辽宁省调兵山四家子村DR1地热井位置的确定

张文德+韩玉杰+白晓亮

摘 要：四家子村位于调兵山市西南约4km，东与大兴煤矿相邻。东北煤田地质局物探测量队和101勘探队合作，对勘探区进行深部地热研究，通过勘探手段确定地热井位，成功打出一口地热井，对盆地型地热田生成特点有了进一步认识，对今后辽北地区地热勘探工作具有一定的指导意义。通过区域性地质资料搜集分析、地质调查，圈定地热靶区进行综合物探工作，建立勘探区地热构造地质模型，确定热储的有利部位，指导钻探工作。

关键词：地热靶区；物探方法；地热模型；布井依据；调兵山四家子

1 地热靶区的选定

地热靶区的选定是由城镇开发规划、地区经济发展方向与理想的成热地质条件相结合的产物。

1.1 地域优势

四家子区位于调兵山近郊，交通便利，郊区作为城市扩张的首选方向，为地热资源的开发提供机遇，有助于形成规模型产业；地热资源的开发又影响新型城镇化布局，调整产业结构，为地方经济发展注入活力，地热资源的开发与城市发展起着相互支撑的作用。

1.2 地质资料优势

四家子区位于铁法含煤盆地范围内，为地热勘探空白区。铁法煤田自60年代以来经历多次勘探和广泛开采，积累了丰富的资料。以服务采掘需要的基础地质、水文地质研究程度较高（1000m以浅），对矿区构造形态的分布规律、地层的组合结构、水文地质条件、地温变化有了充分的认识。地质资料的综合研究成果，对深层地热勘探提供了必要基础资料。

1.3 具备地热生成的基本条件

铁法煤田属于断陷盆地，煤田被广泛开采表明浅部不具备地热条，地热的研究主要集中在深部。地热生成需要热源、深部水的富集储存的空间、构造的控制作用等基本条件。

1.3.1 基底埋藏深度大，有助于获得地球深部的传导热量；深部有厚层粗碎屑沉积，为地下水的储存提供空间；铁法含煤盆地位于新华夏系第二沉降带和天山-阴山隆起带的交接复合部位，经历多期构造运动形成一系列断裂和向背斜，并伴有多期火层岩喷发、侵入，构造运动的活跃为地下水的运移提供动力。

1.3.2 铁法矿区开采实践表明（1000m以浅）地层含水性较弱，断层部分含水，火层岩发育，侵入煤层，当砂砾岩层遇到张性断裂和火层岩侵入时矿井的涌水量迅速增加。

从基本构造背景、矿区开采实践表明：火层岩侵入广泛、断裂、裂隙发育，四家子区具备深部热储条件。在现代应力场的作用下部分断层显示张性或张扭性状态，断裂发育、尤其深部断裂发育的地段为地热开发的理想部位。

2 地热构造的基本模型

2.1 地层起伏形态

由地震资料显示勘探区内煤系层的剖面起伏形态为由4条断层（F55、F65、DF1、F49）切割的向斜形态，其中F55断距大于600m。错断煤系地层基底，为勘探区的主要控热断层，见图1。

前震旦系顶界面为受F55断层切割形成抬起与沉降，地层最深为剖面中部，最浅为F55断层下降盘，地层埋深在1300-1900m之间。

2.2 主要热储层

主要的热储层为阜新组底砾岩和古风化壳，阜新组底砾岩赋存于基底上部，深度较大，该段该层段厚度约500-600m左右。以砾岩、砂砾岩为主，分选不好，砾径一般20-25cm，最大1m左右，裂隙、孔隙比较发育，该层埋藏深度大，是很好的热储层。风化壳孔隙发育时，也是良好的地热资源的热储层。

2.3 带状热储

电阻率值下降趋势表现出横向不均匀性，出现相对独立并沿纵向分布的低阻异常区。电性变化的形态及电阻率特征的空间分布，明显的表现与断层构造的相关性，分析认为是在地质（断层）构造的作用下，破坏了岩层的横向结构，使电性发生不均匀的变化，进而使电阻率值呈高低相间的格局分布。尤其在F55断层近低阻异常区显著，异常带较宽，具有带状热储的物性条件，见图2。

3 钻孔位置的确定

根据物探解释成果，在热储理想部位选择孔位，位置在F55断层与阜新组底砾岩和前震旦系古风化壳交汇部位，目的是寻找带状及层状热储地热水，钻孔深度2000m左右，定孔理由有以下几个方面：

