0 引言

 

  地下熱水是具有多種用途的可再生能源和水資源。其應用領域廣泛，在現(xiàn)代浴療、供暖、旅游、發(fā)電等方面具有很高的應用價值，而且無污染，并可持續(xù)利用，是全世界經濟—能源—環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的重要組成部分。目前國外地熱資源的勘探和開發(fā)發(fā)展很快，有的國家的熱儲溫度已經超過300℃，而且設有專門的地熱研究機構。我國地熱資源儲量占全球熱能活力的 7.9%，但目前的開采量不足可開采量的一成，因而開發(fā)潛力巨大。

 

  在地熱資源的勘探中，電法是最主要的勘探方法，但電法存在先天的局限性，那就是電法的體積效應，勘探的深度越深，體積就越大，相應的可靠性就越低。

 

  地震勘探方法正好彌補了電法的這種不足。地震勘探在石油、天然氣和煤炭等領域的應用已經具有了一套較為成熟的理論和方法，在實踐中已經積累了豐富的經驗并取得了豐碩的成果，雖然地震勘探在地熱資源的勘探中應用的還很少，但取得了顯而易見的效果。

 

  1 勘探區(qū)地熱地質特征

 

  1.1 勘探區(qū)地質特征

 

  該區(qū)位于常州凹陷的東北側。正處于常州重力負異常與江陰重力正異常的過渡帶上，上延 2~8km，NW 向重力梯度帶仍很明顯，反映區(qū)域性 NW 向蘇錫常大斷裂與何(橋)－洪(聲)斷裂在高速公路兩側附近通過，斷裂以東地區(qū)上升，中、新生界沉積物厚約 300~1000m，以下即為三疊系青龍灰?guī)r或古生界地層。斷裂以西地區(qū)下降，中、新生界沉積物厚達 1500~2500m 左右。

 

  推測區(qū)內-1000m 以上地層為第四系、第三系和白堊系的砂巖、泥巖沉積，-1000~-1600m 左右為白堊系浦口組礫巖層，-1600~-2500m 左右為白堊系葛村組砂巖、泥巖沉積，-2500m 以下為侏羅系象山砂巖或三疊系青龍灰?guī)r層。

 

  1.2 地熱異常

 

  區(qū)內為第四系全復蓋的平原區(qū)，蓋 層 厚 達1500~2500m，有利于深層保溫，地溫梯度應偏高。

 

  據(jù)怡康井資料，平均地溫梯度為 2.65℃/100m，水溫隨埋藏深度的增加而自然增加，孔深 1500m 時，井底水溫 57.5℃，以溫降梯度 0.5℃/100m 計算，井口出水溫度約 50℃。

 

  區(qū)東高速公路兩側有 NW 向區(qū)域性蘇錫常斷裂和何(橋)－洪(聲)斷裂，斷層落差大，下切地層深，可構成深層熱水富集和向上運移的通道。

 

  青龍灰?guī)r、棲霞灰?guī)r和石炭系灰?guī)r是蘇南主要的巖溶含水層，可構成深層的熱儲層，應作為蘇錫常斷裂及何(橋)－洪(聲)斷裂帶上及斷裂帶以東的主要探查目的層。白堊系浦口組以紫紅色礫巖為主夾砂巖、泥巖，泥質膠結，礫石成分主要為灰?guī)r、砂巖和燧石，組成了以月星廣場為峰頂?shù)墓艥撋?頂深約-50m)。在長期的風化剝蝕過程中，礫巖層孔隙、巖溶發(fā)育，富水性較強，屬孔隙、巖溶承壓含水層。淺層水順礫巖層頂部剝蝕面滲流流入?yún)^(qū)內-1000~-1600m 的礫巖層內，隨埋藏深度的增加，水溫逐步升高至 47~58℃左右，且因蘇錫常斷裂東青龍灰?guī)r層水與地表水相連，水頭較高，地下熱水有可能順井自動升至淺部，有利于地下熱水的開采。

 

  因此，區(qū)內具有一定賦存深層地下熱水的地質條件。本次普查主要是尋找斷層帶水。

 

  2 地震勘探技術

 

  2.1 野外數(shù)據(jù)采集方法

 

  合理選擇各種野外采集參數(shù)，可以有效地抑制干擾，突出有效波，提高對小地質構造的分辨能力，試驗的目的就是研究分析該區(qū)影響地震資料品質的主要因素及提高地震資料信噪比和分辨率的施工方法與技術。因此，必須在理論分析計算的基礎上通過試驗選取最佳的采集參數(shù)與施工技術。

 

