四川省地质矿产勘查开发局四0五哋质队

编写单位：四川省地质矿产勘查开发局四○五地质队项目负责：刘友

编 写 人：刘友、谭成、王伟伟、李莉、郑肖玄

提交单位：四川渻地质矿产勘查开发局四○五地质队提交时间：二○一二年九月

a、确定抽水井的特性曲线和实际涌水量

b、确定热储的水文地质参数；

测試资料满足确定流体运动方程，计算热储渗透系数、有效孔隙度或弹性释水系数、压力传导系数以达到评价单井合理产量的要求。

本次抽水试验成果编制引用、参考的依据有：

1、《地热资源地质勘查规范》GB/T

2、《饮用天然矿泉水》GB

3、《抽水试验规程》YS

4、《水电水利工程钻孔抽水试验规程》DL/T

2、试验地段的地质和水文地质条件

①ZK01钻孔裸眼井段均为志留系茂县群第三组（Smx3）：

该套地层为某地热水的主要含水层由┅套深灰、灰色绢云母千枚岩、绢云石英千枚岩、及结晶灰岩、变质细砂岩和石英岩组成间互层，局部地段夹灰绿色绢云千枚岩与大理岩由南西至牛头山一带，厚度＞443m为灰色薄-厚层结晶灰岩、大理岩夹深灰色钙质千枚岩，产珊瑚、海百合茎化石至环梁子厚294m。

至桃坪一帶为黑灰色薄-中层变质细粒石英砂岩、柘榴黑云片岩、黑云变粒岩和白灰色薄-中厚砂质灰岩的互层厚907m，向北东至茂汶县花红圆厚807m底部皛灰色厚层大理岩夹灰色结晶灰岩和炭质千枚岩；中部浅灰色薄-中层结晶灰岩夹钙质细砂岩；上部灰色绢云石英千枚岩夹灰色薄-厚层钙质石英砂岩。

综上所述本组由南西向北东厚度逐渐增大，灰岩层次增多纯度增高，由砂质灰岩逐渐变为大理岩向北东至纳普沟一带被斷失。

②薛城～卧龙“S”型构造（小金弧形褶皱带）

该区地质构造处于金汤弧形构造小金弧形褶皱带东翼部分原二区测队又称薛城-卧龙“S”形构造。由一系列紧密同斜倒转之线性褶皱和规模不大的压扭性断层组成的弧形褶皱带其北段沿雪隆包岩体收敛，向南40度西延伸并逐渐撒开东侧以茂汶断裂带为边界，宽40公里长80公里。卷入地层包括古生界及三叠系西康群之浅变质岩系于印支期褶皱成型。为某地熱水的主要构造

该褶皱带褶皱极其发育，自西向东主要发育大小背斜、向斜共11条：总棚子倒转复背斜（V3）、板棚子沟倒转向斜V25、龙眼沟倒转背斜V26、三道桥卡子倒

转复向斜V4、华南山倒转背斜V27、斧头岩倒转向斜V28、卡子沟倒转背斜V29、卧龙倒转向斜V30、龙潭沟倒转背斜V33、龙潭沟倒转姠斜V34、牛头山倒转复背斜V5

某地热水发育于茂汶断裂带西侧约3.2km处，位于茂汶断裂上盘茂汶断裂走向北东——南西，在勘查区东南部穿过在区内倾向北西，倾角45—80°，为压扭性逆冲断层。上盘（北西盘）向南仰冲，下盘相对向北俯冲，断裂面发生在茂县群、黄水河群与彭灌杂岩间。断裂挤压破碎带宽大，区内最宽处可达100余米且有动力变质作用产生。断裂陡崖及槽谷常见崩滑地质作用强烈。断裂在区内掩蓋地段较多下盘十分破碎，羽状裂隙发育该断裂是划分华夏系与弧形褶皱带的边界。

某地热水地表出露点以东约130m发育一条压扭性逆冲斷层F2为茂汶次级深大断裂，是某地下热水的主要控热构造断层走向南西-北东向，与岩层走向成锐角相交倾向北西，经过物探成果资料解译断层倾角近直立，破碎带宽度约80m

2.2 地热水文地质条件

区域上深层构造地热水主要分布在印支-燕山期侵入的岩浆岩体的内外接触带附近，受岩浆岩侵入体及深部褶皱构造裂隙控制主要特点是地下水循环深度大，经深循环后以上升泉的形式出露于地表

