由山东省高密市干眼地热井论地热勘探前期可行性分析的重要性

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   由山东省高密市干眼地热井论地热勘探前期可行性分析的重要性

                      郑州地象科技有限公司  寇伟

                  

     在山东省的高密市又见识到了一口1600米的干眼地热井，本来敢于投资打地热井的人就很少，打成这一个个价值几百万元干眼井的结果，是把想开发地热资源的投资商都吓跑了。在我们所做的地热勘探项目中，近乎一半的地方都是打过一两口干眼井孔的，看其勘探报告几乎都是地质专业机构使用AMT或CSAMT大地电磁法做的物探，看似用的是几百万元的进口设备，写的报告头头是道，但实际效果不佳。

    高密市这口1600米的干眼地热井，是甲方请山东省某院做的地质勘查及勘探定井，据说是经过四五次勘探和专家论证后定的位置，距离甲方区域近5公里，折腾了2年多，只是在200多米有点水，下管1300米固井后至1600米根本没有水，二三百万元最后连个水漂也未见到，甚是可惜。

    根据甲方所说情况和我在去之前所做预可行性研究分析的结果，初步总结其存在的几个问题，以供大家借鉴。

    1、并不都是物探的错。地矿单位大专家多是好事、但也不一定是好事，一般参与勘探定地热井的有地质专家和水文专家，但不成功后背锅的肯定是物探专家。该地热井在勘查阶段，专家看过甲方区域后就表示在此区域内不存在地热条件，需要到几公里以外去找，根本就没有在甲方区域内做物探，责任是前期可行性研究地质和水文专家的问题，物探的责任是没有能在错的区域内找出对的井位。

    2、对地质构造的认识问题。地质构造运动在地壳浅中层形成较大的裂缝，不可能是像掰馒头一样向两侧分裂而成的，应该是向一侧推覆堆砌、后部拖拽拉伸到一定程度张裂开的。所以，一般由断裂形成的沟谷河流，在山区时一侧的山势陡峭、另一侧较为平缓，在平原时一侧的地形海拔高、另一侧的地形海拔会低一些。高密市勘查区域以河为界，河西侧地势整体偏高几米，且很少有岔分出的沟壑，应该是地质运动时受推覆挤压力影响形成隆起，即使是有次生断裂也是属于压性的，含水裂隙发育较差；而河东侧的地势整体偏低，形成了大面积的湿地，并且岔分出的沟壑明显较多，应该是在地质运动时受拉伸力影响形成的局部凹陷。因此，在河东侧岔分出的次级断裂较多，且应该都是张性断裂，构造内含水裂隙发育应该较好，适合在河东侧勘探定地热井；而在河西不会有较大的张性断裂构造，裂隙发育不可能好。找不出理由为什么将该地热井的孔位定在河西而不是河东。

    3、对找断裂构造是地热井成功的关键认识不足。断裂构造是形成地热水储层的必要条件，构造内较为发育的裂隙构成了地表水下行的渗透通道，地下无论深浅的含水层都是通过这些裂缝向下渗透汇集而成的。断裂的深度越大，地热水的温度就越高。勘查区域周边大面积范围内地表出露的都是白垩系地层，主要为白垩系下统莱阳群止凤庄组K1z地层，岩性主要为灰黄色中粗粒长石砂岩夹含砾砂岩及紫红色砾岩，局部夹甘泉流纹质凝灰岩段。白垩系下统砂岩的赋水性远好于上统的泥岩或泥质砂岩，只要找到深部含水好的张性断裂构造定井就会成功，若不是在断裂构造内打的地热井，深层有热无水就是废井一个。因此，在平原地区查找隐伏的张性断裂构造是地热井成功的关键，在同一地区根本不存在地温高低的问题，深部有水就会有热。

    4、地质勘查阶段分析隐伏断裂确定勘探靶区的问题。地质勘查不等同于实地勘查，国家地质资料馆里有公开的二十万分之一以上的地质图和水文地质图可查，上面有标红色线的断裂带、地层属性及分界，图例中标有所属地层的岩性，对于勘查区的地质情况会有一个基本的认识。在卫星地图上大范围观察勘查区的地理环境、山川河流位置及走势，也会对勘查区可能存在的隐伏断裂有所了解。从卫星地图可看到在主河道东侧显示有密密麻麻的大小裂缝，而在主河道西侧的裂缝很少，甲方区域恰好位于两条河流的汇聚区内，两条隐伏断裂交汇区域内因碰撞形成的破碎程度会明显高于一条断裂构造带内的破碎情况。通过在卫星地图上查找相对低高程点连线的方法，可以标出勘查区可能存在的隐伏断裂带及其汇集区域，在查找低高程点时遇到几个在一小片区域内低高程点的高程值始终保持不变的区块，更说明了在这一断裂交汇区域内存在明显的异常构造。让人难以想象的是为什么放着有这么多断裂构造迹象的甲方区域内不作为勘探靶区，而偏偏要去几公里以外没有一点断裂迹象的地方定井呢？

    5、对断裂构造内含水裂隙分布形态认识不清。垂直于断裂勘探形成剖面图的构造特征，显示多层含水裂隙向中心倾斜汇聚形成V形分布的构造形态。一般是断裂构造内上部含水裂隙发育相对较好，随着深度增加、构造宽度逐渐收窄，含水裂隙随之变得稀少细小，其特点是断裂构造内上部水多、向下逐渐减少，若是上部水少、下部就可能就没有水。使用AMT或CSAMT勘探定井形成的等值曲线剖面图，都是V形中间大片蓝色和绿色、两侧是黄色和红色组成的构造示意图，由于约50米一层的纵向分辨率看不出含水层的确切深度，说不清楚多深有水，打井时只能凭感觉蒙着往下钻。该井钻到1300米时测过井，结果显示200多米之下就没有含水层了，此时就应该收手停钻。可能是甲方过于相信专家的意见、或是专家也抱有侥幸心理下面还会有含水层，就下管固井、接着打到1600米深度还没有水，白白下了几十万元的钢管、还多打了300米，实属浪费。

    我们按照预可行性研究分析的结果，在甲方区域圈定靶区内事先设计的线路上初步勘探第一条剖面上，就显示含水裂隙汇聚出V形的断裂构造，将后来又探测的几个剖面显示的断裂构造中心点相连成线，与事先在卫星地图上标出的低高程点连线方向完全一致、距离不远。说明在入场勘探前进行预可行性研究、通过低高程点连线查找隐伏断裂并圈定勘探靶区，是地热勘探定井不可或缺的重要环节，远比到勘查区域拉着一车专家到处跑来的更加有效。

                                          2022年9月17日

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