地热可行性勘查项目设计书

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1、黑龙江省哈尔滨市依兰县地热资源预可行性勘查项目实施设计书承担单位：黑龙江省水文地质工程地质勘察院编 写 人：史珍珍 刘 玉 刘 天 单位负责人：娄本军总工程师：张 俊提交单位：黑龙江省水文地质工程地质勘察院提交时间：二一五年九月第1章 前言11.1目的任务11.2工作区范围和地理条件2第2章 以往地质工作程度52.1以往区域基础地质与水工环地质工作情况52.2以往地热工作程度52.3以往工作中存在的问题5第3章 区域地质背景及地热地质条件分析73.1区域地质背景73.2地热地质条件11第4章 工作部署124.1总体工作部署124.2人员组织、技术装备13第5章 技术方法及技术要求155.1 1

2、:5万地热地质勘查155.2可控源音频大地电磁测深155.3地球物理综合测井165.4 地热钻探175.5降压试验225.6水样采取与分析225.7长期观测235.8储量计算与评价23第6章 主要实物工作量25第7章 预期成果267.1勘查成果267.2成果报告267.3社会效益分析26第8章 组织机构及人员安排278.1组织管理278.2工期安排278.3人员组成及分工27第9章 项目概算289.1 编制依据289.2 编制结果28第10章 质量保障与安全措施2910.1制度保障2910.2 技术保障2910.3 安全及劳动保护措施29附图：1、黑龙江省哈尔滨市依兰县地热预可行性勘查工程布置

3、图（1：50000）第1章 前言黑龙江省哈尔滨市依兰县地热资源预可行性勘查项目为黑龙江省地热资源调查评价及重点区勘查项目的子课题。黑龙江省水文地质工程地质勘察院承担编写黑龙江省哈尔滨市依兰县地热资源预可行性勘查项目实施设计书。本项目设计工期为2年，预计提交报告时间为2017年10月。1.1目的任务1.1.1 任务来源该项目资金来源为黑龙江省矿产资源补偿费项目。1.1.2 目的任务通过地质调查、地球物理勘查以及钻探与试验、取样测试、动态监测等地质工作，初步查明地热田及其外围地层结构、地质构造、主要热储层特征及埋藏条件，取得代表性计算参数，进行地热资源储量计算与评价，为地热资源试采及进一步勘查与开

4、发远景规划的制定提供依据。根据地热资源勘查规范要求及工作设计，本次工作的主要任务如下：（1）采用1:5万地热地质调查，物探勘查手段，布设3条可控源大地电磁测深勘查线，初步查明地热田及其外围地层、构造、岩浆活动情况，地温异常范围，圈定地热资源有利开发的范围，确定进一步勘查地段。（2）合理布置、施工探采结合井1眼，井深1500m，初步查明其地质结构，地热增温率，热储埋藏深度、岩性、厚度、分布，地热流体温度、压力和化学组分，并通过井产能测试，初步了解热储的渗透性、井的热流产率、温度等。（3）利用地热钻井测试资料及经验参数，采用热储法、解析法等方法计算地热储量，对地热资源开发利用前景做出评价。（4）提

5、交黑龙江省哈尔滨市依兰县地热预可行性勘查报告。1.1.3 工作周期本项目工作周期为两年，施工工期为：2015年10月2017年10月。具体时间安排依据项目批复情况确定。1.2工作区范围和地理条件1.2.1工作区范围依兰县隶属哈尔滨市所辖，其南部与方正县接壤，东与桦南县为邻，西与通河县相靠，北为汤原县。地理座标：东经12911501301140；北纬455140463920之间，全县面积4615.7km2，其中平原面积2625km2。全县设7个镇，11个乡（其中1个朝鲜族乡）。本次工作区位于依兰县西北方向，预可行性勘查区面积为30km2，地理坐标见表1-1。表11 预可行性勘查区拐点坐标拐点经度

6、纬度112929004621302129340046213031293400461900412929004619001.2.2 自然地理概况1.2.2.1 交通位置依兰镇是全县的交通枢纽，同三高速公路和依勃公路横贯全境，北与迎兰朝鲜族乡隔江相望，东与宏克力镇交界，南与团山子乡接壤，西与达连河镇毗邻。 工作区有直通各乡镇和市区的公路，交通较为便利（见图1-1）。图1-1 工作区交通位置图1.2.2.2气象 依兰县属中温带大陆性季风气候，四季分明，春季少雨干旱，夏季炎热降雨集中，秋季凉爽湿润早霜，冬季严寒漫长。多年平均气温3.5，最高气温37.8，最低气温-37.2。无霜期106164天。多年平均

7、降水量525600mm，最小为323.9mm（1979年），最大924.4mm（1994年）。多年平均蒸发量1373.5mm，最小1138.5mm（1956年），最大1656.3mm（1982年）。 1.2.2.3水文县内河流有松花江及其支流牡丹江、倭肯河和巴兰河等；其它小支流和次级支流有勃力河、丹清河、松木河等，多属季节性河流。1.2.2.4地形地貌依兰县地形四周高，中部松花江与牡丹江、倭肯河三大河流汇合处地势低平。该区地势起伏变化较大，地面标高在95-1000m之间。地貌类型有侵蚀剥蚀低山丘陵地形（）、剥蚀丘陵地形（）、剥蚀堆积高平原地形（）、堆积地形（）、熔岩堆积地形（）5种成因类型。工

