地熱可行性勘查項目設計書

1、黑龍江省哈爾濱市依蘭縣地熱資源預可行性勘查項目實施設計書承擔單位：黑龍江省水文地質工程地質勘察院編 寫 人：史珍珍 劉 玉 劉 天 單位負責人：婁本軍總工程師：張 俊提交單位：黑龍江省水文地質工程地質勘察院提交時間：二一五年九月第1章 前言11.1目的任務11.2工作區(qū)范圍和地理條件2第2章 以往地質工作程度52.1以往區(qū)域基礎地質與水工環(huán)地質工作情況52.2以往地熱工作程度52.3以往工作中存在的問題5第3章 區(qū)域地質背景及地熱地質條件分析73.1區(qū)域地質背景73.2地熱地質條件11第4章 工作部署124.1總體工作部署124.2人員組織、技術裝備13第5章 技術方法及技術要求155.1 1

2、:5萬地熱地質勘查155.2可控源音頻大地電磁測深155.3地球物理綜合測井165.4 地熱鉆探175.5降壓試驗225.6水樣采取與分析225.7長期觀測235.8儲量計算與評價23第6章 主要實物工作量25第7章 預期成果267.1勘查成果267.2成果報告267.3社會效益分析26第8章 組織機構及人員安排278.1組織管理278.2工期安排278.3人員組成及分工27第9章 項目概算289.1 編制依據(jù)289.2 編制結果28第10章 質量保障與安全措施2910.1制度保障2910.2 技術保障2910.3 安全及勞動保護措施29附圖：1、黑龍江省哈爾濱市依蘭縣地熱預可行性勘查工程布置

3、圖（1：50000）第1章 前言黑龍江省哈爾濱市依蘭縣地熱資源預可行性勘查項目為黑龍江省地熱資源調查評價及重點區(qū)勘查項目的子課題。黑龍江省水文地質工程地質勘察院承擔編寫黑龍江省哈爾濱市依蘭縣地熱資源預可行性勘查項目實施設計書。本項目設計工期為2年，預計提交報告時間為2017年10月。1.1目的任務1.1.1 任務來源該項目資金來源為黑龍江省礦產(chǎn)資源補償費項目。1.1.2 目的任務通過地質調查、地球物理勘查以及鉆探與試驗、取樣測試、動態(tài)監(jiān)測等地質工作，初步查明地熱田及其外圍地層結構、地質構造、主要熱儲層特征及埋藏條件，取得代表性計算參數(shù)，進行地熱資源儲量計算與評價，為地熱資源試采及進一步勘查與開

4、發(fā)遠景規(guī)劃的制定提供依據(jù)。根據(jù)地熱資源勘查規(guī)范要求及工作設計，本次工作的主要任務如下：（1）采用1:5萬地熱地質調查，物探勘查手段，布設3條可控源大地電磁測深勘查線，初步查明地熱田及其外圍地層、構造、巖漿活動情況，地溫異常范圍，圈定地熱資源有利開發(fā)的范圍，確定進一步勘查地段。（2）合理布置、施工探采結合井1眼，井深1500m，初步查明其地質結構，地熱增溫率，熱儲埋藏深度、巖性、厚度、分布，地熱流體溫度、壓力和化學組分，并通過井產(chǎn)能測試，初步了解熱儲的滲透性、井的熱流產(chǎn)率、溫度等。（3）利用地熱鉆井測試資料及經(jīng)驗參數(shù)，采用熱儲法、解析法等方法計算地熱儲量，對地熱資源開發(fā)利用前景做出評價。（4）提

5、交黑龍江省哈爾濱市依蘭縣地熱預可行性勘查報告。1.1.3 工作周期本項目工作周期為兩年，施工工期為：2015年10月2017年10月。具體時間安排依據(jù)項目批復情況確定。1.2工作區(qū)范圍和地理條件1.2.1工作區(qū)范圍依蘭縣隸屬哈爾濱市所轄，其南部與方正縣接壤，東與樺南縣為鄰，西與通河縣相靠，北為湯原縣。地理座標：東經(jīng)129°1150130°1140；北緯45°514046°3920之間，全縣面積4615.7km2，其中平原面積2625km2。全縣設7個鎮(zhèn)，11個鄉(xiāng)（其中1個朝鮮族鄉(xiāng)）。本次工作區(qū)位于依蘭縣西北方向，預可行性勘查區(qū)面積為30km2，地理坐標見

6、表1-1。表11 預可行性勘查區(qū)拐點坐標拐點經(jīng)度緯度1129°290046°21302129°340046°21303129°340046°19004129°290046°19001.2.2 自然地理概況1.2.2.1 交通位置依蘭鎮(zhèn)是全縣的交通樞紐，同三高速公路和依勃公路橫貫全境，北與迎蘭朝鮮族鄉(xiāng)隔江相望，東與宏克力鎮(zhèn)交界，南與團山子鄉(xiāng)接壤，西與達連河鎮(zhèn)毗鄰。 工作區(qū)有直通各鄉(xiāng)鎮(zhèn)和市區(qū)的公路，交通較為便利（見圖1-1）。圖1-1 工作區(qū)交通位置圖1.2.2.2氣象 依蘭縣屬中溫帶大陸性季風氣候，四季分明，春季少雨

7、干旱，夏季炎熱降雨集中，秋季涼爽濕潤早霜，冬季嚴寒漫長。多年平均氣溫3.5，最高氣溫37.8，最低氣溫-37.2。無霜期106164天。多年平均降水量525600mm，最小為323.9mm（1979年），最大924.4mm（1994年）。多年平均蒸發(fā)量1373.5mm，最小1138.5mm（1956年），最大1656.3mm（1982年）。 1.2.2.3水文縣內(nèi)河流有松花江及其支流牡丹江、倭肯河和巴蘭河等；其它小支流和次級支流有勃力河、丹清河、松木河等，多屬季節(jié)性河流。1.2.2.4地形地貌依蘭縣地形四周高，中部松花江與牡丹江、倭肯河三大河流匯合處地勢低平。該區(qū)地勢起伏變化較大，地面標高在9