3.1 根据已知煤田钻孔平均地温梯度变化，推断当井深达到2000m时，地温可达到63℃。

3.2 F55号断层为同沉积断层，该断裂切割深度大于1500m，在其附近为低阻异常显示，有带状热储的物性特征。

3.3 底砾岩厚度大，可达500-600m，在构造和火山活动的作用下，裂隙和孔隙较发育，可储存裂隙和孔隙水。

3.4 前震旦系古风化壳受风化程度及构造运动影响有一定的厚度并发育有裂隙，具备裂隙水赋存条件。

3.5 由于火山岩浸入作用，加剧了其周围地层裂隙发育，从电性剖面分析，视电阻率高低变化，认为F55断层上盘，可能有火山岩浸入。

4 结束语

在选定的靶区内开展综合物探工作，确定目标地层起伏形态，地层组合及断裂位置，建立四家区地热结构模型，减少钻探工作的盲目性。综合地面物探工作，地震剖面较好的反映地层的构造发育状况，电法视电阻率曲线剖面呈有规律的变化，反映出地层的结构横向变化确定低阻异常区，为钻探提供指向。综合物探成果虽然确定了地热的有利部位，但对富水性、导水性缺乏更深入的认识，因此今后的地热勘探应加强深层水文地质方面的研究。

参考文献

[1]张文德，等.辽宁省铁法地区地热资源普查物探成果报告[R].沈阳：东北煤田地质局物探测量队，2011.endprint

摘 要：四家子村位于调兵山市西南约4km，东与大兴煤矿相邻。东北煤田地质局物探测量队和101勘探队合作，对勘探区进行深部地热研究，通过勘探手段确定地热井位，成功打出一口地热井，对盆地型地热田生成特点有了进一步认识，对今后辽北地区地热勘探工作具有一定的指导意义。通过区域性地质资料搜集分析、地质调查，圈定地热靶区进行综合物探工作，建立勘探区地热构造地质模型，确定热储的有利部位，指导钻探工作。

关键词：地热靶区；物探方法；地热模型；布井依据；调兵山四家子

1 地热靶区的选定

地热靶区的选定是由城镇开发规划、地区经济发展方向与理想的成热地质条件相结合的产物。

1.1 地域优势

四家子区位于调兵山近郊，交通便利，郊区作为城市扩张的首选方向，为地热资源的开发提供机遇，有助于形成规模型产业；地热资源的开发又影响新型城镇化布局，调整产业结构，为地方经济发展注入活力，地热资源的开发与城市发展起着相互支撑的作用。

1.2 地质资料优势

四家子区位于铁法含煤盆地范围内，为地热勘探空白区。铁法煤田自60年代以来经历多次勘探和广泛开采，积累了丰富的资料。以服务采掘需要的基础地质、水文地质研究程度较高（1000m以浅），对矿区构造形态的分布规律、地层的组合结构、水文地质条件、地温变化有了充分的认识。地质资料的综合研究成果，对深层地热勘探提供了必要基础资料。

1.3 具备地热生成的基本条件

铁法煤田属于断陷盆地，煤田被广泛开采表明浅部不具备地热条，地热的研究主要集中在深部。地热生成需要热源、深部水的富集储存的空间、构造的控制作用等基本条件。

1.3.1 基底埋藏深度大，有助于获得地球深部的传导热量；深部有厚层粗碎屑沉积，为地下水的储存提供空间；铁法含煤盆地位于新华夏系第二沉降带和天山-阴山隆起带的交接复合部位，经历多期构造运动形成一系列断裂和向背斜，并伴有多期火层岩喷发、侵入，构造运动的活跃为地下水的运移提供动力。

1.3.2 铁法矿区开采实践表明（1000m以浅）地层含水性较弱，断层部分含水，火层岩发育，侵入煤层，当砂砾岩层遇到张性断裂和火层岩侵入时矿井的涌水量迅速增加。

从基本构造背景、矿区开采实践表明：火层岩侵入广泛、断裂、裂隙发育，四家子区具备深部热储条件。在现代应力场的作用下部分断层显示张性或张扭性状态，断裂发育、尤其深部断裂发育的地段为地热开发的理想部位。