8、作区位于松花江畔堆积地形的低漫滩区内。（见表1-2）。工作区地貌类型表表1-2成因形态名称分布区域形态特征物质组成堆积地形（）二级阶地1呈条带状分布于依兰以北松花江西侧之地山前缘。阶地面海拔高度在120-140m之间，相对高差小于20m，其前缘多与一级阶地相接或直接与松花江漫滩相连。多呈孤岛状，互不相连，其上为耕地。上更新统冲积黄褐色粉质粘土、黄褐色灰白色砂砾石层。一级阶地2呈条带状较连续的沿松花江、牡丹江、倭肯河两侧分布。地面海拔100-120m之间，相对高差小于20m，多与高平原，二级阶地相接，前缘与漫滩或者河床相连。上更新统晚期顾乡屯组粉质粘土及浅黄色或灰白色砂砾石层。高漫滩3分布在宋金

9、华江和牡丹江两侧。地面海拔90-100m之间，高差小于10m，零星状分布面积不一，切割深度较小。全新统早期粉质粘土、砂、砾、卵石层。低漫滩4沿河床、沟谷两侧分布。地面海拔小于90m，低漫滩面一般高出河床2-4m，地势平坦，多牛轭湖和大片沼泽，多喜水植物，宽度不一，宽者可达4km，窄者不足百米，切割深度很小，均小于5m，易受洪水淹没。全新统晚期砂、砾、卵石层。1.2.3 矿权登记情况经省国土资源厅矿管处探矿权查重审查，黑龙江省依兰县地热资源预可行性勘查区处于黑龙江依舒地堑依兰地区油汽勘查区内。第2章 以往地质工作程度2.1以往区域基础地质与水工环地质工作情况新中国成立后，随着大规模的国民经济建设

10、和工农牧业的生产需要，不同部门为了不同目的对本区及其周边进行了大量的地质勘查、石油勘探、物探航磁等工作，这些工作成果为本次工作提供了基础地质及构造资料，主要包括：（1）1972年黑龙江省革命委员会地质局区测队在19581959年工作基础上，又经过填图（空白区）、找矿等工作实践，编写了L52依兰幅地质、矿产报告。（2）1990年中国人民解放军00914部队编写了1：20万依兰幅水文地质普查报告，阐述了区域水文地质条件。（3）1994年省第二水文地质工程地质大队编写了依兰镇1：5万供水水文地质勘察，提供了城镇区水文地质条件及勘探孔抽水实验资料。（4）1997年依兰县水政水资源办公室编写了依兰县水资

11、源及开发利用现状调查评价报告，提供了地下水开采现状地下水、地表水开发规划资料。（5）2003年本次规划是在省水利厅及省水利设计研究院有关专家的指导下，由依兰县水务局与黑龙江省水文地质工程地质勘察院、哈尔滨水文水资源勘测局共同协作，编写了哈尔滨市依兰县地下水资源开发利用规划报告。以上工作，将区域地层进行了严密的划分，说明地层岩性、厚度和分布范围；阐述了区域的地形地貌情况及分布特征；将区域构造进行划分，简要论述了断裂的形成及其特征；提供了区域侵入岩时代及相关区域地质、水文地质等基础资料。均可作为本次工作重要的地质依据。2.2以往地热工作程度依兰县尚未进行地热资源调查，也没施工过地热钻孔，因此尚未收

12、集到地热资料。2.3以往工作中存在的不足纵观以往的研究成果，前人已在该区区开展了区域地质调查工作和水文地质勘查工作，基本摸清了该区地层、构造、侵入岩、水文地质条件等基础资料。但尚未在该区施工过地热探采结合井，都只限于基础性地质、水文地质研究。这次将在充分分析研究前人资料的基础上，进行1：5万地热地质预可行性勘查和可控源音频大地电磁测深工作，经综合分析研究确定井位，并施工1眼地热探采结合井，验证以往地质工作成果。第3章 区域地质背景及地热地质条件分析3.1区域地质背景3.1.1地层根据1：20万区域地质测量报告依兰县幅，工作区区域地层自下而上揭示的地层依次为侏罗系、白垩系淘淇河组、福民河组、古近

13、系、第四系，见工作区区域地层参数一览表（表3-1）。表31依兰县地层简表界系统地方性地层名称符号厚度（米）新生界第四系全新统晚期Qh25全新统早期7全新统上更新统哈尔滨组56中更新统荒山组Qp、32下更新统大熊山组 100新近系中上新统富锦组Nd？古近系古渐新统宝泉岭组Edl740中生界白垩系上白垩统福民河组上段K2S2483.9下段K2S11994.9下白垩统淘淇河组上段K1t2861侏罗系中侏罗统太安屯组上段J2t21000古生界二迭系中二迭系土门岭组P12tm5003.1.1.1中二叠统土门岭组（P12tm）本区基底主要为二叠统侵入岩（花岗岩）组成，主要岩性为华力西晚期黑云母花岗岩体和白

14、岗质花岗岩体。3.1.1.2中侏罗统太安屯组（J2t）侏罗系不整合于二叠统基底之上，出露于四块石、丹清河林场、梨树沟上游一带，被燕山期晶洞白岗质花岗岩侵入，主要由深灰色流纹斑岩、流纹斑岩质凝灰熔岩、凝灰角砾岩、角岩化安山玢岩等组成；流纹斑岩质凝灰熔岩中常有花岗质砂砾岩包裹体。3.1.1.3白垩系(K)白垩系地层在此处较为发育，分布于低山丘陵地区，根据沉积环境、沉积建造、化石组合特征、上下层位关系等，将其划为：下白垩统淘淇河组和上白垩统福民河组。（1） 淘淇河组（K1t） 岩性为由砂砾岩、砂岩及泥质岩等组成的陆相碎屑岩沉积，可分三部分： 上部（K1t23）：以泥岩、粉砂岩为主，夹中细粒砂岩，厚3