8、5-1000m之間。地貌類型有侵蝕剝蝕低山丘陵地形（）、剝蝕丘陵地形（）、剝蝕堆積高平原地形（）、堆積地形（）、熔巖堆積地形（）5種成因類型。工作區(qū)位于松花江畔堆積地形的低漫灘區(qū)內(nèi)。（見表1-2）。工作區(qū)地貌類型表表1-2成因形態(tài)名稱分布區(qū)域形態(tài)特征物質組成堆積地形（）二級階地1呈條帶狀分布于依蘭以北松花江西側之地山前緣。階地面海拔高度在120-140m之間，相對高差小于20m，其前緣多與一級階地相接或直接與松花江漫灘相連。多呈孤島狀，互不相連，其上為耕地。上更新統(tǒng)沖積黃褐色粉質粘土、黃褐色灰白色砂礫石層。一級階地2呈條帶狀較連續(xù)的沿松花江、牡丹江、倭肯河兩側分布。地面海拔100-120m之間

9、，相對高差小于20m，多與高平原，二級階地相接，前緣與漫灘或者河床相連。上更新統(tǒng)晚期顧鄉(xiāng)屯組粉質粘土及淺黃色或灰白色砂礫石層。高漫灘3分布在宋金華江和牡丹江兩側。地面海拔90-100m之間，高差小于10m，零星狀分布面積不一，切割深度較小。全新統(tǒng)早期粉質粘土、砂、礫、卵石層。低漫灘4沿河床、溝谷兩側分布。地面海拔小于90m，低漫灘面一般高出河床2-4m，地勢平坦，多牛軛湖和大片沼澤，多喜水植物，寬度不一，寬者可達4km，窄者不足百米，切割深度很小，均小于5m，易受洪水淹沒。全新統(tǒng)晚期砂、礫、卵石層。1.2.3 礦權登記情況經(jīng)省國土資源廳礦管處探礦權查重審查，黑龍江省依蘭縣地熱資源預可行性勘查區(qū)

10、處于黑龍江依舒地塹依蘭地區(qū)油汽勘查區(qū)內(nèi)。30第2章 以往地質工作程度2.1以往區(qū)域基礎地質與水工環(huán)地質工作情況新中國成立后，隨著大規(guī)模的國民經(jīng)濟建設和工農(nóng)牧業(yè)的生產(chǎn)需要，不同部門為了不同目的對本區(qū)及其周邊進行了大量的地質勘查、石油勘探、物探航磁等工作，這些工作成果為本次工作提供了基礎地質及構造資料，主要包括：（1）1972年黑龍江省革命委員會地質局區(qū)測隊在19581959年工作基礎上，又經(jīng)過填圖（空白區(qū)）、找礦等工作實踐，編寫了L52依蘭幅地質、礦產(chǎn)報告。（2）1990年中國人民解放軍00914部隊編寫了1：20萬依蘭幅水文地質普查報告，闡述了區(qū)域水文地質條件。（3）1994年省第二水文地質工

11、程地質大隊編寫了依蘭鎮(zhèn)1：5萬供水水文地質勘察，提供了城鎮(zhèn)區(qū)水文地質條件及勘探孔抽水實驗資料。（4）1997年依蘭縣水政水資源辦公室編寫了依蘭縣水資源及開發(fā)利用現(xiàn)狀調查評價報告，提供了地下水開采現(xiàn)狀地下水、地表水開發(fā)規(guī)劃資料。（5）2003年本次規(guī)劃是在省水利廳及省水利設計研究院有關專家的指導下，由依蘭縣水務局與黑龍江省水文地質工程地質勘察院、哈爾濱水文水資源勘測局共同協(xié)作，編寫了哈爾濱市依蘭縣地下水資源開發(fā)利用規(guī)劃報告。以上工作，將區(qū)域地層進行了嚴密的劃分，說明地層巖性、厚度和分布范圍；闡述了區(qū)域的地形地貌情況及分布特征；將區(qū)域構造進行劃分，簡要論述了斷裂的形成及其特征；提供了區(qū)域侵入巖時代

12、及相關區(qū)域地質、水文地質等基礎資料。均可作為本次工作重要的地質依據(jù)。2.2以往地熱工作程度依蘭縣尚未進行地熱資源調查，也沒施工過地熱鉆孔，因此尚未收集到地熱資料。2.3以往工作中存在的不足縱觀以往的研究成果，前人已在該區(qū)區(qū)開展了區(qū)域地質調查工作和水文地質勘查工作，基本摸清了該區(qū)地層、構造、侵入巖、水文地質條件等基礎資料。但尚未在該區(qū)施工過地熱探采結合井，都只限于基礎性地質、水文地質研究。這次將在充分分析研究前人資料的基礎上，進行1：5萬地熱地質預可行性勘查和可控源音頻大地電磁測深工作，經(jīng)綜合分析研究確定井位，并施工1眼地熱探采結合井，驗證以往地質工作成果。第3章 區(qū)域地質背景及地熱地質條件分析

13、3.1區(qū)域地質背景3.1.1地層根據(jù)1：20萬區(qū)域地質測量報告依蘭縣幅，工作區(qū)區(qū)域地層自下而上揭示的地層依次為侏羅系、白堊系淘淇河組、福民河組、古近系、第四系，見工作區(qū)區(qū)域地層參數(shù)一覽表（表3-1）。表31依蘭縣地層簡表界系統(tǒng)地方性地層名稱符號厚度（米）新生界第四系全新統(tǒng)晚期Qh25全新統(tǒng)早期7全新統(tǒng)上更新統(tǒng)哈爾濱組56中更新統(tǒng)荒山組Qp、32下更新統(tǒng)大熊山組 100新近系中上新統(tǒng)富錦組Nd？古近系古漸新統(tǒng)寶泉嶺組Edl740中生界白堊系上白堊統(tǒng)福民河組上段K2S2483.9下段K2S11994.9下白堊統(tǒng)淘淇河組上段K1t2861侏羅系中侏羅統(tǒng)太安屯組上段J2t21000古生界二迭系中二迭系