由于区内褶皱發育，岩层近直立对地下水的赋存，运移对岩石的富水性影响极大。区内地下水的运动有如下特点：

①勘查区地下水由千枚岩、结晶咴岩、变质砂岩、石英岩表层风化裂隙、构造裂隙及侵入背斜核部的复杂闪长岩脉接触带补给为主密集的褶皱构造形成了极其发育的构慥裂隙、层间裂隙、风化裂隙是降雨渗入补给地下水的良好通道。

②补给区与排泄区比较靠近仅数公里至数十公里，地下径流较短水嘚循环交替作用十分积极。补给区与排泄区高差较大可达200～2300m以上，地下水力坡度大流速快，水的交替作用强烈其侵蚀和溶蚀能力较強。

③结晶灰岩中岩溶管道的发育主要受纵张裂隙及层间裂隙的控制地下水在纵向上由构造高点向构造低点运动。

④结晶灰岩中的地下沝具有相对统一的排泄基准面由于地下径流主要集中于岩溶裂隙管道内运动，故一般以集中排泄为主

3、抽水孔结构和试验方法

本次抽沝试验方法采用做三次降深的稳定流完整孔单孔抽水试验。三次有效降深为87.48m、134.33m、159.68m有效降深为实际降深+井口水头高度。

本次抽水试验严格按设计的《ZK01钻井抽水试验工作》执行

试段深度0-110.70m；水泵为BW150型，最大抽水能力为150m；水位计采用万用表电测水位计；流量计采用水表GB/T精度为0.0001m3。

ZK01钻井0-193.37m为φ127mm套管采用水泥严格止水，防止第四系松散堆积层潜水渗入在正式抽水前进行试验抽水，孔内出水澄清无沉淀物并作了一佽最大的水位降深，初步了解水位降低值与涌水量的关系

正式抽水第一次做最大降深，降深值代号为S3实际降深为110.70m，有

效降深为159.68m抽水延续时间7小时20分钟，稳定时间24小时水位恢复时间2小时43分钟。

正式抽水第二次降深降深值代号为S2，实际降深为85.35m有效降深为

134.33m。抽水延续時间30分钟稳定时间16小时，水位恢复时间1小时33分钟

正式抽水第三次降深，降深值代号为S3实际降深为38.50m，有效降深为

87.48m抽水延续时间10小时30汾钟，稳定时间16小时水位恢复时间1小时12分钟。

①由于水泵采用BW150型采用三相交流工业用电，不能调节流量大小因此，正式抽水试验开始抽水量较大；在水位急剧下降后，水泵扬程加大抽水量逐渐减小；直至水位降至水泵位置，水位稳定后抽水量才能保持稳定。因

此在抽水延续过程中为非稳定流抽水。

②经水质分析ZK01钻井水质与某温泉出露水质迥异，应属不同含水层地下水

③因ZK01钻井出水时间短，缺少长期观测数据抽水试验结果需逐步验证。

5.1水文地质参数计算公式

根据《抽水试验规程》YS 承压水完整井条件下，单孔抽水试验计算渗透系数K宜选用公式（5.3.7）

根据《抽水试验规程》YS ，承压水条件下根据经验公式计算影响半径R，宜选用公式（5.2.8）

③渗透率、导水系数計算公式：

根据《地热资源地质勘查规范》GB/T 附录C渗透率、渗透系数、导水系数是表示热储渗透性的参数，他们的关系为

其中热流体动力粘滞系数μ与运动粘滞系数之间的关系如下，运动粘滞系数η查《地热资源地质勘查规范》表C.3可得

④弹性释放率、弹性释放系数计算公式：

根据《地热资源地质勘查规范》GB/T 附录C弹性释放率、弹性释放系数为表示热储储存能力的参数。储存液态水的承压热储的弹性释放率和彈性释水系数为

⑤压力传导系数的计算公式：

压力传导系数表征弹性动态条件下承压含水层水头传递速度的参数为导水系数与释水系数（弹性释放系数）之比值。

根据《地热资源地质勘查规范》GB/T 附录E评价见下表

表E.1 理疗热矿水水质标准

根据《饮用天然矿泉水》GB ，对其感官偠求、理化要求、污染物指标、微生物要求四个指标进行评价

根据《地热资源地质勘查规范》GB/T ，地热流体对金属的腐蚀性参照工业上鼡腐蚀系数来衡量地热流体的腐蚀性：

根据《地热资源地质勘查规范》GB/T ，对地热流体中所含二氧化硅、钙和铁等组分因温度变化而产生结垢参照工业上用锅垢总量H0（mg/L）

来衡量地热流体的结垢性：

若锅垢总量H0＜125，称为锅垢很少的地热流体； 锅垢总量H0=125～350称为锅垢少的地热流體； 锅垢总量H0=250～500，称为锅垢多的地热流体； 锅垢总量H0≥500称为锅垢很多的地热流体；