15、32m。 中部（K1t22）：粗中粒砂岩为主，同时有粉砂岩，夹泥质岩，厚468m。 下部（K1t21）：以砂砾岩为主，夹砂岩，厚61m。 总厚大于861m。 该地层不整合覆盖在燕山早期黑云母花岗岩（52b）和斜长花岗岩（052b）之上，被钠长斑岩（）和上白垩统福民河组（K2S1)中性火山岩覆盖。（2） 福民河组（K2f） 由中酸性火山岩组成，根据岩性、沉积特征、喷发旋回可分两段： 上部酸性火山岩段（K2f2），包括了浅黄、玫瑰、灰色、暗紫色的流纹斑岩及其凝灰岩、凝灰熔岩、角砾凝灰岩、熔角砾凝灰岩、火山角砾岩等，厚484m。 下部中性火山岩段（K2f1），并以岩溶为主，分布方向基本为北北东，厚1

16、995m。 福民河组火山岩不整合覆于下白垩统淘淇河组之上，因此其时代应晚于早白垩世。3.1.1.4古近系（R）分布在达连河和道台桥一带，在达连河一带为含煤地层；道台桥一带为新近系砂砾岩层。根据沉积特征、化石组合及含矿性等，分别称宝泉岭组（Edl）和富锦组（Nd）。（1） 宝泉岭组（Edl） 该组不整合覆盖在燕山早期斜长花岗岩（052b）之上，与下白垩统淘淇河组地层成断层接触。煤系地层在断陷盆地内生成之后，受后期构造运动的影响，构成一单斜地层，走向北东和东西，向南倾斜，倾角较缓（1020）。 该组由砂砾岩、砂岩、油页岩、煤页岩、砂质页岩等组成。以稳定的厚层油页岩为标志层，分以下三个岩性段： 下部

17、含煤段（Edl1） 由煤、黑色煤质页岩、油页岩等组成上部层位，富含铝土矿和稀土元素钇；其下为灰黑色、灰绿色、灰白色粗砂岩和花岗质粗砂岩。 中部油页岩段（Edl2） 据岩石组成特点，可分上下两部分： 上部为灰白色砂岩、灰绿色粉砂岩、暗灰色砂质页岩、油页岩互层，油页岩有时减少，厚80100m，其特点是：砂岩成分以石英、长石为主，长石多数高岭土化。粉砂岩含云母片较多。页岩中含砂质颗粒。层面水平或波状，有时见斜层理。 下部为褐色油页岩，致密坚硬，呈块状，具水平层理，焦油率13%（煤层网上10米以内），发热量3000大卡/公斤。该层厚60160m，由西向东变薄，逐渐被砂质页岩所代替，油页岩中产植物化石。

18、 总之本段以微粒及碎屑沉积为主，有机物含量较高，分选较好，具波状及水平层理。厚层油页岩，岩性单一且比较稳定。 上部砂岩段（Edl3） 由砂砾岩、砂岩、砂质页岩组成，按岩性组合特点可分上、中、下三部分： 上部为黄褐色砂砾岩可相变为砂岩，构成本组最顶部层位。砾岩成份多为花岗岩和脉石英，砾径440mm，滚圆较好，胶结松散，胶结物为细砂和粉砂。 中部为灰黑色灰绿色砂质页岩，泥质页岩、灰绿色粉砂岩互层，夹薄层煤页岩。 下部为灰绿色粗砂岩、含砾粗砂岩，有时夹花岗质砂岩。 该段总厚度为200400m。 本段总的特点是以砂岩为主，碎屑较粗，分选不佳，胶结比较松散。（2） 新近系富锦组（Nd） 由弱胶结的砂砾岩

19、组成，玄武岩下部的砂砾岩中还有真象和黄羊等动物化石。3.1.1.5第四系（Q）区内残坡积相，由碎石，土及少数砂粒组成，其中残积层厚12m，坡积层厚25m。全新统堆积层分布在松花江、牡丹江、倭肯河高低漫滩处，岩性上部为粉质粘土、局部含淤泥质粉质粘土下部为砂、砂砾石。上更新统主要分布在阶地与高平原区，岩性为黄土状粉质粘土。中更新统主要分布在高平原地带，岩性上部为粉质粘土，下部为砂、砂砾石。3.1.2侵入岩 区内地质构造运动强烈，岩浆活动频繁，侵入岩分布广，低山丘陵分布有呈基岩盘状的华力西期花岗岩、局部岩脉分布有印支期、燕山早期碱长花岗岩、花岗岩、花岗闪长岩和黑云母花岗岩。3.1.3构造依兰县位于新

20、华夏系第二隆起带张广才岭隆起的北缘，区内东北部出露较大面的下元古界变质岩及中生代以来的局部地区有沉积的碎屑岩，出露的大部为各类火成岩，土门岭组零星出露（见图3-1）。图上可见县区主要受华夏系及华夏式构造系压性断裂与扭形断层影响。压性断裂主要在西部丹清河至双河菜园之间；另一集中带在烟囱山之南至民族乡蜂场附近，此外“依舒地堑”在本区的分布段即松花江两岸地区，走向为北东40左右，长约90km，该断裂据压扭性质。 1.第三纪盆地或凹地；2.下白垩纪盆地或凹地；3.下二迭系；4.下元古代地层各组；5.燕山期花岗岩；6.海西期花岗岩；7.元古代花岗岩；8.未分岩脉；9.辉长岩；10.橄榄角闪辉长岩；11.

