一种盐湖卤水探测方法
【专利说明】_种盐湖南水探测方法
[0001]方法领域
[0002]本发明涉及卤水探测领域，具体涉及一种盐湖卤水探测方法。
[0003]背景方法
[0004]马海钾矿区自1987年开始利用地表固体矿生产氯化钾，目前表层固体钾矿的富矿已基本开采完毕，进入低品位固体钾矿溶解开采阶段。在对液体矿的开采中，潜卤层水位已出现较大范围的降落漏斗，平均降深2.40m，采卤渠附近的降深更是超过5.00m，潜卤层出卤能力不断下降。以往地质勘察成果表明，马海矿区承压卤水矿资源储量巨大，但由于成矿机理不清，承压储卤层存在孔隙度小、富水性能弱及富水性能相差悬殊等特征，使可持续性开采面临较大难题。
[0005]目前钾盐卤水勘探应用到的主要地球物理工作方法和基本原理主要有:
[0006]1.主要工作方法
[0007]I)核磁共振法
[0008]核磁共振是一个机遇原子核特性的物理现象，系指具有核子顺磁性的物质选择性地吸收电磁能量。在稳定地磁场的作用下，氢核像陀螺一样绕地磁场方向旋进，其旋进频率(拉摩尔频率)与地磁场强度和原子核的旋磁比有关。MRS探测地下水信息方法利用不同物质原子核弛豫性质差异产生的核磁共振(NMR)效应。即利用了水中氢核(质子)的弛豫特性差异，在地面上利用核磁共振找水仪，观测、研宄在地层中水质子产生的核磁共振信号的变化规律，进而探测地下水的存在性及时空赋存特征。该方法应用核磁感应系统实现对地下水信息的探测。
[0009]核磁共振方法是一种地球物理找水方法，在核磁共振理论中，水分子中的氢核(质子)被发送到地表线圈中的特定频率电流脉冲所激发，在地磁场中产生拉莫尔进动，其进动频率为氢核所特有。对不同能量的激发脉冲产生的核磁共振信号进行测量分析，得到不同深度地层的含水量和孔隙大小。核磁共振信号的振幅与含水量直接相关，即地层中含水量越多，NMR信号响应就越强。衰减时间与孔隙大小有关，即衰减时间常数越大，表明含水岩石的孔隙度越大，岩石的衰减时间常数接近1000ms，为岩石不含水的反映。
[0010]2)音频大地电磁法(EH4)
[0011]音频大地电磁法(EH4电导率成像系统)是一种天然源或人工源的频率域电磁法。它通过在地表观测相互正交的电磁场分量来获取地下地电构造信息。由于观测到的电磁场中含有从高频到低频丰富的频率成分，而不同频率成分的电磁波具有不同的穿透(趋肤)深度，因而音频电磁法能达到测深的目的。
[0012]3)地震法
[0013]地震勘探的基本原理是首先用炸药或非炸药的机械震源激发地震波，向地下深部传播的地震波遇到地下介质的弹性差异面(地质界面或地层界面)时发生反射、透射和折射等物理过程，在地表或井中的若干位置布置检波器，配合地震仪采集来自地下弹性界面的地震反射波信号，然后处理、分析和研宄相关记录，并结合特定地区的地质资料就可以获得该工作区的地下地质信息。
[0014]4)重力法
[0015]重力方法以万有引力定律为基础，测量与围岩有密度差异的地质体在其周围引起的重力异常，结合工作区的地质和其它物探资料，对重力异常进行定性解释和定量解释，以确定这些地质体存在的空间位置、规模和形状，从而判断工作区的地质构造和矿产分布情况的一种地球物理勘探方法。重力勘探解决以下任务:研宄工作区地质构造，包括背斜、断裂、盐丘等局部构造特征；研宄工作区覆盖层性质。
[0016]5)地质雷达法
[0017]地质雷达又称探地雷达，是用中心频率约为20MHz?4GHz的高频电磁波来确定介质内部物质分布规律的一种地球物理方法。地质雷达系统主要由主机控制单元、发射天线和接收天线组成。发射天线向地下发射高频短脉冲电磁波，接收天线则接收来自地下介质交界面的反射电磁波。由于电磁波向地下传播速度主要受地下介电性质控制，在介电性质发生变化的界面，电磁波会发生反射。通过研宄电磁波在介质中的传播速度、介质对电磁波的吸收及介质交界面的反射，并用时间剖面图像表示出地下各分界面的形态，从而推测地下地质体及地层结构的分布规律。
[0018]6)测井法