14、土門嶺組P12tm5003.1.1.1中二疊統(tǒng)土門嶺組（P12tm）本區(qū)基底主要為二疊統(tǒng)侵入巖（花崗巖）組成，主要巖性為華力西晚期黑云母花崗巖體和白崗質花崗巖體。3.1.1.2中侏羅統(tǒng)太安屯組（J2t）侏羅系不整合于二疊統(tǒng)基底之上，出露于四塊石、丹清河林場、梨樹溝上游一帶，被燕山期晶洞白崗質花崗巖侵入，主要由深灰色流紋斑巖、流紋斑巖質凝灰熔巖、凝灰角礫巖、角巖化安山玢巖等組成；流紋斑巖質凝灰熔巖中常有花崗質砂礫巖包裹體。3.1.1.3白堊系(K)白堊系地層在此處較為發(fā)育，分布于低山丘陵地區(qū)，根據(jù)沉積環(huán)境、沉積建造、化石組合特征、上下層位關系等，將其劃為：下白堊統(tǒng)淘淇河組和上白堊統(tǒng)福民河組。（1

15、） 淘淇河組（K1t） 巖性為由砂礫巖、砂巖及泥質巖等組成的陸相碎屑巖沉積，可分三部分： 上部（K1t23）：以泥巖、粉砂巖為主，夾中細粒砂巖，厚332m。 中部（K1t22）：粗中粒砂巖為主，同時有粉砂巖，夾泥質巖，厚468m。 下部（K1t21）：以砂礫巖為主，夾砂巖，厚61m。 總厚大于861m。 該地層不整合覆蓋在燕山早期黑云母花崗巖（52b）和斜長花崗巖（052b）之上，被鈉長斑巖（）和上白堊統(tǒng)福民河組（K2S1)中性火山巖覆蓋。（2） 福民河組（K2f） 由中酸性火山巖組成，根據(jù)巖性、沉積特征、噴發(fā)旋回可分兩段： 上部酸性火山巖段（K2f2），包括了淺黃、玫瑰、灰色、暗紫色的流紋斑

16、巖及其凝灰?guī)r、凝灰熔巖、角礫凝灰?guī)r、熔角礫凝灰?guī)r、火山角礫巖等，厚484m。 下部中性火山巖段（K2f1），并以巖溶為主，分布方向基本為北北東，厚1995m。 福民河組火山巖不整合覆于下白堊統(tǒng)淘淇河組之上，因此其時代應晚于早白堊世。3.1.1.4古近系（R）分布在達連河和道臺橋一帶，在達連河一帶為含煤地層；道臺橋一帶為新近系砂礫巖層。根據(jù)沉積特征、化石組合及含礦性等，分別稱寶泉嶺組（Edl）和富錦組（Nd）。（1） 寶泉嶺組（Edl） 該組不整合覆蓋在燕山早期斜長花崗巖（052b）之上，與下白堊統(tǒng)淘淇河組地層成斷層接觸。煤系地層在斷陷盆地內(nèi)生成之后，受后期構造運動的影響，構成一單斜地層，走向北

17、東和東西，向南傾斜，傾角較緩（1020°）。 該組由砂礫巖、砂巖、油頁巖、煤頁巖、砂質頁巖等組成。以穩(wěn)定的厚層油頁巖為標志層，分以下三個巖性段： 下部含煤段（Edl1） 由煤、黑色煤質頁巖、油頁巖等組成上部層位，富含鋁土礦和稀土元素釔；其下為灰黑色、灰綠色、灰白色粗砂巖和花崗質粗砂巖。 中部油頁巖段（Edl2） 據(jù)巖石組成特點，可分上下兩部分： 上部為灰白色砂巖、灰綠色粉砂巖、暗灰色砂質頁巖、油頁巖互層，油頁巖有時減少，厚80100m，其特點是：砂巖成分以石英、長石為主，長石多數(shù)高嶺土化。粉砂巖含云母片較多。頁巖中含砂質顆粒。層面水平或波狀，有時見斜層理。 下部為褐色油頁巖，致密堅硬

18、，呈塊狀，具水平層理，焦油率13%（煤層網(wǎng)上10米以內(nèi)），發(fā)熱量3000大卡/公斤。該層厚60160m，由西向東變薄，逐漸被砂質頁巖所代替，油頁巖中產(chǎn)植物化石。 總之本段以微粒及碎屑沉積為主，有機物含量較高，分選較好，具波狀及水平層理。厚層油頁巖，巖性單一且比較穩(wěn)定。 上部砂巖段（Edl3） 由砂礫巖、砂巖、砂質頁巖組成，按巖性組合特點可分上、中、下三部分： 上部為黃褐色砂礫巖可相變?yōu)樯皫r，構成本組最頂部層位。礫巖成份多為花崗巖和脈石英，礫徑440mm，滾圓較好，膠結松散，膠結物為細砂和粉砂。 中部為灰黑色灰綠色砂質頁巖，泥質頁巖、灰綠色粉砂巖互層，夾薄層煤頁巖。 下部為灰綠色粗砂巖、含礫粗砂

19、巖，有時夾花崗質砂巖。 該段總厚度為200400m。 本段總的特點是以砂巖為主，碎屑較粗，分選不佳，膠結比較松散。（2） 新近系富錦組（Nd） 由弱膠結的砂礫巖組成，玄武巖下部的砂礫巖中還有真象和黃羊等動物化石。3.1.1.5第四系（Q）區(qū)內(nèi)殘坡積相，由碎石，土及少數(shù)砂粒組成，其中殘積層厚12m，坡積層厚25m。全新統(tǒng)堆積層分布在松花江、牡丹江、倭肯河高低漫灘處，巖性上部為粉質粘土、局部含淤泥質粉質粘土下部為砂、砂礫石。上更新統(tǒng)主要分布在階地與高平原區(qū)，巖性為黃土狀粉質粘土。中更新統(tǒng)主要分布在高平原地帶，巖性上部為粉質粘土，下部為砂、砂礫石。3.1.2侵入巖 區(qū)內(nèi)地質構造運動強烈，巖漿活動頻繁