21、超基性岩；12.玄武岩；13.白垩纪及侏罗纪未分喷出岩；14.东西向褶断带；15.扭性断层；16.具张扭与压扭双重性断裂；17.旋卷构造压扭性断裂；18.华夏系或华夏式构造体系压性断裂；19.新华夏系构造体系冲断层；20.挤压带；21.褶皱轴向；22.地层界线；23.第四系界线；24.地层产状；25.航磁异常；26.云英岩化；27.高岭土化；28.矽嘎岩化；29.绿泥石化；30.绿帘石化；31.黄铁矿化（凡索线均系隐伏断裂带）图31 依兰县构造体系略图3.2地热地质条件依兰县位于依舒断裂段内，基底花岗岩分布广泛，地质构造运动强烈，深部幔源热源与花岗岩放射性元素蜕变热流为盆地内地热热源。加之地壳

22、薄化，有利于形成高地温场，本区地热田地温梯度为3.24.1 / hm，高于地球表层平均地温梯度值（3.0/ hm），说明该区属地热异常区。在古近系沉积层中，砂地比平均在19.17-33.47%，古近系宝泉岭组煤系地层岩性为粉砂岩、砂岩、砂砾岩，不整合覆盖在燕山早期斜长花岗岩之上，与下白垩统淘淇河组地层成断层接触。该组地层在工作区内连续分布，且沉积厚度较大。下白垩统淘淇河组岩性为由砂砾岩、砂岩及泥质岩等组成。以上两组地层富水性较好为热储目的层。上部覆盖的与之相间分布的泥岩为热储盖层，具有形成地热的良好条件。区内的深大断裂在演化过程中，由于机械磨擦产生部分热量。更为重要的是，深大断裂成为深部地热向

23、上部地层传导的良好通道。工作区寻找的热储目的层为层状热储类型，依舒断裂带地区有望成为1型受深大断裂控制的层状热储地热资源勘查类型。故应在工作区布设物探、地热钻探等工作，以便查明区内构造地质特征及含水控热程度及层状热储分布情况。综上所述，工作区地质特征对地热资源的形成条件较为有利。工作重点应对区内北北东向依舒地堑进行走向及边界、沉积深度的控制，在断裂带内部找到深部层状热储。第4章 工作部署4.1总体工作部署4.1.1布置原则1、坚持地热理论研究与具体地热勘查相结合的原则，全面搜集省内地热勘查成果资料，研究与依兰地区地热条件生成的关联特征。在具体勘查工作中应用先进理论和先进设备，以取得最佳勘探成果

24、。2、工作手段布置坚持先地表后地下的原则，先开展地面地质预可行性勘查及物化探工作，在物化探资料研究解译的基础上布置钻探工作。3、在充分了解工作区地热埋藏情况的基础上，地热钻探工作本着有利于开发利用，有利于地方经济发展的原则，在尊重地质条件的前提下尽量布设在适于开发利用的场地。4.1.2依据规范1、地热资源地质勘查规范（GB/T 11615-2010）；2、可控源声频大地电磁法勘探技术规程（SY/T 5772-2012）；3、大地电磁测深法技术规程（DZ/T 0173-1997）；4、石油电缆测井作业技术规范（SY/T 5600-2010）；5、探井测井处理解释技术规范（SY/T 6451-20

25、00）；4.1.3 技术路线本次预可行性勘查工作在充分搜集工作区地震、地热地质、地球化学和地球物理资料的基础上，开展地面水文地质勘查，对搜集到的资料用地质构造、地热地质、水文地质综合分析方法进行综合处理研究，根据储、盖 、通、源形成地热田四要素的配置条件，预测出有希望的区块，接着用物探方法印证，利用物探综合解译对比，初步建立热储模型，确定勘探孔位，施工探采结合井，取得地热地质有关参数，进行地热资源评价，预测勘查区地热资源开发利用前景。4.1.4 工作布置结合项目目的任务、已掌握工作成果资料及该区地热地质条件，布置如下工作方法与工作量：1、1：5万地热地质勘查 在勘查区内进行，面积为30km。开

26、展地面定点调查，着重调查与地热异常有关的地貌、地层、水文地质、热泉（井）等内容。2、物探工作本次可控源音频大地电磁测深工作使用美国Zonge公司生产的GDP-32多功能电法仪，采用可控源音频大地电磁测深法(简称CSAMT法)寻找热储层、储水储热构造，推断地热异常区的范围。在勘查区布设3条垂直断裂方向的侧线，以控制东西向断裂构造及地层电性变化特征，可根据现场情况在发现异常后调整侧线进行加密工作。共计测线10km，为了获得精细的电性分布，拟布设测点距为100m，总计100个测点。由于测区内有厂区、村子、公路和电网，测线实地布置时按实际情况进行偏移。物探解译成果有助于了解热储层特征，以便确定井位。地

27、热钻探结束后，为了精确的获取地层的各项参数，进行地球物理综合测井（含视电阻率、伽码、自然电位、井斜、井温等项目），结合地质录井资料，确定滤水管位置，并获取探采井及地层的各个参数。3、地热钻探布置原则：1）探采结合井个数根据地热钻探技术规程（DZ/T 0260-2014），施工1眼地热探采结合井。2）地热井位置及深度根据以往工作成果，本次地热钻孔位置定在物探工作圈定的地热富水区，设计井深1500m。4、降压试验 单孔降压试验利用勘查工作施工的地热井进行单孔降压试验，设计单孔降压试验工作量30台班， 5、样品采集利用本次施工的地热钻孔采取地热及矿泉水全分析样2套，稳定同位素样1套，放射性元素分析样