  在經過細致的野外踏勘基礎上，又進行了充分的理論論證。本次試驗主要對激發(fā)接收要素進行了試驗。考慮到實際情況和觀測系統(tǒng)設計情況，在CZ-2 線的大號端進行了激發(fā)參數(shù)的試驗，通過試驗選擇了適合于本勘探區(qū)的施工參數(shù)和施工方法。

 

  試驗結論：通過充分的試驗對比，在井深大于20m，藥量 2kg 的情況下，干擾波背景較小，有效波能量較強，頻率較高，能達到本次勘探的要求。

 

  經過野外實地踏勘，收集并分析已有地質資料，綜合考慮勘探區(qū)的地質任務、地形地貌、目的層的賦存深度及構造情況等，根據(jù)試驗結果并結合區(qū)內實際情況，本次勘探采用了固定排列觀測系統(tǒng)，開動 60 道接收，最高 60 次覆蓋，道距 15m，炮距 15m。

 

  儀器的記錄因素和試驗記錄因素相同。

 

  2.2 地震資料處理

 

  本區(qū)的資料處理所 用的處理軟件為法國CGG公司 GeovecturPlus V6.1 軟件包和美國 GreenMountain V5.1 版本的綠山初至折射靜校正軟件。

 

  本勘探區(qū)資料處理的重點是提高深層的信噪比，從而達到對深層地質構造的準確識別。在處理過程中，堅持試處理、批量處理和改善處理三步法。

 

  處理與解釋交互進行，以提高處理成果的質量和解釋成果的精度，達到本次勘探任務的要求。

 

  2.3 地震資料解釋

 

  在收集有關已有的地質資料的基礎上，掌握區(qū)內地質構造規(guī)律，將宏觀的區(qū)域地質構造規(guī)律和本測區(qū)的微觀地質構造規(guī)律相結合。并結合地質勘察任務，對深部資料進行反復對比研究，找出斷裂帶的位置和發(fā)育規(guī)模。

 

  2.3.1 波組特征及主要反射波地質層位的確定

 

  (1)地震反射波地質屬性的確定地震資料解釋的首要步驟，是要確定主要反射波的地質層位，確定出反射波與地質層位的對應關系，給地震反射波賦予其地質屬性。

 

  (2)地震反射波及波組特征

 

  通過對地下地質情況和時間剖面的對比，確定了 4 組波形比較穩(wěn)定的同向軸作為本次資料解釋的輔助層做了連續(xù)追蹤，它們分別是 T0、T1、T2、T3。

 

  由于該區(qū)沒有測井資料，其地層含義尚不清楚。

 

  2.3.2 斷層的解釋

 

  本次勘探的目的主要是查明和掌握大斷層的發(fā)育情況，大斷點常表現(xiàn)為煤層反射波同相軸的突然錯斷、強相位轉換，易于識別，因此比較容易解釋。

 

  在不同線上根據(jù)斷層的波組、差長比等特點對斷點進行組合，如圖 1。

 

  2.3.3 地層的解釋

 

  由于本區(qū)沒有鉆孔資料，給地層的解釋帶來了很大的不便，根據(jù) CZ-1 線的層速度剖面，T0以上為第四系地層，速度小于 2500m/s，結合地震剖面特點，T3可能為奧灰的頂界面，速度在 5000m/s以上。

 

  2.4 地質成果

 

  本次地震勘探主要取得的地質成果是：在常州地區(qū)發(fā)現(xiàn)兩條斷層：KF1 和 KF2，其中 KF1 最大落差約為 100m，KF2 落差約 150m。由于 CZ-2 線斷點不太可靠，僅有 T3層可追蹤，平面位置可能有一定的擺動。T3為奧灰頂界面反射。

 

  3 結論

 

  地震勘探是一種間接的方法，不能直接找到地下熱水資源，但是，它能準確地發(fā)現(xiàn)地質構造，特別是斷層。由于斷層是一個很好的導水通道，是地下熱水資源的富集區(qū)。只要確定了斷層的位置也就確定了地熱資源的富集區(qū)。本次地震勘探發(fā)現(xiàn)的兩條最大落差分別約為 100m 和 150m 的斷層，是本區(qū)內主要的斷層。由于該施工地區(qū)屬于市郊，各種干擾十分嚴重，加之區(qū)內缺少其它地質資料，特別是鉆孔資料，這對我們的解釋帶來了很大的不便。雖然地震勘探方法在地熱勘探中應用較少，而且存在一定的局限性，許多結論有待進一步證實，但地震勘探方法必定會在地熱勘探中發(fā)揮它應有的作用。