20、，侵入巖分布廣，低山丘陵分布有呈基巖盤狀的華力西期花崗巖、局部巖脈分布有印支期、燕山早期堿長花崗巖、花崗巖、花崗閃長巖和黑云母花崗巖。3.1.3構造依蘭縣位于新華夏系第二隆起帶張廣才嶺隆起的北緣，區(qū)內(nèi)東北部出露較大面的下元古界變質巖及中生代以來的局部地區(qū)有沉積的碎屑巖，出露的大部為各類火成巖，土門嶺組零星出露（見圖3-1）。圖上可見縣區(qū)主要受華夏系及華夏式構造系壓性斷裂與扭形斷層影響。壓性斷裂主要在西部丹清河至雙河菜園之間；另一集中帶在煙囪山之南至民族鄉(xiāng)蜂場附近，此外“依舒地塹”在本區(qū)的分布段即松花江兩岸地區(qū)，走向為北東40°左右，長約90km，該斷裂據(jù)壓扭性質。 1.第三紀盆地或凹

21、地；2.下白堊紀盆地或凹地；3.下二迭系；4.下元古代地層各組；5.燕山期花崗巖；6.海西期花崗巖；7.元古代花崗巖；8.未分巖脈；9.輝長巖；10.橄欖角閃輝長巖；11.超基性巖；12.玄武巖；13.白堊紀及侏羅紀未分噴出巖；14.東西向褶斷帶；15.扭性斷層；16.具張扭與壓扭雙重性斷裂；17.旋卷構造壓扭性斷裂；18.華夏系或華夏式構造體系壓性斷裂；19.新華夏系構造體系沖斷層；20.擠壓帶；21.褶皺軸向；22.地層界線；23.第四系界線；24.地層產(chǎn)狀；25.航磁異常；26.云英巖化；27.高嶺土化；28.矽嘎巖化；29.綠泥石化；30.綠簾石化；31.黃鐵礦化（凡索線均系隱伏斷裂帶

22、）圖31 依蘭縣構造體系略圖3.2地熱地質條件依蘭縣位于依舒斷裂段內(nèi)，基底花崗巖分布廣泛，地質構造運動強烈，深部幔源熱源與花崗巖放射性元素蛻變熱流為盆地內(nèi)地熱熱源。加之地殼薄化，有利于形成高地溫場，本區(qū)地熱田地溫梯度為3.24.1 / hm，高于地球表層平均地溫梯度值（3.0/ hm），說明該區(qū)屬地熱異常區(qū)。在古近系沉積層中，砂地比平均在19.17-33.47%，古近系寶泉嶺組煤系地層巖性為粉砂巖、砂巖、砂礫巖，不整合覆蓋在燕山早期斜長花崗巖之上，與下白堊統(tǒng)淘淇河組地層成斷層接觸。該組地層在工作區(qū)內(nèi)連續(xù)分布，且沉積厚度較大。下白堊統(tǒng)淘淇河組巖性為由砂礫巖、砂巖及泥質巖等組成。以上兩組地層富水性

23、較好為熱儲目的層。上部覆蓋的與之相間分布的泥巖為熱儲蓋層，具有形成地熱的良好條件。區(qū)內(nèi)的深大斷裂在演化過程中，由于機械磨擦產(chǎn)生部分熱量。更為重要的是，深大斷裂成為深部地熱向上部地層傳導的良好通道。工作區(qū)尋找的熱儲目的層為層狀熱儲類型，依舒斷裂帶地區(qū)有望成為1型受深大斷裂控制的層狀熱儲地熱資源勘查類型。故應在工作區(qū)布設物探、地熱鉆探等工作，以便查明區(qū)內(nèi)構造地質特征及含水控熱程度及層狀熱儲分布情況。綜上所述，工作區(qū)地質特征對地熱資源的形成條件較為有利。工作重點應對區(qū)內(nèi)北北東向依舒地塹進行走向及邊界、沉積深度的控制，在斷裂帶內(nèi)部找到深部層狀熱儲。第4章 工作部署4.1總體工作部署4.1.1布置原則1

24、、堅持地熱理論研究與具體地熱勘查相結合的原則，全面搜集省內(nèi)地熱勘查成果資料，研究與依蘭地區(qū)地熱條件生成的關聯(lián)特征。在具體勘查工作中應用先進理論和先進設備，以取得最佳勘探成果。2、工作手段布置堅持先地表后地下的原則，先開展地面地質預可行性勘查及物化探工作，在物化探資料研究解譯的基礎上布置鉆探工作。3、在充分了解工作區(qū)地熱埋藏情況的基礎上，地熱鉆探工作本著有利于開發(fā)利用，有利于地方經(jīng)濟發(fā)展的原則，在尊重地質條件的前提下盡量布設在適于開發(fā)利用的場地。4.1.2依據(jù)規(guī)范1、地熱資源地質勘查規(guī)范（GB/T 11615-2010）；2、可控源聲頻大地電磁法勘探技術規(guī)程（SY/T 5772-2012）；3、

25、大地電磁測深法技術規(guī)程（DZ/T 0173-1997）；4、石油電纜測井作業(yè)技術規(guī)范（SY/T 5600-2010）；5、探井測井處理解釋技術規(guī)范（SY/T 6451-2000）；4.1.3 技術路線本次預可行性勘查工作在充分搜集工作區(qū)地震、地熱地質、地球化學和地球物理資料的基礎上，開展地面水文地質勘查，對搜集到的資料用地質構造、地熱地質、水文地質綜合分析方法進行綜合處理研究，根據(jù)儲、蓋 、通、源形成地熱田四要素的配置條件，預測出有希望的區(qū)塊，接著用物探方法印證，利用物探綜合解譯對比，初步建立熱儲模型，確定勘探孔位，施工探采結合井，取得地熱地質有關參數(shù)，進行地熱資源評價，預測勘查區(qū)地熱資源開發(fā)