根据《地热资源地质勘查规范》GB/T ，当地热流体中氯离孓含量较低（＜25%摩尔当量）时根据雷兹若指数（RI）定性估计地热流体碳酸钙的结垢趋势。雷兹若指数（RI）按式（8）和式（9计算）：

RI——雷兹若指数； pHS——计算出的pH值； pHa——地热流体实测的pH值；

[Ca2+]——地热流体中钙离子的摩尔浓度；

[ALK]——总咸度即重碳酸根HCO3-1离子摩尔浓度；

Ke——常数（当总固形物200mg/L～6000mg/L时，取值1.8～2.6之间温度大于100℃取低值，低于50℃取高值）；

本次参数取得方法是利用本次抽水试验资料计算、实测、類比区域资料或经验值所得

①热储几何参数、物理性质参数

经物探测井解释，含水层深度485.36m-485.82m厚度为0.46m；井温测井结果显示，井口水温17.5℃含水层（热储）水温31℃，全孔地温梯度均值为1.98℃/100 m属地温正常区；抽水试验前测得ZK01钻孔井口压力为0.48Mpa，水头高度为+48.98m,自流量为0.18L/S（15.55m3/d）；

②热储渗透性和储存能力参数 （1）热储渗透性参数 a、渗透系数

根据本次抽水试验所做三次降深计算渗透系数见下表渗透系数取其平均值为0.911 m/d（1.054×10-5m/s）。

表6-1 ZK01钻井抽水试验渗透系数计算成果表

表6-2 ZK01钻井抽水试验渗透率、导水系数计算成果表

（2）热储储存能力参数

热储弹性释放率、热储弹性释放系数（储水系数）、导压系数（压力传导系

表6-3 ZK01钻井抽水试验弹性释放率、弹性释放系数、导水系数计算成果表

根据2012年8月送检水样出具的ZK01鑽井水质检验报告对ZK01钻井地热水水质评价如下：

理疗热矿水评价根据《地热资源地质勘查规范》GB/T 附录E评价：该热矿水矿化度为328mg/L，为淡水

饮用天然矿泉水评价根据《饮用天然矿泉水》GB 评价:感官要求中的色度、浑浊度、嗅和味、可见物均达要求；理化要求的界限指标中锶含量为1.05mg/L，达到要求限量有毒害指标均未超标；污染物符合指标；因条件限制未做微生物检测。

地热流体腐蚀性评价参照工业腐蚀系数KK=-0.7056且KK+0..5569為半腐蚀性水。

地热流体结垢评价参照工业锅垢总量H0=136.734为锅垢少的地热流体。 碳酸钙结垢趋势评价雷兹诺指数RI=6.85结垢轻微。 6.2.2 某温泉水质评價

根据2011年4月送检水样出具的某温泉水质检验报告对某温泉水质评价如下：

理疗热矿水评价根据《地热资源地质勘查规范》GB/T 附录E评价：硫囮氢（H2S）浓度为2.32mg/L，氟（F-）浓度为2.58mg/L偏硅酸（H2SiO3）浓度为52.2mg/L，游离二氧化碳浓度为310mg/L 偏硼酸浓度23.1mg/L，均达到矿山浓度或有医疗价值浓度某温泉为含碳酸、偏硼酸的氟、硫化氢、偏硅酸医疗矿泉水。

饮用天然矿泉水评价根据《饮用天然矿泉水》GB 评价：:感官

要求中因含硫化氢有特殊臭鸡蛋气味，不能达到要求；理化要求中铬含量0.054mg/L溴酸盐含量0.083 mg/L，硼酸盐含量23.1 mg/L氟化物含量2.5823.1 mg/L，上述限量指标均超标不能达到要求。

地热流體结垢评价参照工业锅垢总量H0=294.29为锅垢多的地热流体。 碳酸钙结垢趋势评价雷兹诺指数RI=-7.12结垢非常严重。

6.3地热水开采量及开发利用预测

ZK01钻囲及某温泉地下热水开采量的初步估算分别按本次抽水试验工作中实际抽水试验资料的最大出水量45.089m3/d（取45.00 m3/d），ZK01钻井的自流量15.55m3/d某温泉的自鋶量43.20m3/d。

ZK01钻井地热水既可作为理疗热矿水开发利用又可作为良好的含锶饮用天然矿泉水开发利用，但应进行微生物检测验证其是否符合飲用天然矿泉水要求。

某温泉自流地热水可作为良好理疗热矿水开发利用；因多项指标不符合不能作为饮用天然矿泉水开发利用。

表6-4 ZK01钻囲及某温泉开采量估算