[發明專利]一種識別火山區域高溫水熱地熱田的方法及識別系統

有效

• 申請號: 202011073833.2
• 申請日: 2020-10-09
• 公開（公告）號: CN112180462B
• 公開（公告）日: 2021-10-26
• 發明（設計）人: 程萬強;蔣恕;張天宇;王敬勇;霍康杰
• 申請（專利權）人: 中國電建集團華東勘測設計研究院有限公司;中國地質大學（武漢）
• 主分類號: G01V11/00
• 分類號: G01V11/00
• 代理公司: 北京金智普華知識產權代理有限公司 11401
• 代理人: 楊采良

本發明屬于火山區域信息識別技術領域，公開了一種識別火山區域高溫水熱地熱田的方法及識別系統，提供一種判別火山區域高溫水熱地熱田是否適合水熱發電的量化指標，該量化指標在目前地熱田勘探識別研究中心較少涉及，具有一定的創新性。首先，從地表熱顯示初步判定為哪種地熱田類型，再通過重磁異常和大地熱流值進一步量化判定其所屬地熱田類型及圈定地下勘探范圍，而后進行斷層發育情況識別，結合儲蓋層巖性的定性分析與大地電磁所測得電阻率的定量分析，最終圈定相應類型的適合水熱發電地熱田范圍。本發明多參數聯合判定，定量分析與定性分析相結合，盡可能準確判定地熱田是否適合水熱發電。

技術領域

本發明屬于火山區域信息識別技術領域，尤其涉及一種識別火山區域高溫水熱地熱田的方法及識別系統。

背景技術

目前，地熱作為一種清潔能源，在經濟發展與能源轉型過程中正發揮著越來越重要的作用。大力開發利用地熱資源，對于調整能源供應結構、緩解能源供應壓力、保障能源供應安全以及促進地區經濟發展具有重要的作用。

目前，在全球能源框架中，地熱能作為利用系數最高的能源，美國、印尼、菲律賓、土耳其、新西蘭等國家已經實現了商業化水熱發電，其年利用總熱容量高達11675MW。

目前已知環太平洋帶和東非裂谷區為火山頻繁活動的區域，其中環太平洋帶，據歷史資料記載全球現代噴發的火山這里占80％，主要發生在北美、堪察加半島、日本、菲律賓和印度尼西亞，其中的印度尼西亞被稱為“火山之國”，包括蘇門答臘、爪哇等諸島構成的島弧-海溝系，火山近400座，其中129座是活火山，這里僅1966-1970年5年間，就有22座火山噴發，其總發電裝機位居世界第3。東非裂谷，大陸最大裂谷帶，分為東西兩支：東支南起希雷河河口，至紅海北端，長約5800公里；西支南起馬拉維湖西北端，至阿伯特尼羅河谷，長約1700公里。西裂谷系統近代火山活動集中在烏干達-盧旺達-扎伊爾邊界，自1912-1977年就有過13次火山噴發，其中尼拉貢戈火山至今仍在活動；東裂谷系統近代火山活動主要為埃塞俄比亞、坦桑尼亞和肯尼亞境內，其中肯尼亞境內的特雷基火山，在80-90年代間也曾多次噴發，肯尼亞作為非洲地熱資源開發利用的龍頭，地熱發電站占全國總發電裝機的一半以上，位居全球第9。

在地熱學研究中，國外學者經過長期研究和實踐在理論和應用技術研究方面取得了重要進展，在地熱資源的形成機制和地熱系統類型及特征構成了相對完善的知識體系。通過對基礎理論的長期研究和沉淀，各國正在逐步開展對地熱資源勘探方法的研究，其中對于區域地熱異常，傳統的勘查方法主要有地球化學勘探、地球物理勘探以及鉆探等，但迄今為止，在地熱資源在勘探和評價中尚未形成一個識別適合水熱發電的典型高溫地熱資源體系。

通過上述分析，現有技術存在的問題及缺陷為：

(1)現階段，高溫水熱型地熱田勘探技術已經比較成熟，可以獲得較為詳細的地質數據，如地表熱顯示、斷層發育特征、重磁異常和巖層巖性電性等，但事實上各個參數之間的分析相對較為獨立，多數時候只能指示某地區是否存在高溫地下流體，而不能確定其是否適合水熱發電。

(2)地表熱顯示多數時候僅作為地熱勘探初期尋找有利區的一個地表現象，當進一步深入勘探時，僅作為水文地質分析時的取水樣地，而不會作為參數參與地熱田分析，往往是被忽略的存在。

(3)行業內公認高溫地熱發育區為負磁力異常，但并非所有磁力負異常區都是適合水熱發電的區域，需要結合斷層發育特征、重力異常以及大地熱流值等情況綜合分析。但現階段，學者們多數僅僅將重磁異常情況與大地熱流值結合圈定地下高溫流體，未將地熱田內導水斷層發育情況、斷層組合關系等地熱田地質特征與重磁異常和大地熱流值結合起來。

(4)利用大地電磁技術手段測量地下高溫流體的電阻率是目前最為常見，也較為精準的技術手段，可以識別出地下高溫流體的分布情況及相應的電阻率，但卻很少將成藏條件，如儲蓋組合、地層巖性等與之聯系起來，這樣圈定的地熱田范圍，可能由于儲層品質較差或者蓋層保溫效果不好而沒有較大的經濟價值。

解決以上問題及缺陷的難度為：