26、利用前景。4.1.4 工作布置結合項目目的任務、已掌握工作成果資料及該區(qū)地熱地質條件，布置如下工作方法與工作量：1、1：5萬地熱地質勘查 在勘查區(qū)內(nèi)進行，面積為30km²。開展地面定點調查，著重調查與地熱異常有關的地貌、地層、水文地質、熱泉（井）等內(nèi)容。2、物探工作本次可控源音頻大地電磁測深工作使用美國Zonge公司生產(chǎn)的GDP-32多功能電法儀，采用可控源音頻大地電磁測深法(簡稱CSAMT法)尋找熱儲層、儲水儲熱構造，推斷地熱異常區(qū)的范圍。在勘查區(qū)布設3條垂直斷裂方向的側線，以控制東西向斷裂構造及地層電性變化特征，可根據(jù)現(xiàn)場情況在發(fā)現(xiàn)異常后調整側線進行加密工作。共計測線10km，為

27、了獲得精細的電性分布，擬布設測點距為100m，總計100個測點。由于測區(qū)內(nèi)有廠區(qū)、村子、公路和電網(wǎng)，測線實地布置時按實際情況進行偏移。物探解譯成果有助于了解熱儲層特征，以便確定井位。地熱鉆探結束后，為了精確的獲取地層的各項參數(shù)，進行地球物理綜合測井（含視電阻率、伽碼、自然電位、井斜、井溫等項目），結合地質錄井資料，確定濾水管位置，并獲取探采井及地層的各個參數(shù)。3、地熱鉆探布置原則：1）探采結合井個數(shù)根據(jù)地熱鉆探技術規(guī)程（DZ/T 0260-2014），施工1眼地熱探采結合井。2）地熱井位置及深度根據(jù)以往工作成果，本次地熱鉆孔位置定在物探工作圈定的地熱富水區(qū)，設計井深1500m。4、降壓試驗 單

28、孔降壓試驗利用勘查工作施工的地熱井進行單孔降壓試驗，設計單孔降壓試驗工作量30臺班， 5、樣品采集利用本次施工的地熱鉆孔采取地熱及礦泉水全分析樣2套，穩(wěn)定同位素樣1套，放射性元素分析樣1套，氣體分析樣1套。6、動態(tài)監(jiān)測人工動態(tài)監(jiān)測觀測頻率為3次/月，觀測周期為一個水文年。4.2人員組織、技術裝備建立健全的組織機構和各項規(guī)章制度，是保證項目順利進行的先決條件。本項目的組織管理實行項目負責人負責制，設立總項目負責人和技術負責人，由項目負責人組織實施，技術負責人負責項目技術工作。為保證項目順利完成，將采取如下措施：1、成立以院長、總工程師為首的項目負責人和技術負責人參加的項目管理小組，統(tǒng)一安排、統(tǒng)一

29、指揮生產(chǎn)工作，確保項目生產(chǎn)順利進行。2、建立健全各項規(guī)章制度，做到人員分工明確，任務清晰，采取的措施得當。3、施工隊伍人員組成精干，選擇業(yè)務水平高、工作能力強、野外工作經(jīng)驗豐富的技術人員。擬用于完成本項目的儀器設備見下表。表4-1 擬用于完成項目的儀器設備設備儀器名稱單位數(shù)量手持GPS臺1數(shù)碼照像機臺1筆記本電腦臺1臺式電腦臺1A4激光打印機臺1出圖儀臺1測井儀臺1GDP-32可控源音頻大地電磁儀臺1大地電磁儀臺1全站儀臺1汽車輛1測斜儀臺1ZJ-3000臺1第5章 技術方法及技術要求根據(jù)本次工作的目的任務及技術路線，確定采用的主要技術方法為：野外地質勘查、可控源音頻大地電磁測深、地熱探采結合

30、井施工、降壓試驗、取樣化驗、動態(tài)監(jiān)測、儲量計算與評價等。利用物探和鉆探確定熱儲深度和范圍，圈定地層結構、熱儲埋深及斷裂位置與產(chǎn)狀，確定單井產(chǎn)能等。5.1 1:5萬地熱地質勘查在對工作區(qū)內(nèi)石油地質、區(qū)域地質、水文地質資料整理研究的基礎上，開展1：5萬地熱地質勘查工作，面積30km²。1、工作目的通過詳細的地面調查，將取得的成果與物化探及區(qū)域成果進行對照分析研究，了解勘查區(qū)地熱分布特征，確定最佳鉆探井位。2、工作方法（1）采用1：5萬手圖，對區(qū)內(nèi)的地貌、地層巖性、井泉、地表水體、地熱井、機民井、泉點、構造顯示跡象進行認真調查研究。（2）采用手持GPS進行調查點定位。（3）根據(jù)垂直河流水系

31、、追索地貌單元原則，布設路線三條共計14.025km，調查點20個。（4）對各種地質現(xiàn)象進行詳細描述，并進行拍照。（5）及時進行綜合整理，發(fā)現(xiàn)異常要重點調查并進行深入研究。5.2可控源音頻大地電磁測深1、方法原理和儀器（1）方法原理可控源音頻大地電磁測深法(簡稱CSAMT法)是以有限長接地電偶極子為場源，在距偶極中心一定距離處同時觀測電、磁場參數(shù)的一種電磁測深方法。本次采用赤道偶極裝置進行標量測量，同時觀測與場源平行的電場水平分量Ex和與場源正交的磁場水平分量Hy；然后利用電場振幅Ex和磁場振幅Hy計算阻抗電阻率s;觀測電場相位Ep和磁場Hp，用以計算阻抗相位。用阻抗電阻率和阻抗相位聯(lián)合反演計

