivale a una fuente de calor de muy alta temperatura. El calor se conduce continuamente desde el interior hacia la superficie, haciendo que la temperatura de la corteza terrestre aumente al aumentar la profundidad. La temperatura de la corteza terrestre está controlada principalmente por las fuentes de calor internas de la Tierra (como la intrusión, erupción y enfriamiento de magma) y las fuentes de calor externas (como la radiación solar y las explosiones nucleares). Las fuentes de calor internas son esencialmente estables, mientras que las fuentes de calor externas son variables y se ven afectadas por factores como el clima, la actividad de las aguas subterráneas y las actividades humanas. El principio básico del método de exploración geotérmica es que el calor en el área de anomalía geotérmica puede difundirse continuamente a la superficie a través de conducción térmica. De esta manera, basándose en la medición de la temperatura a una cierta profundidad debajo de la superficie terrestre y la medición del flujo de calor natural, se puede rodear el área de anomalía geotérmica y se puede rodear el rango de distribución del agua subterránea y la distribución del agua caliente subterránea a alta temperatura. inferirse aproximadamente. Los métodos de medición incluyen métodos de medición geotérmica (incluidos métodos de medición directa y métodos de medición por teledetección), métodos geotérmicos artificiales (que miden los cambios de temperatura en campos geotérmicos artificiales) y métodos de flujo de calor geotérmico.
Los métodos geofísicos utilizados en los estudios geológicos del campo geotérmico se seleccionan en función de las condiciones geológicas del campo geotérmico y las características físicas del objeto de detección. En general, se utiliza el método de exploración geotérmica para determinar el área de anomalía geotérmica; el método de gravedad se utiliza para determinar la distribución espacial de las ondulaciones del basamento (convexas y cóncavas) del campo geotérmico y la estructura de fractura del basamento se utiliza el método magnético; determinar la ubicación de la zona de erosión hidrotermal y la distribución y espesor de los cuerpos de roca ígnea ocultos y su relación con la zona de falla; utilizar métodos eléctricos y radiactivos para determinar anomalías térmicas; determinar el alcance y profundidad de las reservas de calor; Métodos sísmicos para determinar la ubicación, ocurrencia y estructura de almacenamiento de calor de fallas.
El método sísmico artificial puede determinar con mayor precisión la ubicación de fallas, ocurrencias y estructuras de depósitos de calor; el método geomagnético se puede utilizar para determinar la ubicación y escala de cámaras de magma y depósitos de calor en campos geotérmicos de alta temperatura. ; el método microsísmico se puede utilizar para determinar la ubicación de las zonas de falla.