尋找地?zé)峥碧街械摹疤瘘c”

“甜點”一詞是從國外油氣勘探開發(fā)界“Sweet Spot”翻譯而來的,原意為棒球棒、壘球棒等有效擊球面積。在油氣勘探開發(fā)過程中，發(fā)現(xiàn)油氣相對富集的含油氣區(qū)及含油氣層段，在當(dāng)前經(jīng)濟、技術(shù)條件下具有較好的開發(fā)效益，故將其稱為甜點。在地?zé)岬确浅Ｒ?guī)能源的勘探中，是否也存在此類“甜點”，是能源工作者近年來努力探索的內(nèi)容之一。

地?zé)豳Y源勘查的技術(shù)手段

根據(jù)勘查工作程度，地?zé)豳Y源勘查可分為調(diào)查、預(yù)可行性勘查、可行性勘查和開采等階段。地?zé)峥辈榈募夹g(shù)手段包括地質(zhì)勘測、地球化學(xué)勘探、地球物理勘測、鉆井勘探、地?zé)崃骺睖y、動態(tài)監(jiān)測等。

一般情況下，地?zé)豳Y源勘查應(yīng)在經(jīng)過詳查工作證實具有開發(fā)價值的基礎(chǔ)上進(jìn)行，主要是對地?zé)崽镩_發(fā)經(jīng)濟效益高的地?zé)崃黧w富集區(qū)段進(jìn)行勘探。地?zé)崽锏牡貙?、?gòu)造、地?zé)岙惓５姆秶?、邊界，爭取盡量減少鉆探工作量，提高勘探效益。鉆探工程布置應(yīng)區(qū)別不同地?zé)崽锟辈轭愋秃鸵?guī)模，以可以控制熱儲分布，取得有代表性的儲量計算參數(shù)，查明地?zé)崽锏拈_采條件和邊界條件，滿足相應(yīng)階段的要求為原則。在部署鉆探工程時，必須統(tǒng)籌兼顧、重點突出，在探明可供開采的主要熱儲的同時，兼顧其他熱儲，查明各熱儲間的相互關(guān)系。地?zé)崽锏你@探深度應(yīng)根據(jù)其勘查類型以及當(dāng)前開采技術(shù)經(jīng)濟條件和社會需要來確定，一般鉆探深度不宜過深，深埋層狀熱儲一般深度控制在2000米以內(nèi)，淺埋帶狀熱儲深度控制在1000米以內(nèi)。在地?zé)崽锟辈楣ぷ髦?，鉆井的設(shè)計除高溫裂隙型熱儲以外，應(yīng)實行以探為主、探采結(jié)合，按有關(guān)規(guī)定或協(xié)議交付使用。在勘探區(qū)內(nèi)施工的生產(chǎn)井，也應(yīng)做到以采為主、采探結(jié)合，充分發(fā)揮其在地?zé)峥碧街械淖饔谩?按規(guī)定的勘查階段循序漸進(jìn)，對地?zé)岬刭|(zhì)條件簡單或現(xiàn)有資料較多的小型地?zé)崽锏目辈?，可根?jù)實際情況簡化或合并上述勘查階段。在勘查程序上必須嚴(yán)格遵循在充分搜集利用已有資料的基礎(chǔ)上，先進(jìn)行航衛(wèi)片解譯、地面地質(zhì)、地球化學(xué)、地球物理等工作，然后再上鉆探的原則。沒有上述工作的綜合研究成果，不得盲目布置鉆探工作?？辈楣ぷ鲀?nèi)容和投入的工作量應(yīng)根據(jù)勘查階段、勘探類型和工作區(qū)地?zé)岬刭|(zhì)復(fù)雜程度等因素綜合考慮確定，應(yīng)選擇經(jīng)濟有效的勘查技術(shù)方法、手段和合理的設(shè)計施工方案，符合工作階段的要求。

找到地?zé)岬母邔?dǎo)層

地?zé)豳Y源和其他非常規(guī)能源資源一樣，均屬于分散資源，無法像頁巖油氣開發(fā)那樣通過壓裂來實現(xiàn)天然氣的聚集。那么地?zé)岬摹疤瘘c”是否存在？在哪里？如何做到開發(fā)成本最低？目前，具有工業(yè)價值的地?zé)崽镂恢镁^為偏遠(yuǎn)，如西藏羊8井、四川甘孜地區(qū)等。工業(yè)開采地?zé)豳Y源，只有找到河北滄縣隆起那樣的具有非傳統(tǒng)的巖體地?zé)岣邿釒Р庞鞋F(xiàn)實意義。

地?zé)帷疤瘘c”屬于地?zé)崽锟碧诫A段，空間范圍大，還未到關(guān)注熱儲的程度，其包含的范圍更廣。地?zé)帷疤瘘c”主要是指地下某個區(qū)域內(nèi)的地層，由于該區(qū)域有較高導(dǎo)熱體的存在，在一定封蓋條件下，其地溫高于圍巖的溫度，即地殼內(nèi)部局部地溫異常高，是最有利的地?zé)衢_發(fā)區(qū)域。地?zé)帷疤瘘c”模式具有兩個要素：向淺部圍巖延伸的較高的熱傳導(dǎo)層（簡稱高導(dǎo)層）和較好的熱蓋層。人們可以采用常規(guī)的石油勘探方法去尋找異常高溫區(qū)塊。