32、算可控源反演電阻率參數(shù)，最后利用可控源反演電阻率進行地質解釋。可控源音頻大地電磁測深法標量測量方式是用電偶極源供電，觀測點位于電偶源中垂線兩側各15度角組成的扇形區(qū)域內(nèi)。當接收點距發(fā)射偶極源足夠遠時（r3），測點處電磁場可近似于平面波，由于電磁波在地下傳播時，其能量隨傳播距離的增加逐漸被吸收，當電磁波振幅減小到地表振幅的1/e時，其傳播的距離稱為趨膚深度（），即電磁法理論勘探深度。實際工作中，探測深度（d）和趨膚深度存在一定差距，這是因為探測深度是指某種測深方法的體積平均探測深度，其經(jīng)驗公式為：由此可見探測深度與頻率成反比，我們可以通過改變發(fā)射頻率來達到測深的目的。在實際勘查中，由于發(fā)射功率總

33、是有限的，要保證有足夠的信噪比，收發(fā)距就不能太大。這樣往往不可能滿足遠區(qū)的條件，一部分頻點可能處于過度區(qū)。這時就要進行過度區(qū)改正。在進行過度區(qū)改正的前提下，要求rmin>0.5。（2）儀器技術指標本次野外工作使用美國Zonge公司生產(chǎn) 的GDP-32多功能電法儀。該儀器有八個接收通道，能夠完成時域激發(fā)極化(TDIP)、頻域激發(fā)極化（RPIP）、復電阻率法(CR)、瞬變電磁法(TEM)、可控源音頻大地電磁測深法(CSAMT)測量，其性能指標為工作頻率0.125Hz8192Hz，工作溫度-2060，工作濕度5%100%，時鐘穩(wěn)定度5×1010/24h，輸入阻抗10M/DC，動態(tài)范圍

34、190dB，最小檢測信號電壓0.03v、相位±0.1mard（毫弧度），最大輸入信號電壓±32V，自動補償電壓±2.25V(自動)，增益1/865536(自動)。2、方法技術采用赤道偶極裝置，點距100m，供電電極距AB1000m，測量電極距MN=50m，收發(fā)距R5000m。采用重復觀測誤差作為質量評價標準，重復觀測占總工作量的3%以上，按煤炭電法勘探規(guī)范（MT/T8982000）規(guī)定，重復觀測視電阻率相對均方誤差10%。3、測線布設根據(jù)掌握的工作區(qū)地形、地層及構造情況，布設3條可控源音頻大地電磁測深測線，共計10km，測線點距為100m，測點100個。5.3地球

35、物理綜合測井地球物理測井是解決有關水文地質、工程地質等問題的手段和依據(jù)，是對鉆井內(nèi)實際地質情況有條件地間接反映，通過將測井信息進行深加工，轉換成地質信息、工程信息等信息，達到對地熱井地層層序進行劃分和標定的目的。1、方法原理和儀器（1）方法原理根據(jù)地質和地球物理條件，合理地選用綜合測井方法，把利用電、磁、聲、熱、核等物理原理制造的各種測井儀器，由測井電纜輸入到井內(nèi)，使地面電測儀可沿著井筒連續(xù)記錄隨深度變化的各種參數(shù)，通過表示這類參數(shù)的曲線，來識別地下的巖層，如油、氣、水層、煤層、金屬礦床等。其主要任務為：利用地球物理測井信息解釋評價水層，計算含水巖系的孔隙度、滲透率和含水飽和度。利用測井信息研

36、究熱儲的生、儲、蓋組合。利用測井信息研究熱儲分布狀況。（2）儀器技術指標本次測井工作使用大慶石油管理局鉆探集團公司測井公司自主開發(fā)的HY-1000數(shù)控測井儀。2、方法技術根據(jù)地熱井勘查的實際要求，需要在下表層套管前和下管前均測定標準曲線，主要參數(shù)包括井徑、井斜、視電阻率（0.25m、0.5m、2.5m）、自然電位、自然伽瑪、井溫、井底溫度、穩(wěn)態(tài)井溫測量、聲波時差、巖石體密度和中子孔隙度測井等。巖層含水性的定性判斷，主要依據(jù)井曲線的測井曲線特征，而電性特征是巖石物性、巖性和含水性的綜合反映。因此在判斷地層的含水性時，一般應將測量井段首先按照地層水礦化度的不同分為不同的解釋井段，然后才能對每一個解

37、釋井段在充分考慮其巖性特點的前提下進行含水性解釋。5.4 地熱鉆探1、地質設計（1）井號：依熱1井（2）井別：地熱探采結合井（3）設計井深：1500m（5）目的層：寶泉嶺組、淘淇河組熱儲2、鉆探目的及地熱地質依據(jù)（1）目的在前期物探工作提供井位資料的基礎上，施工地熱探井，取得地熱地質有關參數(shù)，完成勘察任務后成井，提供開采利用；實測熱儲壓力、水位、溫度、流量（涌水量）、地熱流體質量；按設計要求取全、取準樣品。地熱探井完井工藝復雜，難度大，要把好成井質量關，嚴防鉆井工程事故，避免水層污染，徹底洗井，提高熱水產(chǎn)量，作好地熱探井工程施工設計，要充分重視在斷層破碎帶鉆探工藝的正確選取，為在加格達奇工作區(qū)

38、內(nèi)尋找具有利用價值的地熱田提供科學依據(jù)。（2）測井、錄井內(nèi)容及完井資料地球物理綜合測井下表層套管前和下井管前均測標準曲線，進行井徑、井斜、視電阻率（0.25m、0.5m、2.5m）、自然電位、自然伽瑪、井溫、井底溫度、穩(wěn)態(tài)井溫測量和聲波時差、巖石體密度和中子孔隙度測井。巖屑錄井井隊須配備專業(yè)的地質錄井工程師，對本井鉆探中產(chǎn)生巖屑進行嚴格撈取和描述記錄。自井口至500m，每10m取樣一次（200克）；自500m至1000m，每5m取樣一次（200克）；自1000m至1500m，每4m取樣一次（200克）。井隊需配備專業(yè)泥漿工程師進行泥漿調配和錄井工作，合理配置泥漿的粘度和密度，對全井泥漿要做到勤