28、1套，气体分析样1套。6、动态监测人工动态监测观测频率为3次/月，观测周期为一个水文年。4.2人员组织、技术装备建立健全的组织机构和各项规章制度，是保证项目顺利进行的先决条件。本项目的组织管理实行项目负责人负责制，设立总项目负责人和技术负责人，由项目负责人组织实施，技术负责人负责项目技术工作。为保证项目顺利完成，将采取如下措施：1、成立以院长、总工程师为首的项目负责人和技术负责人参加的项目管理小组，统一安排、统一指挥生产工作，确保项目生产顺利进行。2、建立健全各项规章制度，做到人员分工明确，任务清晰，采取的措施得当。3、施工队伍人员组成精干，选择业务水平高、工作能力强、野外工作经验丰富的技术人

29、员。拟用于完成本项目的仪器设备见下表。表4-1 拟用于完成项目的仪器设备设备仪器名称单位数量手持GPS台1数码照像机台1笔记本电脑台1台式电脑台1A4激光打印机台1出图仪台1测井仪台1GDP-32可控源音频大地电磁仪台1大地电磁仪台1全站仪台1汽车辆1测斜仪台1ZJ-3000台1第5章 技术方法及技术要求根据本次工作的目的任务及技术路线，确定采用的主要技术方法为：野外地质勘查、可控源音频大地电磁测深、地热探采结合井施工、降压试验、取样化验、动态监测、储量计算与评价等。利用物探和钻探确定热储深度和范围，圈定地层结构、热储埋深及断裂位置与产状，确定单井产能等。5.1 1:5万地热地质勘查在对工作区

30、内石油地质、区域地质、水文地质资料整理研究的基础上，开展1：5万地热地质勘查工作，面积30km。1、工作目的通过详细的地面调查，将取得的成果与物化探及区域成果进行对照分析研究，了解勘查区地热分布特征，确定最佳钻探井位。2、工作方法（1）采用1：5万手图，对区内的地貌、地层岩性、井泉、地表水体、地热井、机民井、泉点、构造显示迹象进行认真调查研究。（2）采用手持GPS进行调查点定位。（3）根据垂直河流水系、追索地貌单元原则，布设路线三条共计14.025km，调查点20个。（4）对各种地质现象进行详细描述，并进行拍照。（5）及时进行综合整理，发现异常要重点调查并进行深入研究。5.2可控源音频大地电磁

31、测深1、方法原理和仪器（1）方法原理可控源音频大地电磁测深法(简称CSAMT法)是以有限长接地电偶极子为场源，在距偶极中心一定距离处同时观测电、磁场参数的一种电磁测深方法。本次采用赤道偶极装置进行标量测量，同时观测与场源平行的电场水平分量Ex和与场源正交的磁场水平分量Hy；然后利用电场振幅Ex和磁场振幅Hy计算阻抗电阻率s;观测电场相位Ep和磁场Hp，用以计算阻抗相位。用阻抗电阻率和阻抗相位联合反演计算可控源反演电阻率参数，最后利用可控源反演电阻率进行地质解释。可控源音频大地电磁测深法标量测量方式是用电偶极源供电，观测点位于电偶源中垂线两侧各15度角组成的扇形区域内。当接收点距发射偶极源足够远

32、时（r3），测点处电磁场可近似于平面波，由于电磁波在地下传播时，其能量随传播距离的增加逐渐被吸收，当电磁波振幅减小到地表振幅的1/e时，其传播的距离称为趋肤深度（），即电磁法理论勘探深度。实际工作中，探测深度（d）和趋肤深度存在一定差距，这是因为探测深度是指某种测深方法的体积平均探测深度，其经验公式为：由此可见探测深度与频率成反比，我们可以通过改变发射频率来达到测深的目的。在实际勘查中，由于发射功率总是有限的，要保证有足够的信噪比，收发距就不能太大。这样往往不可能满足远区的条件，一部分频点可能处于过度区。这时就要进行过度区改正。在进行过度区改正的前提下，要求rmin0.5。（2）仪器技术指标本

33、次野外工作使用美国Zonge公司生产 的GDP-32多功能电法仪。该仪器有八个接收通道，能够完成时域激发极化(TDIP)、频域激发极化（RPIP）、复电阻率法(CR)、瞬变电磁法(TEM)、可控源音频大地电磁测深法(CSAMT)测量，其性能指标为工作频率0.125Hz8192Hz，工作温度-2060，工作湿度5%100%，时钟稳定度51010/24h，输入阻抗10M/DC，动态范围190dB，最小检测信号电压0.03v、相位0.1mard（毫弧度），最大输入信号电压32V，自动补偿电压2.25V(自动)，增益1/865536(自动)。2、方法技术采用赤道偶极装置，点距100m，供电电极距AB1

34、000m，测量电极距MN=50m，收发距R5000m。采用重复观测误差作为质量评价标准，重复观测占总工作量的3%以上，按煤炭电法勘探规范（MT/T8982000）规定，重复观测视电阻率相对均方误差10%。3、测线布设根据掌握的工作区地形、地层及构造情况，布设3条可控源音频大地电磁测深测线，共计10km，测线点距为100m，测点100个。5.3地球物理综合测井地球物理测井是解决有关水文地质、工程地质等问题的手段和依据，是对钻井内实际地质情况有条件地间接反映，通过将测井信息进行深加工，转换成地质信息、工程信息等信息，达到对地热井地层层序进行划分和标定的目的。1、方法原理和仪器（1）方法原理根据地质

35、和地球物理条件，合理地选用综合测井方法，把利用电、磁、声、热、核等物理原理制造的各种测井仪器，由测井电缆输入到井内，使地面电测仪可沿着井筒连续记录随深度变化的各种参数，通过表示这类参数的曲线，来识别地下的岩层，如油、气、水层、煤层、金属矿床等。其主要任务为：利用地球物理测井信息解释评价水层，计算含水岩系的孔隙度、渗透率和含水饱和度。利用测井信息研究热储的生、储、盖组合。利用测井信息研究热储分布状况。（2）仪器技术指标本次测井工作使用大庆石油管理局钻探集团公司测井公司自主开发的HY-1000数控测井仪。2、方法技术根据地热井勘查的实际要求，需要在下表层套管前和下管前均测定标准曲线，主要参数包括井

