音频大地电磁测深在地热勘查中的应用研究

摘要

地热资源是一种新型的能源，地热能源与其他人类所广泛利用的能源相比，地热资源不仅是一种洁净的能源，还是一种可再生的能源。地热能源具有容易开采，便于应用并且无环境污染等许多优点，并可取得良好的经济效益、社会效益和环境效益，有着广泛的应用前景。但目前地热资源的勘探方法和解释手段还没有实质性的提高，传统的勘探方法已不足以满足现阶段的勘探任务，因此如何提高地热资源勘探效率是当前急需解决的问题。
　　音频大地电磁测深法(简称AMT)的理论基础源之于大地电磁测深法，和大地电磁法的研究对象一样，是通过对天然电磁场在地下的分布特征进行观测，进而研究地下岩矿石电阻率分布规律的一种地球物理勘探方法。音频大地电磁测深方法是一种简捷、有效、并且直观的地球物理勘探方法，正因为如此其在地热勘查中应用也十分广泛。应用AMT勘探方法，不仅可以有效的圈定地下热水分布范围，结合勘探区域内其他地质资料，并通过对其反演得到的视电阻率断面图进行解释，还可以推测地下地热覆盖层厚度和热源的位置等。
　　通过以往的研究发现当地下存在热水时，热储层位岩层电阻率比不含热水的岩层会有所降低，从而人们推断地下岩层低阻异常是识别地热资源的重要标志。因此，以往的地热资源勘查主要以直流电阻率法为主，但随着地下热水埋藏深度的不断加大，地下热水电阻率差异在地表表现越来越不明显，以致直流电法难以观测到埋藏较深的地下热水电阻率差异。音频大地电磁测深法则有效的弥补了直流电法在勘探深度方面的不足，AMT反演解释得到的视电阻率断面在反映地下断裂构造和地下破碎带位置的同时，在结合勘探区域内地质资料、水文资料、钻井资料、测井资料、以及其他物性资料的条件下，还可以推断深部地热田的流通性情况和温度情况，使得地热资源勘探变得更为行之有效。
　　通过研究表明:在地质资料和勘查目的明了的情况下，音频大地电磁测深方法在断裂破碎带和断层地热田的勘查方面能起到良好的效果，通过对地下电阻率分布异常的分析，可以很好地掌握地下地热存储条件和热储空间的分布情况。随着现阶段地热资源赋存深度的不断加大，使得常规勘探方法在地表能够采集到的地下异常信息逐渐减弱，而常规的勘探方法在深部地热勘探方面表现得捉襟见肘，要么深度达不到，要么分辨率较低不足以分辨地下异常信息，导致常规的勘探方法在深部地热勘探方面的有效性明显降低。因此，利用音频大地电磁测深方法，并结合已知的勘探目标区域的地质资料和其它资料进行综合解释，有效的查明地下地热田埋藏深度、地下热水储量和热储构造模式，是地热田勘查的关键。
　　此次论文主要围绕音频大地电磁测深在地热勘查中的应用效果为研究中心，首先研究地热田的形成机理，其次对音频大地电磁测深法的基础理论做一定阐述，在此基础上利用正演模型对地下电阻率异常体在音频大地电磁测深曲线上的表现形态以及曲线特征做简要分析，再对比研究音频大地电磁测深法在不同勘探区域的应用效果，最后通过试验区内钻孔验证的方法，验证音频大地电磁测深法在地热勘查中的有效性以及勘探精度，在对试验区内音频大地电磁测深法应用效果总结归纳的基础上，提出音频大地电磁测深法在地热勘查中需要改进的地方。

目录

声明

摘要

第一章 引言

1．1 研究目的和意义

1．2 国内外研究现状

1．3 研究思路与研究内容

1．3．1 研究思路

1．3．2 主要研究内容

第二章 地热

2．1 地热的来源

2．2 地热田的地球物理特征

2．2．1 温度对岩石电阻率的影响

2．2．2 温度对岩石磁化强度的影响

2．2．3 温度对岩石弹性波速的影响

2．3 本章小结

第三章 音频大地电磁测深的技术研究

3．1 地热与地球物理勘探

3．2 音频大地电磁法的基本原理

3．2．1 设备组成及仪器指标

3．2．2 AMT野外工作方法

3．2．3 数据采集

3．2．4 数据处理

3．3 AMT正演模拟

3．3．1 均匀大地中的数值模拟

3．3．2 电性异常体响应特征总结

3．4 本章小结

第四章 AMT在小热水试验区的应用

4．1 试验区概况

4．2 试验区测线布置

4．3 试验区地质概况

4．3．1 地质构造

4．3．2 地层岩性

4．3．3 地球物理特征

4．4 试验区观测结果解释与推断

4．4．1 资料处理与解释

4．4．2 资料解译原则

4．4．3 结果分析

4．4．4 试验区电阻率断面图及断层推断解释图

第五章 AMT在驷马桥试验区的应用

5．1 试验区概况

5．2 试验区测线布置

5．3 试验区地质概况

5．3．1 地质构造

5．3．2 地层岩性

5．3．3 水文地质

5．3．4 地球物理特征

5．4 试验区观测结果解释与推断

5．4．1 资料处理

5．4．2 资料解译原则

5．4．3 结果分析

5．4．4 试验区电阻率断面图及断层推断解释图

结论

6．1 主要成果

6．2 总结

6．3 存在的问题及建议

6．3．1 存在问题

6．3．2 建议

致谢

参考文献