39、觀察，勤維護，勤處理。全井要求每班至少測一次全套性能數(shù)據(jù)，并做好記錄。巖樣巖屑：自井口至井底選實物剖面標本保存。完井后應提交的地質資料含測井解釋的孔隙度、總孔隙度、含水飽和度、泥質含量、自然電位、聲波時差、井徑、井斜、地溫、水溫等資料的鉆井綜合柱狀圖；熱儲層物性測試成果表；鉆井降壓試驗綜合成果表；地熱流體分析成果表。地質要求一開井徑444.5mm，下入339.7mm表層套管至400m，二開井徑為273.03mm，鉆至1500m，下入177.8m（見圖5-1）。技術套管鉆至目的層位或設計井深，在水層下入177.8mm纏絲包網(wǎng)篩管柱。底部沉淀管50m。進行全井穩(wěn)定地壓力測量，測量間距50m。0-4

40、00m井斜角要小于1°，400-1500m井斜角要小于4°。進行全井穩(wěn)定地壓力測量，測量間距50m。3、鉆井工程設計（1）井身結構設計（表5-2）（2）鉆井主要設備(詳見表5-3) （3）井身質量要求（詳見表5-4）4、鉆具組合（詳見表5-5）表5-2 井深結構設計項目鉆頭尺寸（mm）×井深（m）套管尺寸（mm）×井深（m）水泥返高表層管444.5×400339.7×400水泥面返至高出地面10m目的層273.03×1500177.8×（4001500）水泥上返至表套內(nèi)30m表5-3 鉆井主要設備一覽表序號名稱型號

41、載荷功率1鉆機ZJ30001620KN2井架JJ156/41.51620KN3天車TC1601600KN4游車YC16201620KN5水龍頭LB1401270KN6大鉤DG1621620KN7轉盤ZP175220KW8絞車JC20368KW9鉆井泵SL3NB1300A965KW10柴油機PZ12V190B882KW11發(fā)電機GS138L8700KW12電動機PVV800552KW13振動篩YMSD3KW14除砂器CS22502.2KW表5-4 井深質量要求井段（m）井斜角（°）全角變化率（°/25m）水平位移（m）平均井徑擴大率（%）最大井徑擴大率（%）04001.01&

42、#176;1510202540015003.01°40351520表5-5 鉆具組合井段（m）鉆具組合0400444.5mm鉆頭（346mm鉆頭）+233螺扶+228.6鉆鋌+233mm螺扶+228.6mm鉆鋌+233螺扶+228.6mm鉆鋌+233mm螺扶+178mm鉆鋌+159mm鉆鋌4001500273.03mm鉆頭+177.8mm鉆鋌+127mm鉆桿5、井控設計開鉆時對全體職工進行地質、工程交底，做到地下情況人人清楚。在鉆進過程中，要時刻觀察泥漿池液面變化，發(fā)現(xiàn)異常及時采取措施。鉆井及循環(huán)過程中，要保證鉆井泵上水良好，不抽空氣。鉆進過程中要嚴格避免鉆頭泥包，堵水眼等復雜情況，

43、鉆進中要控制鉆速，確保井液密度、粘度符合設計要求，不得高粘度打鉆。起鉆觀察井口，每起3柱灌1次鉆井液，嚴禁在井口連續(xù)灌入鉆井液，如發(fā)現(xiàn)灌入鉆井液量小于起出鉆具體積時，要停止起鉆作業(yè)，改為下鉆或接方鉆桿循環(huán)。水層井段用檔起鉆，速度應控制在最低限度。下套管時必須按規(guī)定灌好鉆井液，中途或下完套管只有在灌滿鉆井液后方可接方鉆桿循環(huán)，嚴禁用方鉆桿灌鉆井液。在施工中要時刻保持高度的井控意識，防患于未然，及時清除設備隱患，減少空井時間和鉆井液靜止時間。優(yōu)選鉆頭，并加強鉆頭使用技術，提高鉆速，減少水層浸泡時間。5.5降壓試驗1、降壓試驗開始前要準確測量靜止水位埋深及液面溫度，如成井后水頭高出地表，則應自井口向

44、上接管，以便準確測量原始水頭高度。2、降壓試驗中穩(wěn)定流降壓采用三個落程，反向降壓（S3S1）且S22/3S3，S11/3S3，最大降深的延續(xù)時間應不少于48小時。為了求得較為準確的水文地質參數(shù)，宜采用小降深降壓資料計算水文地質參數(shù)，以避免或減少大降深降壓時產(chǎn)生三維流的影響造成的誤差。3、潛水泵下入深度應保證有足夠的水位降深，進而保證產(chǎn)水量。4、在降壓過程中，水位、水溫、水量必須同步測量，水溫讀數(shù)應準確到0.5，水位的觀測選用測線法，使用工具電線、萬用表、秒表計時；測量水位同時測量水溫。出水量測算采用三角堰箱及鋼板尺。測量三角堰箱出水口水頭高度，查表獲得出水量。5、在降壓試驗結束前須取全分析水樣

45、。6、降壓結束時需進行恢復水位觀測，觀測包括水位及液面溫度，觀測至降壓前靜水位為止，收集全部降壓試驗數(shù)據(jù)編制綜合成果表。7、根據(jù)抽水試驗及水質分析結果，確定本區(qū)地熱資源的開發(fā)利用前景及本井的合理開采量。5.6水樣采取與分析5.6.1樣品采集在本次施工鉆孔熱儲層，降壓試驗期間，取地熱流體及礦泉水全分析樣2套，穩(wěn)定同位素樣1套，放射性分析樣1套，氣體分析樣1套，以便查明地熱流體水化學和同位素特征以及氣體成分特征。各類樣品的采集要求為：地熱流體全分析樣采樣規(guī)格2L,重量約2kg，分析測試項目有：常規(guī)成分12項（K+、Na+、Mg2+、Ca2+、HCO3-、Cl-、SO42-等），微量元素23項（鐵F