2 地热构造的基本模型

2.1 地层起伏形态

由地震资料显示勘探区内煤系层的剖面起伏形态为由4条断层（F55、F65、DF1、F49）切割的向斜形态，其中F55断距大于600m。错断煤系地层基底，为勘探区的主要控热断层，见图1。

前震旦系顶界面为受F55断层切割形成抬起与沉降，地层最深为剖面中部，最浅为F55断层下降盘，地层埋深在1300-1900m之间。

2.2 主要热储层

主要的热储层为阜新组底砾岩和古风化壳，阜新组底砾岩赋存于基底上部，深度较大，该段该层段厚度约500-600m左右。以砾岩、砂砾岩为主，分选不好，砾径一般20-25cm，最大1m左右，裂隙、孔隙比较发育，该层埋藏深度大，是很好的热储层。风化壳孔隙发育时，也是良好的地热资源的热储层。

2.3 带状热储

电阻率值下降趋势表现出横向不均匀性，出现相对独立并沿纵向分布的低阻异常区。电性变化的形态及电阻率特征的空间分布，明显的表现与断层构造的相关性，分析认为是在地质（断层）构造的作用下，破坏了岩层的横向结构，使电性发生不均匀的变化，进而使电阻率值呈高低相间的格局分布。尤其在F55断层近低阻异常区显著，异常带较宽，具有带状热储的物性条件，见图2。

3 钻孔位置的确定

根据物探解释成果，在热储理想部位选择孔位，位置在F55断层与阜新组底砾岩和前震旦系古风化壳交汇部位，目的是寻找带状及层状热储地热水，钻孔深度2000m左右，定孔理由有以下几个方面：

3.1 根据已知煤田钻孔平均地温梯度变化，推断当井深达到2000m时，地温可达到63℃。

3.2 F55号断层为同沉积断层，该断裂切割深度大于1500m，在其附近为低阻异常显示，有带状热储的物性特征。

3.3 底砾岩厚度大，可达500-600m，在构造和火山活动的作用下，裂隙和孔隙较发育，可储存裂隙和孔隙水。

3.4 前震旦系古风化壳受风化程度及构造运动影响有一定的厚度并发育有裂隙，具备裂隙水赋存条件。

3.5 由于火山岩浸入作用，加剧了其周围地层裂隙发育，从电性剖面分析，视电阻率高低变化，认为F55断层上盘，可能有火山岩浸入。

4 结束语

在选定的靶区内开展综合物探工作，确定目标地层起伏形态，地层组合及断裂位置，建立四家区地热结构模型，减少钻探工作的盲目性。综合地面物探工作，地震剖面较好的反映地层的构造发育状况，电法视电阻率曲线剖面呈有规律的变化，反映出地层的结构横向变化确定低阻异常区，为钻探提供指向。综合物探成果虽然确定了地热的有利部位，但对富水性、导水性缺乏更深入的认识，因此今后的地热勘探应加强深层水文地质方面的研究。

参考文献

[1]张文德，等.辽宁省铁法地区地热资源普查物探成果报告[R].沈阳：东北煤田地质局物探测量队，2011.endprint

摘 要：四家子村位于调兵山市西南约4km，东与大兴煤矿相邻。东北煤田地质局物探测量队和101勘探队合作，对勘探区进行深部地热研究，通过勘探手段确定地热井位，成功打出一口地热井，对盆地型地热田生成特点有了进一步认识，对今后辽北地区地热勘探工作具有一定的指导意义。通过区域性地质资料搜集分析、地质调查，圈定地热靶区进行综合物探工作，建立勘探区地热构造地质模型，确定热储的有利部位，指导钻探工作。

关键词：地热靶区；物探方法；地热模型；布井依据；调兵山四家子

1 地热靶区的选定

地热靶区的选定是由城镇开发规划、地区经济发展方向与理想的成热地质条件相结合的产物。

1.1 地域优势

四家子区位于调兵山近郊，交通便利，郊区作为城市扩张的首选方向，为地热资源的开发提供机遇，有助于形成规模型产业；地热资源的开发又影响新型城镇化布局，调整产业结构，为地方经济发展注入活力，地热资源的开发与城市发展起着相互支撑的作用。

1.2 地质资料优势

四家子区位于铁法含煤盆地范围内，为地热勘探空白区。铁法煤田自60年代以来经历多次勘探和广泛开采，积累了丰富的资料。以服务采掘需要的基础地质、水文地质研究程度较高（1000m以浅），对矿区构造形态的分布规律、地层的组合结构、水文地质条件、地温变化有了充分的认识。地质资料的综合研究成果，对深层地热勘探提供了必要基础资料。