36、径、井斜、视电阻率（0.25m、0.5m、2.5m）、自然电位、自然伽玛、井温、井底温度、稳态井温测量、声波时差、岩石体密度和中子孔隙度测井等。岩层含水性的定性判断，主要依据井曲线的测井曲线特征，而电性特征是岩石物性、岩性和含水性的综合反映。因此在判断地层的含水性时，一般应将测量井段首先按照地层水矿化度的不同分为不同的解释井段，然后才能对每一个解释井段在充分考虑其岩性特点的前提下进行含水性解释。5.4 地热钻探1、地质设计（1）井号：依热1井（2）井别：地热探采结合井（3）设计井深：1500m（5）目的层：宝泉岭组、淘淇河组热储2、钻探目的及地热地质依据（1）目的在前期物探工作提供井位资料的基

37、础上，施工地热探井，取得地热地质有关参数，完成勘察任务后成井，提供开采利用；实测热储压力、水位、温度、流量（涌水量）、地热流体质量；按设计要求取全、取准样品。地热探井完井工艺复杂，难度大，要把好成井质量关，严防钻井工程事故，避免水层污染，彻底洗井，提高热水产量，作好地热探井工程施工设计，要充分重视在断层破碎带钻探工艺的正确选取，为在加格达奇工作区内寻找具有利用价值的地热田提供科学依据。（2）测井、录井内容及完井资料地球物理综合测井下表层套管前和下井管前均测标准曲线，进行井径、井斜、视电阻率（0.25m、0.5m、2.5m）、自然电位、自然伽玛、井温、井底温度、稳态井温测量和声波时差、岩石体密度

38、和中子孔隙度测井。岩屑录井井队须配备专业的地质录井工程师，对本井钻探中产生岩屑进行严格捞取和描述记录。自井口至500m，每10m取样一次（200克）；自500m至1000m，每5m取样一次（200克）；自1000m至1500m，每4m取样一次（200克）。井队需配备专业泥浆工程师进行泥浆调配和录井工作，合理配置泥浆的粘度和密度，对全井泥浆要做到勤观察，勤维护，勤处理。全井要求每班至少测一次全套性能数据，并做好记录。岩样岩屑：自井口至井底选实物剖面标本保存。完井后应提交的地质资料含测井解释的孔隙度、总孔隙度、含水饱和度、泥质含量、自然电位、声波时差、井径、井斜、地温、水温等资料的钻井综合柱状图；

39、热储层物性测试成果表；钻井降压试验综合成果表；地热流体分析成果表。地质要求一开井径444.5mm，下入339.7mm表层套管至400m，二开井径为273.03mm，钻至1500m，下入177.8m（见图5-1）。技术套管钻至目的层位或设计井深，在水层下入177.8mm缠丝包网筛管柱。底部沉淀管50m。进行全井稳定地压力测量，测量间距50m。0-400m井斜角要小于1，400-1500m井斜角要小于4。进行全井稳定地压力测量，测量间距50m。3、钻井工程设计（1）井身结构设计（表5-2）（2）钻井主要设备(详见表5-3) （3）井身质量要求（详见表5-4）4、钻具组合（详见表5-5）表5-2 井

40、深结构设计项目钻头尺寸（mm）井深（m）套管尺寸（mm）井深（m）水泥返高表层管444.5400339.7400水泥面返至高出地面10m目的层273.031500177.8（4001500）水泥上返至表套内30m表5-3 钻井主要设备一览表序号名称型号载荷功率1钻机ZJ30001620KN2井架JJ156/41.51620KN3天车TC1601600KN4游车YC16201620KN5水龙头LB1401270KN6大钩DG1621620KN7转盘ZP175220KW8绞车JC20368KW9钻井泵SL3NB1300A965KW10柴油机PZ12V190B882KW11发电机GS138L8700

41、KW12电动机PVV800552KW13振动筛YMSD3KW14除砂器CS22502.2KW表5-4 井深质量要求井段（m）井斜角（）全角变化率（/25m）水平位移（m）平均井径扩大率（%）最大井径扩大率（%）04001.011510202540015003.0140351520表5-5 钻具组合井段（m）钻具组合0400444.5mm钻头（346mm钻头）+233螺扶+228.6钻铤+233mm螺扶+228.6mm钻铤+233螺扶+228.6mm钻铤+233mm螺扶+178mm钻铤+159mm钻铤4001500273.03mm钻头+177.8mm钻铤+127mm钻杆5、井控设计开钻时对全体职

42、工进行地质、工程交底，做到地下情况人人清楚。在钻进过程中，要时刻观察泥浆池液面变化，发现异常及时采取措施。钻井及循环过程中，要保证钻井泵上水良好，不抽空气。钻进过程中要严格避免钻头泥包，堵水眼等复杂情况，钻进中要控制钻速，确保井液密度、粘度符合设计要求，不得高粘度打钻。起钻观察井口，每起3柱灌1次钻井液，严禁在井口连续灌入钻井液，如发现灌入钻井液量小于起出钻具体积时，要停止起钻作业，改为下钻或接方钻杆循环。水层井段用档起钻，速度应控制在最低限度。下套管时必须按规定灌好钻井液，中途或下完套管只有在灌满钻井液后方可接方钻杆循环，严禁用方钻杆灌钻井液。在施工中要时刻保持高度的井控意识，防患于未然，及