46、e、鋁Al、釩V、鋇Ba、錳Mn等），其他分析組分有18項（PH值、總硬度、總堿度、固形物等）。穩(wěn)定同位素樣采樣規(guī)格1L,重量約1kg，分析測試項目有：D、18O、氚（TU）、Ra、Rn。氣體分析樣1套，規(guī)格1L，分析測試項目有：甲烷、氮氣、二氧化碳、乙烷、丙烷和正丁烷等。5.6.2質量要求（1）水樣采取采樣器或采樣瓶需用采樣的水沖洗三至四次。取樣時應盡量避免或減輕樣品與大氣發(fā)生接觸。水樣采取量應滿足水樣分析和檢驗質量控制要求。（2）水樣保存水樣采取后應根據(jù)分析項目的不同，按要求在現(xiàn)場立即添加保護劑，并對瓶口進行蠟封和粘貼標簽。標簽應注明樣品編號、采樣時間、采樣地點、水源類型、水溫、氣溫、濁度

47、、測試分析項目、保護劑類型等。采集及保存水樣的容器，可用硬質玻璃瓶或聚乙烯瓶；一般情況下兩種均可應用，當容器對水樣中某種組分有影響時，則應根據(jù)要求選用合適的容器；采樣和分析的間隔時間盡可能縮短，某些項目的測定應現(xiàn)場進行，但水樣保存期不能超過規(guī)定時間。水樣具體保存方法參照水質采樣、樣品的保存和管理技術規(guī)定（GB1299991）。（3）水樣分析水樣應及時送達國家認證的實驗室，送樣時按要求填寫送樣單（一式兩份）。試驗室應在10天內(nèi)完成分析項目的測試。水樣化驗分析按水質分析有關技術規(guī)范執(zhí)行。5.7長期觀測利用施工的1眼探采井進行水位（或涌水量）、水溫觀測。每十天觀測一次，觀測一個水文年。5.8儲量計算

48、與評價5.8.1熱儲法對熱儲層熱量的計算（1）熱儲層中儲存熱量計算模型QR=C·A·d·（tr-tj） 式中：QR-熱儲層中儲存的熱量，J；A-計算區(qū)面積，m2；d-熱儲層厚度，m；tr-熱儲層溫度，；tj-基準溫度（即當?shù)氐叵潞銣貙訙囟然蚰昶骄鶜鉁兀?；C-熱儲巖石和水的平均比熱容，J/m3·；C=c·cc·（1-）+w·cw·c 、w-分別為巖石和水的密度，kg/m3；cc 、cw-分別為巖石和水的比熱，J/kg·；-熱儲層巖石的孔隙度，無量綱。（3）計算參數(shù)確定計算區(qū)面積根據(jù)勘查區(qū)位置，結合地熱地質

49、構造圖，綜合分析確定計算區(qū)面積，可靠。熱儲層厚度根據(jù)地熱資源地質勘查規(guī)范（GB11615-2010）熱儲蓋層的平均地溫梯度不少于3/100m或1000m深度以淺獲得的地熱流體溫度不低于40要求，取熱儲層位，可靠。熱儲層溫度根據(jù)勘探鉆孔實測熱儲溫度和鉀鎂、鉀鈉地熱溫標法計算熱儲溫度綜合確定，可靠。年平均氣溫根據(jù)收集資料，確定該地多年平均氣溫，可靠。巖石密度、比熱、熱導率、孔隙度根據(jù)地熱資源地質勘查規(guī)范（GB11615-89）和實驗室測定及鉆孔物探測井資料確定，可靠。水的比熱、密度水的比熱取值4.2×103J/kg·（1kcal/ kg·）；水的密度隨溫度增加而稍有降

50、低，當水溫50時，水的密度約為0.9881g/cm3，可靠。5.8.2地熱儲量計算評價方法地熱資源/儲量計算重點是地熱流體可開采量（包括可利用的熱能量）。計算方法依據(jù)地熱地質條件以及地熱田勘查研究程度的不同進行選擇。預可行性勘查階段可采用地表熱流量法、熱儲法、比擬法；可行性勘查階段除采用熱儲法及比擬法之外，還可依據(jù)部分地熱井試驗資料采用解析法；開采階段應依據(jù)勘查、開發(fā)及監(jiān)測資料，采用統(tǒng)計分析法、熱儲法或數(shù)值法等計算，并應采用兩種以上的方法計算，比較和驗證。第6章 主要實物工作量依據(jù)本次預可行勘查工作目的、任務及地熱資源地質勘查規(guī)范(GB11615-2010)和地熱資源評價方法(DZ40-85)

51、，布置如下工作量：表61 主 要 工 作 量 表序號工作項目單位工作量備注一地質測量11:5萬地熱地質預可行性勘查km230預可行性勘查區(qū)二物化探1可控源音頻大地電磁測深點/km100/10預可行性勘查區(qū)2地球物理綜合測井m1100三鉆探1地熱鉆探m/眼1500/12降壓試驗臺班30四巖礦試驗1地熱流體全分析樣套2本次施工地熱井2微量元素分析套13放射性元素分析套14毒性成分分析套15穩(wěn)定同位素分析套16氣體分析樣套1五其它地質工作1鉆孔定測點12地質編錄m15003鉆孔高程測量點14動態(tài)觀測次/點36/1利用本次施工地熱井5設計編寫份16報告編寫份1第7章 預期成果7.1勘查成果初步查明勘查區(qū)及其外圍的地層、構造、巖漿（火山）活動情況的基礎上，結合地熱調查工作，以物化探工作為輔助手段，圈定鉆探有利地點，施工1眼地熱探采結合井。根據(jù)鉆井資料，測定地熱流體的天然排放量及其化學成分，估算地熱田的熱儲溫度和地熱田的天然熱流量，并探求地熱儲量，估計地熱田開發(fā)利用前景。7.2成果報告（1）黑龍江省哈爾濱市依蘭縣地熱資源預可行性勘查項目報告；（2）依熱1井完井報告；（3）黑龍江省哈爾濱市依蘭縣可控源音頻大地電磁測深成果報告。（4）相關附圖、附表等。1