高導(dǎo)層是地?zé)帷疤瘘c”的第一個要素，也是關(guān)鍵要素。高導(dǎo)層的熱導(dǎo)系數(shù)高于圍巖，其數(shù)值越高越有經(jīng)濟價值。這里的“延伸”并非總是主動，對于巖漿侵入是主動，延伸侵入淺層；而在盆地拉伸過程中，盆地之間的盆地邊緣古隆起帶則是被動地形，成正地形。一般沉積地層，隨著年代的增加，壓實、變質(zhì)程度越高，其熱傳導(dǎo)性能越強。對于長期剝蝕地區(qū)，如古生代基底具有較高的導(dǎo)熱系數(shù)，若后期整體沉降，則在基底上直接覆蓋一定厚度的第四系，其地層時代差異較大，這時在基底頂部就會產(chǎn)生高熱異常。斷陷盆地之間的古隆起就會形成這樣一個高導(dǎo)層，如滄縣隆起就是冀中坳陷與黃驊坳陷之間、冀中坳陷與濟陽坳陷之間的古隆起。同樣，變質(zhì)巖、侵入巖相對于沉積巖也是高導(dǎo)層。

經(jīng)模擬研究得出，熱蓋層厚度一般最好為100～500米，太薄不足以封蓋住熱量。熱蓋層與地?zé)岣邔?dǎo)層是相對的，但總的來說，較厚的第四系將有助于熱量封蓋。

如何勘查地?zé)岬摹疤瘘c”

事實上，地?zé)豳Y源勘查和石油勘探類似。在大尺度上，目前普遍認(rèn)為斷裂帶、放射性生熱、地?；顒拥炔攀堑?zé)岙惓５闹饕蛩?。近年來，地?zé)豳Y源較少被關(guān)注，文獻(xiàn)也相對較少，究其原因是專為尋找地?zé)岫M(jìn)行的勘探成本高，開發(fā)成本更是巨大，投入與產(chǎn)出比嚴(yán)重不匹配，因此人們較多地關(guān)注在一些已知的溫泉或斷裂帶附近找到高熱區(qū)帶后的開發(fā)研究，或直接與油田結(jié)合進(jìn)行油氣伴生地?zé)岬拈_采，但油田的采油利潤較高，油田伴生地?zé)釒淼闹苯有б孑^小，使油田公司對地?zé)衢_發(fā)利用逐漸失去興趣。在小尺度上，多數(shù)學(xué)者關(guān)注的是熱對流，尋找高溫流體。實際地溫場的分布受地殼中覆蓋層的巖石介質(zhì)性質(zhì)差異影響較大，地殼厚度的不均勻性對其造成的影響較小，如西藏地殼較厚但地溫最高，中國東部沿海地殼薄，但高溫區(qū)域和低溫區(qū)域均不同程度存在，在華北平原、松遼平原也有高溫帶，由此可見，地溫的分布和地殼厚度關(guān)系不大。

根據(jù)“甜點”模式，勘探工作者在河北省滄縣部分地區(qū)對京津冀地區(qū)構(gòu)造平面及橫穿滄縣隆起的兩條橫剖面進(jìn)行了研究。滄縣隆起和埕寧隆起元古生界地層埋藏較淺，它是一套高導(dǎo)層，上面直接覆蓋了新生界地層，形成了熱蓋層，整體呈北東—南西向展布，向天津東北無蓋層，地溫低；向西南熱覆蓋層較厚，屬于中高厚，但埋藏較深，開采成本高。基底巖層的起伏與地溫的橫向變化具有明顯的正相關(guān)關(guān)系, 即坳陷帶為低溫帶，凸起帶為高溫或高溫帶異常帶，但若無熱蓋層或高導(dǎo)層，則此規(guī)則失效。同樣，北京西北部有大面積高導(dǎo)層元古界地層及花崗巖出露，但卻無任何異常高溫顯示，原因是它沒有熱蓋層。勘探工作者曾經(jīng)研究了華北平原新生界蓋層地溫梯度，在穿過冀中坳陷-滄縣隆起-黃驊坳陷地質(zhì)剖面中做了埋深1000米、2000米處的地溫梯度，可以看出滄縣隆起具有熱蓋層地溫最高，而西南部的保定坳陷的西南邊緣有高導(dǎo)層出現(xiàn)，由于無覆蓋層導(dǎo)致溫度降低。

根據(jù)地?zé)帷疤瘘c”概念，可以相對準(zhǔn)確地找到地?zé)岬母咧祬^(qū)，進(jìn)而以最好的性價比找到更加豐富的地?zé)豳Y源。

作者：激揚