43、时清除设备隐患，减少空井时间和钻井液静止时间。优选钻头，并加强钻头使用技术，提高钻速，减少水层浸泡时间。5.5降压试验1、降压试验开始前要准确测量静止水位埋深及液面温度，如成井后水头高出地表，则应自井口向上接管，以便准确测量原始水头高度。2、降压试验中稳定流降压采用三个落程，反向降压（S3S1）且S22/3S3，S11/3S3，最大降深的延续时间应不少于48小时。为了求得较为准确的水文地质参数，宜采用小降深降压资料计算水文地质参数，以避免或减少大降深降压时产生三维流的影响造成的误差。3、潜水泵下入深度应保证有足够的水位降深，进而保证产水量。4、在降压过程中，水位、水温、水量必须同步测量，水温读

44、数应准确到0.5，水位的观测选用测线法，使用工具电线、万用表、秒表计时；测量水位同时测量水温。出水量测算采用三角堰箱及钢板尺。测量三角堰箱出水口水头高度，查表获得出水量。5、在降压试验结束前须取全分析水样。6、降压结束时需进行恢复水位观测，观测包括水位及液面温度，观测至降压前静水位为止，收集全部降压试验数据编制综合成果表。7、根据抽水试验及水质分析结果，确定本区地热资源的开发利用前景及本井的合理开采量。5.6水样采取与分析5.6.1样品采集在本次施工钻孔热储层，降压试验期间，取地热流体及矿泉水全分析样2套，稳定同位素样1套，放射性分析样1套，气体分析样1套，以便查明地热流体水化学和同位素特征以

45、及气体成分特征。各类样品的采集要求为：地热流体全分析样采样规格2L,重量约2kg，分析测试项目有：常规成分12项（K+、Na+、Mg2+、Ca2+、HCO3-、Cl-、SO42-等），微量元素23项（铁Fe、铝Al、钒V、钡Ba、锰Mn等），其他分析组分有18项（PH值、总硬度、总碱度、固形物等）。稳定同位素样采样规格1L,重量约1kg，分析测试项目有：D、18O、氚（TU）、Ra、Rn。气体分析样1套，规格1L，分析测试项目有：甲烷、氮气、二氧化碳、乙烷、丙烷和正丁烷等。5.6.2质量要求（1）水样采取采样器或采样瓶需用采样的水冲洗三至四次。取样时应尽量避免或减轻样品与大气发生接触。水样采取

46、量应满足水样分析和检验质量控制要求。（2）水样保存水样采取后应根据分析项目的不同，按要求在现场立即添加保护剂，并对瓶口进行蜡封和粘贴标签。标签应注明样品编号、采样时间、采样地点、水源类型、水温、气温、浊度、测试分析项目、保护剂类型等。采集及保存水样的容器，可用硬质玻璃瓶或聚乙烯瓶；一般情况下两种均可应用，当容器对水样中某种组分有影响时，则应根据要求选用合适的容器；采样和分析的间隔时间尽可能缩短，某些项目的测定应现场进行，但水样保存期不能超过规定时间。水样具体保存方法参照水质采样、样品的保存和管理技术规定（GB1299991）。（3）水样分析水样应及时送达国家认证的实验室，送样时按要求填写送样单

47、（一式两份）。试验室应在10天内完成分析项目的测试。水样化验分析按水质分析有关技术规范执行。5.7长期观测利用施工的1眼探采井进行水位（或涌水量）、水温观测。每十天观测一次，观测一个水文年。5.8储量计算与评价5.8.1热储法对热储层热量的计算（1）热储层中储存热量计算模型QR=CAd（tr-tj） 式中：QR-热储层中储存的热量，J；A-计算区面积，m2；d-热储层厚度，m；tr-热储层温度，；tj-基准温度（即当地地下恒温层温度或年平均气温），；C-热储岩石和水的平均比热容，J/m3；C=ccc（1-）+wcwc 、w-分别为岩石和水的密度，kg/m3；cc 、cw-分别为岩石和水的比热，

48、J/kg；-热储层岩石的孔隙度，无量纲。（3）计算参数确定计算区面积根据勘查区位置，结合地热地质构造图，综合分析确定计算区面积，可靠。热储层厚度根据地热资源地质勘查规范（GB11615-2010）热储盖层的平均地温梯度不少于3/100m或1000m深度以浅获得的地热流体温度不低于40要求，取热储层位，可靠。热储层温度根据勘探钻孔实测热储温度和钾镁、钾钠地热温标法计算热储温度综合确定，可靠。年平均气温根据收集资料，确定该地多年平均气温，可靠。岩石密度、比热、热导率、孔隙度根据地热资源地质勘查规范（GB11615-89）和实验室测定及钻孔物探测井资料确定，可靠。水的比热、密度水的比热取值4.210

49、3J/kg（1kcal/ kg）；水的密度随温度增加而稍有降低，当水温50时，水的密度约为0.9881g/cm3，可靠。5.8.2地热储量计算评价方法地热资源/储量计算重点是地热流体可开采量（包括可利用的热能量）。计算方法依据地热地质条件以及地热田勘查研究程度的不同进行选择。预可行性勘查阶段可采用地表热流量法、热储法、比拟法；可行性勘查阶段除采用热储法及比拟法之外，还可依据部分地热井试验资料采用解析法；开采阶段应依据勘查、开发及监测资料，采用统计分析法、热储法或数值法等计算，并应采用两种以上的方法计算，比较和验证。第6章 主要实物工作量依据本次预可行勘查工作目的、任务及地热资源地质勘查规范(G

