地热能的勘探开发

2010-11-11 05:42:00

    一、勘探目标

    地热勘探的目标是:识别地热现象;确定有用的生产性地热田的存在;估计资源储量;确定地热田的类型;确定生产区域;用地热田的钻探井试采,确定流体含热量;编制主要的原始数据,用于与未来可能的观察结果进行对照;确定预开发的环境影响评价参数;获得地热田开发期间对可能引起问题所有特性的认识。

    取决于许多因素的每个目标都相当重要,其大多数都与资源本身有关。这些目标包括预先考虑的利用方式、可采用的技术、经济性,以及场所、位置和时间,所有这些都会影响开发程序。

     二、勘探方法

    1.地质和水文地质研究

    地质和水文地质研究是所有勘探程序的起点,而且它们的基本功能是对所定地区勘探位置的认定与扩展,并推荐对这些地区勘探的最合适的方法。地质和水文地质研究,在其后的地热研究的所有阶段,直到正确确定勘探位置与确定探井井位中,都具有重要的作用。它们还为解释用其它勘探方法所得数据,以及最终建立地热体系仿真模型与估计资源潜力,提供信息背景。从地质与水文地质研究中所获得的资料还可以用于生产阶段,为储层与生产工程师提供宝贵的信息。采用好的勘探程序与有效的研究相配合,可能相对减少勘探时间与费用。

    2.地球化学勘探 ( 包括同位素地球化学)

    地球化学勘探 ( 包括同位素地球化学)对确定地热体系为热水为主,抑或蒸汽为主,估计预计深度处的最低温度,估计水供应的均匀性,推断深层流体的化学特性,以及确定补给水源,是一个有效的办法。在回注阶段和工业利用阶段出现的问题(如流体化学成分的变化、在管道和工厂装置里的腐蚀与结垢、环境影响),也会提供有价值的信息,以避免或应对这些问题。地球化学勘探过程由地热显示(温泉、喷气孔等)或试验区探井的水和气体取样与化学和/或同位素分析组成。因为地球化学勘探为编制勘探计划提供了有用的资料,而且成本相对于其它更复杂的方法(如地球物理勘探法)比较低,故在继续使用其它费用更高的方法进行勘探之前,应尽可能使用地球化学勘探技术进行勘探。

    3.地球物理勘探

    地球物理勘探是从地面或从接近地面的一定深度,针对目标间接地获取深层地质构造的物理参数。这些物理参数包括温度(热勘测)、电导率(电测和电磁法勘测)、弹性波传播速度(地震勘测)、密度(重力勘测)、磁化率(地磁勘测)。这些技术中有一些(如地震法、重力法和地磁法),是石油勘探中采用的传统方法,可以在深层可能构成地热储层的地质构造的形态、大小、深度和其它重要方面提供有价值的信息,但它们对这些构造实际上是否包含流体却几乎不能提供信息,而勘查的主要目的正是要获取这种信息。因此,这些方法更适宜在确定探井井位之前的勘探最后阶段,用以进行更详细的解释。地热流体在地质构造中存在的信息可以用电测和电磁勘测法获得,这些方法比其它探测这种流体存在与其温度变化的方法更灵敏。这两种方法已得到广泛的应用,并取得了满意的结果。大地电磁法是近年来得到很大改良的,利用太阳磁暴产生的电磁波进行电磁勘测的方法,而且现在已能够提供可供使用的广泛频谱,尽管它需要尖端的仪器装置,而且对都市区的本底噪声比较敏感。大地电磁法的主要优势,是可以用于确定比使用电测和其它电磁勘测技术能够达到的更深层的构造。最近开发出的受控源音频大地电磁法,采用人工诱导波代替自然电磁波。这种技术穿透深度较浅,但它快速、便宜,而且能够提供远比传统大地电磁勘测法更详细的资料。热技术(温度测定、确定地热梯度和地热流量)常常能够为确定储层顶部温度提供较好的近似值。地球物理技术费用昂贵,为了降低费用,由地球物理学家与地质学家协作,谨慎选择地球物理勘探方法是极其重要的。

    4.钻勘探井

    钻勘探井是所有地热勘探过程中的最后一个阶段,而且是确定地热储层真实特性,从而评估其潜力的唯一办法。勘探井提供的资料能够验证所有假设和按地面勘探结果精心描绘的模型,并确定储层的生产能力,以及所包含的、将得到利用的相应流体及其相应特性。因此,探井的井位应非常谨慎地确定。

勘探程序在拟定地热勘探计划之前,必须搜集所有现存的地质、地球物理和地球化学资料,并综合所研究地区与毗邻地区内所有有用的,有关水、矿产和石油资源先前的资料。这些信息常常在确定地热勘探目标方面起到重要作用,并可能大大降低勘探费用。勘探程序通常是按计划逐步开发程序——勘察、预可行性研究与可行性研究——的基础。在每一个阶段中,逐步排除希望较小的区块,集中研究最有希望的区块。开发计划使用的这种方法也变得越来越先进和更为详细。整个计划的规模和预算,应与它的目标、希望找到的资源的重要性,以及计划利用的方式相称。计划的时间表应具有柔性,并应能够按每个阶段的各种勘探结果进行再评估。同样,地质-地热模型应逐步进行更新和改善。勘探程序的这种再评估周期,理论上应排除按照每个阶段得到的结果所导致的、任何不必要的作业和插入其它作业。勘探作业数量与规模的任何明显减少,都会导致费用的减少,同时也会使误差与失败的风险增加。相反,为减少失误的风险,应增加总成本。地热勘探计划成功的经济性,取决于这两者之间的平衡适当。

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