高温地热田综合地球物理勘探系统及地热甜点区评价方法技术方案

本发明专利技术提出了高温地热田综合地球物理勘探系统及地热甜点区评价方法，大面积红外线遥感测量和放射性测量，在高地表温度和高放射性区域进行三分量地震纵波和地震横波数据采集、地面三维宽频大地电磁数据采集、地面高密度三维重力数据采集。利用高温地热田探区内钻井中的测井和DAS

【技术实现步骤摘要】
高温地热田综合地球物理勘探系统及地热甜点区评价方法


[0001]本专利技术属于地球物理勘探
，具体涉及一种高温地热田综合地球物理勘探系统及地热甜点区评价方法。

技术介绍

[0002]地热资源是一种十分宝贵的综合性矿产资源，其功能多，用途广，不仅是一种洁净的能源资源，可供发电、采暖等利用，而且还是一种可供提取溴、碘、硼砂、钾盐、铵盐等工业原料的热卤水资源和天然肥水资源，同时还是宝贵的医疗热矿水和饮用矿泉水资源以及生活供水水源。
[0003]关于地热的来源，有多种假说。一般认为，地热主要来源于地球内部放射性元素蜕变放热能，其次是地球自转产生的旋转能以及重力分异、化学反应，岩矿结晶释放的热能等。在地球形成过程中，这些热能的总量超过地球散逸的热能，形成巨大的热储量，使地壳局部熔化形成岩浆作用、变质作用。现已基本测算出，地核的温度达6000℃，地壳底层的温度达900－1000℃，地表常温层(距地面约15米)以下约15公里范围内，地温随深度增加而增高。地热平均增温率约为3℃/100米。不同地区地热增温率有差异，接近平均增温率的称正常温区，高于平均增温率的地区称地热异常区。地热异常区是研究、开发地热资源的主要对象。地壳板块边沿，深大断裂及火山分布带等，是明显的地热异常区。
[0004]地热资源的成生与地球岩石圈板块发生、发展、演化及其相伴的地壳热状态、热历史有着密切的内在联系。特别是与更新世以来构造应力场、热动力场有着直接的联系。从全球地质构造观点来看，大于150℃的高温地热资源带主要出现在地壳表层各大板块的边缘，如板块的碰撞带，板块开裂部位和现代裂谷带。小于150℃的中、低温地热资源则分布于板块内部的活动断裂带、断陷谷和坳陷盆地地区。
[0005]根据地热资源的分布特征，虽然地下的温度随着深度的增加逐渐升高，但是如果地热资源埋藏太深，没有足够的地下水补给通道，通过抽取地下高温热水或高温水蒸气到地面来开发利用地热能资源的成本太高，没有办法实现经济高效的地热能资源大规模开发。因此需要综合利用多种不同的地球物理探测技术来勘探发现地热平均增温率高(>3
°
/100米)、埋深较浅、断层裂缝发育、周边地下水补给充足的高温地热田区域，才能低成本高效率的开发地热资源。