1.3 具备地热生成的基本条件

铁法煤田属于断陷盆地，煤田被广泛开采表明浅部不具备地热条，地热的研究主要集中在深部。地热生成需要热源、深部水的富集储存的空间、构造的控制作用等基本条件。

1.3.1 基底埋藏深度大，有助于获得地球深部的传导热量；深部有厚层粗碎屑沉积，为地下水的储存提供空间；铁法含煤盆地位于新华夏系第二沉降带和天山-阴山隆起带的交接复合部位，经历多期构造运动形成一系列断裂和向背斜，并伴有多期火层岩喷发、侵入，构造运动的活跃为地下水的运移提供动力。

1.3.2 铁法矿区开采实践表明（1000m以浅）地层含水性较弱，断层部分含水，火层岩发育，侵入煤层，当砂砾岩层遇到张性断裂和火层岩侵入时矿井的涌水量迅速增加。

从基本构造背景、矿区开采实践表明：火层岩侵入广泛、断裂、裂隙发育，四家子区具备深部热储条件。在现代应力场的作用下部分断层显示张性或张扭性状态，断裂发育、尤其深部断裂发育的地段为地热开发的理想部位。

2 地热构造的基本模型

2.1 地层起伏形态

由地震资料显示勘探区内煤系层的剖面起伏形态为由4条断层（F55、F65、DF1、F49）切割的向斜形态，其中F55断距大于600m。错断煤系地层基底，为勘探区的主要控热断层，见图1。

前震旦系顶界面为受F55断层切割形成抬起与沉降，地层最深为剖面中部，最浅为F55断层下降盘，地层埋深在1300-1900m之间。

2.2 主要热储层

主要的热储层为阜新组底砾岩和古风化壳，阜新组底砾岩赋存于基底上部，深度较大，该段该层段厚度约500-600m左右。以砾岩、砂砾岩为主，分选不好，砾径一般20-25cm，最大1m左右，裂隙、孔隙比较发育，该层埋藏深度大，是很好的热储层。风化壳孔隙发育时，也是良好的地热资源的热储层。

2.3 带状热储

电阻率值下降趋势表现出横向不均匀性，出现相对独立并沿纵向分布的低阻异常区。电性变化的形态及电阻率特征的空间分布，明显的表现与断层构造的相关性，分析认为是在地质（断层）构造的作用下，破坏了岩层的横向结构，使电性发生不均匀的变化，进而使电阻率值呈高低相间的格局分布。尤其在F55断层近低阻异常区显著，异常带较宽，具有带状热储的物性条件，见图2。

3 钻孔位置的确定

根据物探解释成果，在热储理想部位选择孔位，位置在F55断层与阜新组底砾岩和前震旦系古风化壳交汇部位，目的是寻找带状及层状热储地热水，钻孔深度2000m左右，定孔理由有以下几个方面：

3.1 根据已知煤田钻孔平均地温梯度变化，推断当井深达到2000m时，地温可达到63℃。

3.2 F55号断层为同沉积断层，该断裂切割深度大于1500m，在其附近为低阻异常显示，有带状热储的物性特征。

3.3 底砾岩厚度大，可达500-600m，在构造和火山活动的作用下，裂隙和孔隙较发育，可储存裂隙和孔隙水。

3.4 前震旦系古风化壳受风化程度及构造运动影响有一定的厚度并发育有裂隙，具备裂隙水赋存条件。

3.5 由于火山岩浸入作用，加剧了其周围地层裂隙发育，从电性剖面分析，视电阻率高低变化，认为F55断层上盘，可能有火山岩浸入。

4 结束语

在选定的靶区内开展综合物探工作，确定目标地层起伏形态，地层组合及断裂位置，建立四家区地热结构模型，减少钻探工作的盲目性。综合地面物探工作，地震剖面较好的反映地层的构造发育状况，电法视电阻率曲线剖面呈有规律的变化，反映出地层的结构横向变化确定低阻异常区，为钻探提供指向。综合物探成果虽然确定了地热的有利部位，但对富水性、导水性缺乏更深入的认识，因此今后的地热勘探应加强深层水文地质方面的研究。

参考文献

[1]张文德，等.辽宁省铁法地区地热资源普查物探成果报告[R].沈阳：东北煤田地质局物探测量队，2011.endprint