50、B11615-2010)和地热资源评价方法(DZ40-85)，布置如下工作量：表61 主 要 工 作 量 表序号工作项目单位工作量备注一地质测量11:5万地热地质预可行性勘查km230预可行性勘查区二物化探1可控源音频大地电磁测深点/km100/10预可行性勘查区2地球物理综合测井m1100三钻探1地热钻探m/眼1500/12降压试验台班30四岩矿试验1地热流体全分析样套2本次施工地热井2微量元素分析套13放射性元素分析套14毒性成分分析套15稳定同位素分析套16气体分析样套1五其它地质工作1钻孔定测点12地质编录m15003钻孔高程测量点14动态观测次/点36/1利用本次施工地热井5设计编写

51、份16报告编写份1第7章 预期成果7.1勘查成果初步查明勘查区及其外围的地层、构造、岩浆（火山）活动情况的基础上，结合地热调查工作，以物化探工作为辅助手段，圈定钻探有利地点，施工1眼地热探采结合井。根据钻井资料，测定地热流体的天然排放量及其化学成分，估算地热田的热储温度和地热田的天然热流量，并探求地热储量，估计地热田开发利用前景。7.2成果报告（1）黑龙江省哈尔滨市依兰县地热资源预可行性勘查项目报告；（2）依热1井完井报告；（3）黑龙江省哈尔滨市依兰县可控源音频大地电磁测深成果报告。（4）相关附图、附表等。1、抽水试验成果图2、钻井综合柱状图3、物探综合成果图附表1、地热井地温测量成果汇总表2

52、、地热流体分析成果汇总表3、地热井试验综合成果表4、物探综合成果表7.3社会效益分析地热资源的开发利用，不仅能获得良好的经济效益，同时，也能获得良好的社会效益。在石油资源与煤炭资源严重匮乏的今天，大力开发地热资源，不仅符合当今世界能源经济发展的趋势，也符合党中央、国务院制定的开发新型能源、建设环境友好型社会的原则和方针。其次，开发地热资源和依托地热资源开发的项目给当地提供了大量的就业机会，缓解了就业压力。且能弥补依兰县地区旅游的空白，对带动加格达奇地区的旅游业发展具有重要意义。另外，地热资源的大力开发，大大提高黑龙江省在国内外的知名度，吸引了大批前来投资兴业者，对促进经济社会的快速发展具有良好

53、的推动作用。第8章 组织机构及人员安排8.1组织管理成立工作领导小组，下设办公室。办公室设置在项目立项单位黑龙江省水文地质工程地质勘察院，成立项目组，具体组织项目的实施工作。建立垂直管理、分级负责的管理模式：项目领导小组、办公室对项目的实施进行检查、监督、指导。项目组具体组织项目的实施，并负责信息反馈，严格执行有关规范，按批准的设计运作。8.2工期安排8.3人员组成及分工项目负责人1人（高级工程师）、技术负责人1人（高级工程师）、分队下设调查组12人、物探组20人，钻探试验组技术人员4人。钻探工人（含机长）54人，行政后勤管理人员2人。合计94人。第9章 项目概算9.1 编制依据1、黑龙江省地

54、质勘查项目预算编制暂行办法（黑财建【2008】141号）2、黑龙江省地质勘查预算标准（2015年）3、黑龙江省地质勘查取费标准4、与黑龙江省地质勘查项目预算编制暂行办法5、国土资源调查预算标准（地质调查部分2010年试用版）6、立项设计书9.2 编制结果如下表所示：本项目经费总预算438.96万元，详见附件：黑龙江省哈尔滨市依兰县地热资源预可行性勘查项目预算书。资金来源为黑龙江省矿产资源补偿费。第10章 质量保障与安全措施10.1制度保障1、建立项目评价制度预评价制度：为提高项目的实施效果，要进行项目实施效果的预评价和可行性论证，以保证项目的科学性、针对性和可操作性。事中评价制度：对于正在开展

55、的项目，要进行项目中评价，主要对项目实施中所出现的问题进行调查研究，在项目运行和实施的全过程中，及时总结经验教训，调整工作方案。事后评价制度：对项目完成后的成果进行评价，把事后评价的信息反馈到未来项目中去，为以后类似工程的开展和有效实施奠定基础。2、项目资金管理制度强化资金管理，项目资金一律实行“三专”制度设立专户、专帐和专人管理，做到专款专用，严格执行报账制度。3、项目监督管理制度为确保项目运作的公开、透明和促进项目能及时、保质、保量完成，必须强化对项目的监督和管理，建立项目的监督管理制度，定期对项目实施情况进行监督检查。另外，明确项目管理者有对项目质量无条件监督、检查的权利。10.2 技术

56、保障提高项目实施的科技含量是保证工作取得成效的重要手段。在具体的实施操作中，要从三个层面建立起技术支撑。一是建立专家支持系统，充分利用外脑、发挥技术权威人士的作用，聘请国内知名的专家、学者做为项目的特别顾问；二是建立科研机构支持系统，请大专院校、科研单位参与项目，提高项目的科技含量，组织科研攻关；三是对年轻技术人员进行定期专业技术培训或选派参加全国地热地质方面技术研讨会，提高专业技能。10.3 安全及劳动保护措施突发安全事故是指火灾、生产施工、机械设备、交通运输、职业中毒、化学危险品和各种设备事故。要以中华人民共和国安全生产法、黑龙江省安全生产事故应急预案管理办法以及相关的法律、法规为依据，并与省局安全生产事故应急救援与调查处理预案相对应、相衔接。坚持以人为本的原则、坚持预防为主的原则、坚持依法规范的原则、坚持统一领导的原则、坚持协同处置的原则，建立健全统一、高效、科学、规范的突发重大安全事故应急指挥、保障、预警和预防控制体系，全面提高我院对各项突发重大事故的应急能力，最大程度地预防和减少突发重大事故及其造成的损害，确保全院职工生产、生命和财产安全。