技术实现思路

[0006]为实现综合利用多种不同的地球物理探测技术来勘探发现优质的高温地热田区域的目的，本专利技术提出了高温地热田综合地球物理勘探系统及地热资源甜点评价方法，其具体技术方案为：
[0007]高温地热田综合地球物理勘探系统，包括异常区探测系统和综合地球物理数据采集系统；
[0008]所述的异常区探测系统为航空或地面大面积布设的红外线遥感测量和放射性测
量系统；
[0009]所述的综合地球物理数据采集系统，包括地面数据采集子系统，或为地面数据采集子系统与井下数据采集子系统组成的井地联合数据采集系统；
[0010]所述的地面数据采集子系统，包括地面铠装光缆和多个地面三分量检波器，所述的地面铠装光缆内布设有单模光纤；所述单模光纤的尾端上安装了消光器；单模光纤与DAS/DTS复合调制解调仪器连接；沿三维测网的地面测线开挖浅沟，所述的地面铠装光缆埋置在浅沟内，多个地面三分量检波器沿地面测线等间距布设；
[0011]所述的井下数据采集子系统，包括井下铠装光缆和多个井下三分量检波器，所述井下铠装光缆内布设有单模光纤和多模光纤；所述单模光纤的尾端上安装了消光器；井下铠装光缆的单模光纤与DAS/DTS复合调制解调仪器的DAS信号输入端连接，多模光纤与DAS/DTS复合调制解调仪器的DTS信号输入端连接；所述井下铠装光缆布设在钻孔的套管外或套管内或套管井内的管柱外，多个井下三分量检波器等间距布设在套管内；
[0012]所述的综合地球物理数据采集系统，还包括地面宽频大地电磁数据采集系统，震源，地面高精度重力测量仪器；地面宽频大地电磁数据采集系统按照三维测网等间距逐点布设，所述地面高精度重力测量仪器按照三维测网等间距逐点布设；所述震源按照三维震源激发网等间距逐点布设。
[0013]具体的，所述震源包括地面纵波震源和地面横波震源，所述的地面纵波震源为炸药震源或可控震源或气枪震源或重锤震源或电火花震源中的一种，所述地面横波震源为可控横波震源；所述震源的点间距为12.5米，或25米，或50米，线间距为25米、50米，或100米。
[0014]所述的地面三分量检波器的点间距为6.25米，12.5米，或25米，线间距为12.5米，25米、或50米。
[0015]所述地面宽频大地电磁数据采集系统包含音频大地电磁AMT和大地电磁MT数据采集模块，地面宽频大地电磁数据采集系统的点间距为250米或500米，测线间距为250米或500米。
[0016]所述地面高精度重力测量仪器的点间距为100米或200米，测线间距为100米或200米。
[0017]进一步的，所述的地面铠装光缆的单模光纤，为安置在柱状弹性体上的三分量分布式光纤声波传感光纤，或为按照螺旋管方式绕制在圆柱状弹性体上的螺旋光纤；所述的单模光纤为高灵敏度抗氢损的参杂芯或纯硅芯碳涂敷单模光纤；
[0018]所述的井下铠装光缆的单模光纤，为安置在柱状弹性体上的三分量分布式光纤声波传感光纤，或为按照螺旋管方式绕制在圆柱状弹性体上的螺旋光纤；所述的多模光纤为井温测量用的耐高温多模光纤；所述的多模光纤为耐高温高灵敏度抗氢损的参杂芯或纯硅芯碳涂敷的多模光纤；所述的单模光纤为耐高温高灵敏度抗氢损的参杂芯或纯硅芯碳涂敷的单模光纤。
[0019]利用上述的高温地热田综合地球物理勘探系统进行地热甜点区评价方法，包括以下步骤：
[0020]S1、在潜在高温地热田勘探区域布设异常区探测系统，对异常区探测系统的红外线遥感测量和放射性测量数据进行处理，圈定高地表温度和高放射性的异常区；
[0021]S2、在异常区内布设综合地球物理数据采集系统；
[0022](A)如果所述的综合地球物理数据采集系统为地面数据采集子系统：
[0023]在每个预先布设好的震源位置，分别用纵波震源和横波震源进行激发，地面数据采集子系统进行地面三维三分量地震纵波数据和地震横波数据采集；
[0024]对地面三维三分量地震纵波数据和地震横波数据分别进行处理，获得地下岩层的三维纵波速度分布，三维横波速度分布，提取三维纵波波阻抗，提取三维横波波阻抗，计算地下三维空间纵横波速度比，计算地下三维空间泊松比，分别进行地下地质构造的精细反射纵波和反射横波偏移成像；
[0025](B)如果所述的综合地球物理数据采集系统为井地联合数据采集系统：
