CSAMT法视电阻率异常的精细解译在地热勘查中的应用效果

摘要：本文根据CSAMT法视电阻率反演断面图對剖面深部构造破碎带进行了精细的推断解译，通过钻探成井验证，表明该处实际含水、破碎层位变化情况与物探推断结果吻合较好，这说明物探推断解释是合理、准确、有效的。视电阻率拟断面图中的等值线突变、局部扭曲、低阻异常范围的变化特别是局部的细小变化等特征，是物探解译的重要信息，应引起重视，并结合地质条件进行综合推断解释。

关键词：地热；断裂破碎；低阻异常

引言

通过在辽宁省铁岭市某地段开展地热普查工作，在工作区布置地质填图、重力、磁法剖面测量、视电阻率联合剖面测量、可控源剖面测量工作，通过综合解译，推断出北东向断裂一条，倾向为南倾，倾角较陡，与地质图上的已知断裂的走向、倾向基本吻合。根据视电阻率断面图对深部地层进行了初步的划分和定性解释。最终实施一眼地热探采结合井，钻孔实际含水破碎层位情况与物探推断结果吻合较好，结果表明本次物探工作推断解释是合理、准确、有效的。

1矿区水文地质条件

普查区出露地层主要为中元古界蓟县系雾迷山组、铁岭组和上元古界震旦系殷屯组及第四系（Q4）。根据工区地质资料，这一地区的地热受深大断裂控制，地幔热能沿深大断裂向上传导，经主干断裂和次级断裂传到第四系地层底部。本地的地下热水沿构造裂隙向上传导到地层浅部，形成一定的地下热水[1]。

2视电阻率等值线特征与构造破碎带的推断解释

L2剖面的CSAMT法断面图的1900～2100点的范围内是一个略向南倾、近直立的低阻异常带，推断为构造破碎带。其左右两侧形成“八”字型等值线梯度带，右侧梯度带较为光滑顺直，间隔相对均匀，左侧梯度带相对杂乱，出现多处局部扭曲突变。这些低阻异常边缘的等值线扭曲成为推断断裂破碎的重要依据。

第一层：在标高-350—580m段，在浅部标高0m下方，钻孔周围，原本近水平的等值线转变为“n”字型分布，一直向深部延伸，形成近直立的低阻条带，本层深度段内低阻条带宽约200m，两侧为完整的相对高阻地层，推断为断裂破碎的顶部，破碎程度不高。

第二层：标高-600m—800m段，低阻条带的左边缘等值线出现扭曲，使得低阻带宽度变大100m以上，推断是含水破碎带引起的相对低阻，其在断面图中被放大的效果，根据电磁波传播原理及电法正演计算结果，表明在视电阻率等值线图中，岩（矿）体所产生的低阻异常范围比岩（矿）体本身要大很多，因为低阻异常源会对其周围区域的电磁场分布造成一定的影响，异常幅值越高，影响范围越大[2]。因此推断此处破碎程度较高。

第三层：在标高-1400m附近，低阻异常左侧边缘的等值线突然转为水平方向，将低阻异常范围向左侧扩大100m以上，推断认为是含水破碎带引起的低阻在断面图中被放大的表现。因此，推断此处破碎程度较高，含水性较好，电阻率较低，推断为含水破碎带的依据较为充分，同时，根据地热增温率推算该深度的水温较为理想，因此该层位是较为理想的热储目标层位。

第四层：标高-1800～-2100m段等值线线扭曲的相对更加剧烈，在标高-1950m附近出现局部低阻封闭圈，电阻率数值上变得更低，但低阻异常范围变化不大，推断该深度段亦为断裂破碎带的反映，该低阻中心可能为其深部高阻引起的假低阻过渡带，因此认为该破碎带可能为岩性互层引起的。

3地热井测井结果

施工地热探采结合井一眼，钻井总进尺2501.22m。抽水试验结果表明，ZK1地热探采结合井井口水温31℃、最大出水量800t/d。钻探记录和测井成果显示在深度400-700m、1600-1800m、2000-2400m有三处含水层：

第一层和第二层400-700m：视电阻率测井曲线数值反映在210-230Ωm，与上下围岩视电阻率500-600Ωm相差300-400，形成相对低阻层，含破碎带可能性较大。声波时差测井曲线出现大幅度跳跃，数值反映在55-271μs/m范围内波动，推测此段孔隙度增大，含破碎带可能性较大。井径测井曲线反映此段为扩径现象，扩径范围在30-50mm范围内波动，推测为破碎带引起的扩径现象。自然电位测井曲线数值反映在125至159mv范围内波动。自然伽马测井曲线数值反映362-398m为一个层位，数值在21-82API范围内波动，398-402m为一个层位，数值在78-123API范围内波动，由此推断396-402m为岩性接触层位，含破碎带可能性较大。在钻探施工过程中，下入钻具通井时，下至井深721米处遇阻，开始进行划眼，划至井深752米后钻柱被卡死。经分析为孔内破碎带坍塌导所致。此处井温测井曲线反映平稳，地热增温率1.5℃/百米。故推测此段为岩性接触引起的破碎带，含热水的可能性不大。

第三层1600-1800m：视电阻率测井曲线数值反映在140-180Ωm左右，与上下围岩视电阻率320-350Ωm相差约200，形成相对低阻层，含破碎带可能性较大。声波时差测井曲线出现大幅度跳跃，数值反映在15-315μs/m范围内波动，推测此段孔隙度增大，含破碎带可能性较大。井径测井曲线反映此段为扩径现象，扩径范围在58-88mm范围内波动，推测为破碎带引起的扩径现象。自然电位测井曲线数值反映在-30至-20mv范围内波动。自然伽马测井曲线数值反映1730-1766m为一个层位，数值在60-90API范围内波动，1766-1904m为一个层位，数值在4-26API范围内波动，由此推断1766-1797m为岩性接触层位，含破碎带可能性较大。对应此处井温地热增温率2.4℃/百米，明显大于井中各段层位地热增温率。故推测此段为岩性接触引起的破碎带，含热水的可能性较大。

第四层2000-2400m：视电阻率测井曲线数值反映在281-534Ωm范围内变化，为中阻夹相对低阻层位，推测可能由岩性互层引起的电阻率变化，含破碎带的可能性较大。声波时差测井曲线出现杂乱变化，数值反映在48-167μs/m范围内波动，由此推测此段孔隙度大小不一，含破碎带可能性较大。井径测井曲线反映此段部分为扩径现象，扩径范围在20-81mm范围内波动，推测为破碎带引起的扩径现象。自然电位测井曲线数值反映在330至380mv范围内波动。自然伽马测井曲线数值反映此段岩性杂乱，数值在2-72API范围内波动，由此推断2249-2388m为岩性互层，含破碎带可能性较大。此处井温测井曲线反映平稳，地热增温率0.9℃/百米。故推测此段为岩性互层引起的破碎带，含热水的可能性不大。

3结论

物探推断解释与钻孔实际含水层位情况吻合较好，该井的成功，验证了该物探工作方法的有效性及推断解释的合理性。在今后的解译工作中，应重视视电阻率拟断面图中的等值线突变、局部扭曲、低阻异常范围的变化等特征，结合地质条件进行综合推断解释。

参考文献：

[1]刘畅，辽宁省铁岭市范家屯水库地段地热资源普查报告[R].2014，11

[2]蒋丽丽，关于物探数据处理与解译的几点认识[J].中国地质协会论文集.2015