[0026]进行井地联合三维三分量地震纵波和地震横波数据采集，DAS/DTS复合调制解调仪器还采集井下铠装光缆记录的三分量地震纵波数据和三分量地震横波数据，地面三分量检波器、井下三分量检波器同步采集由震源激发的地震信号，DAS/DTS复合调制解调仪器和井下铠装光缆内的多模光纤同时本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.高温地热田综合地球物理勘探系统，其特征在于，包括异常区探测系统(1)和综合地球物理数据采集系统；所述的异常区探测系统(1)为航空或地面大面积布设的红外线遥感测量和放射性测量系统；所述的综合地球物理数据采集系统，包括地面数据采集子系统，或为地面数据采集子系统与井下数据采集子系统组成的井地联合数据采集系统；所述的地面数据采集子系统，包括地面铠装光缆(21)和多个地面三分量检波器(51)，所述的地面铠装光缆(21)内布设有单模光纤；所述单模光纤的尾端上安装了消光器(4)；单模光纤与DAS/DTS复合调制解调仪器(7)连接；沿三维测网的地面测线开挖浅沟，所述的地面铠装光缆(21)埋置在浅沟内，多个地面三分量检波器(51)沿地面测线等间距布设；所述的井下数据采集子系统，包括井下铠装光缆(22)和多个井下三分量检波器(52)，所述井下铠装光缆(22)内布设有单模光纤和多模光纤；所述单模光纤的尾端上安装了消光器(4)；井下铠装光缆(22)的单模光纤与DAS/DTS复合调制解调仪器(7)的DAS信号输入端连接，多模光纤与DAS/DTS复合调制解调仪器(7)的DTS信号输入端连接；所述井下铠装光缆(22)布设在钻孔的套管外或套管内或套管井内的管柱外，多个井下三分量检波器(52)等间距布设在套管内；所述的综合地球物理数据采集系统，还包括地面宽频大地电磁数据采集系统(3)，震源(6)，地面高精度重力测量仪器(8)；地面宽频大地电磁数据采集系统(3)按照三维测网等间距逐点布设，所述地面高精度重力测量仪器(8)按照三维测网等间距逐点布设；所述震源(6)按照三维震源激发网等间距逐点布设。2.根据权利要求1所述的高温地热田综合地球物理勘探系统，其特征在于，所述震源(6)包括地面纵波震源和地面横波震源，所述的地面纵波震源为炸药震源或可控震源或气枪震源或重锤震源或电火花震源中的一种，所述地面横波震源为可控横波震源；所述震源(6)的点间距为12.5米，或25米，或50米，线间距为25米、50米，或100米。3.根据权利要求1所述的高温地热田综合地球物理勘探系统，其特征在于，所述的地面三分量检波器(51)的点间距为6.25米，12.5米，或25米，线间距为12.5米，25米、或50米。4.根据权利要求1所述的高温地热田综合地球物理勘探系统，其特征在于，所述地面宽频大地电磁数据采集系统(3)包含音频大地电磁AMT和大地电磁MT数据采集模块，地面宽频大地电磁数据采集系统(3)的点间距为250米或500米，测线间距为250米或500米。5.根据权利要求1所述的高温地热田综合地球物理勘探系统，其特征在于，所述地面高精度重力测量仪器(8)的点间距为100米或200米，测线间距为100米或200米。6.根据权利要求1所述的高温地热田综合地球物理勘探系统，其特征在于：所述的地面铠装光缆(21)的单模光纤，为安置在柱状弹性体上的三分量分布式光纤声波传感光纤，或为按照螺旋管方式绕制在圆柱状弹性体上的螺旋光纤；所述的单模光纤为高灵敏度抗氢损的参杂芯或纯硅芯碳涂敷单模光纤；所述的井下铠装光缆(22)的单模光纤，为安置在柱状弹性体上的三分量分布式光纤声波传感光纤，或为按照螺旋管方式绕制在圆柱状弹性体上的螺旋光纤；所述的多模光纤为井温测量用的耐高温多模光纤；所述的多模光纤为耐高温高灵敏度抗氢损的参杂芯或纯硅芯碳涂敷的多模光纤；所述的单模光纤为耐高温高灵敏度抗氢损的参杂芯或纯硅芯碳涂敷
的单模光纤。7.地热甜点区评价方法，其特征在于，采用权利要求1到6任一项所述的高温地热田综合地球物理勘探系统，包括以下步骤：S...

【专利技术属性】
技术研发人员：苟量，余刚，王熙明，夏淑君，安树杰，宋喜林，刘雪军，肖梦雄，
申请(专利权)人：中油奥博成都科技有限公司，
类型：发明
国别省市：