[0019]测井方法通过测量钻孔中弹性波、电磁和核物理场的空间变化，实现提取地层属性参数的目的。
[0020]地球物理测井方法种类很多，除了电测井、声波测井和核测井，还包括在上述三类基础测井方法上发展起来的地层倾角测井、成像测井(FMI)、核磁共振测井(NMR)和储层饱和度测井(RST)等测井方法。另外，地球物理测井还包括流体样品采集、地层动态测试以及井壁岩心米集等测井方法。
[0021]电测井包括普通电阻率测井、侧向测井、感应测井、自然电位测井和介电测井等方法。声波测井包括声速、声幅和全波列测井等方法。核测井包括自然伽马、自然伽马能谱测井、散射伽马测井、中子测井和脉冲中子测井等方法。
[0022]常用的测井方法有:伽马测井、电阻率测井、声波测井、自然电位测井、压力测井和温度测井等。
[0023]地球物理测井探测的岩石物理性质包括:电阻率、介电常数、自然电位等电性参数，传播时间和幅度衰减等声学参数以及γ强度、γ能谱、光电吸收指数和含氢指数等核物理参数。
[0024]地球物理测井主要用途在于:1)提取孔隙度、渗透率、地层倾角、泥质含量等地层参数，2)地层对比，3)岩性、流体识别，4)地质构造、裂缝探测和评价等。
[0025]以上方法各有优缺点:
[0026]I)核磁共振方法可将核磁共振信号解释为某些水文地质参数和含水层的几何参数。在方法的探测深度范围内，可以给出定量解释结果，确定出含水层的深度、厚度、单位体积含水量，并可提供含水层平均渗透率的信息和预测涌水量。由于区内含水层的矿化度很高，地层电阻率极地，对电磁传播具有一定的屏蔽作用。
[0027]核磁共振法直接反映了其观测线圈内地层的含水情况，是一个多点平均值，一般不是某个局部点的特定含水情况，从马海矿区的两期探测结果看，测量值与定井出水量的相关度较差。
[0028]2)以AMT为代表的电磁类勘探方法，根据富卤区与其他区域的导电性差异(一般富卤区为低阻)来识别富卤区。电测井和地质雷达也能实现此功能，但前者探测仅局限于钻孔附近地层，后者只针对浅部地层有效(深度< 50m)。
[0029]虽然此类方法在识别富卤区域方面存在优势，但随着探测深度的增加，其分辨能力降低；此外在构造、富卤条带规模小(< 1m)时，可能不太适用；电磁类方法分层能力差。
[0030]电磁类方法易受矿区电力干扰的影响。
[0031]3)地震勘探方法，根据不同岩性地层的弹性性质差异来识别断裂构造、可能的含水地层。地震方法分层能力好。声波测井和地质雷达也能实现此功能，但前者探测仅局限于钻孔附近地层，后者只针对浅部地层有效(深度< 50m)，且利用的是地层的介电性质差升。
[0032]4)重力法根据不同岩性地层的密度性质差异来测定盆地基底特征，控制断裂构造。重力法优势在于区域地质背景的控制，其平面分辨能力较低，深度分层能力差。
[0033]5)测井法探测虽然局限于钻孔附近地层，但与地面其它方法结合，特别是与地震方法结合可以推断面上的地层特征。
[0034]马海钾矿区自1987年开始利用地表固体矿生产氯化钾，目前表层固体钾矿的富矿已基本开采完毕，进入低品位固体钾矿溶解开采阶段。在对液体矿的开采中，潜卤层水位已出现较大范围的降落漏斗，平均降深2.40m，采卤渠附近的降深更是超过5.00m，潜卤层出卤能力不断下降。以往地质勘察成果表明，马海矿区承压卤水矿资源储量巨大，但由于成矿机理不清，承压储卤层存在孔隙度小、富水性能弱及富水性能相差悬殊等特征，使可持续性开采面临较大难题。
【发明内容】
[0035]本发明的主要目的之一在于解决成矿机理不清，承压储卤层存在孔隙度小、富水性能弱及富水性能相差悬殊的问题，进而提供一种提高钾盐资源保障能力，增大钾资源的利用率的高浓度钾盐卤水探测方法。
[0036]为了解决上述技术问题，本发明采用了如下方法方案:
[0037]一种盐湖卤水探测方法，内容包括:遥感、野外调查、圈定重点区、多手段联合物探、综合分析研宄、构造及卤水分布、钻井开发；所述圈定重点区中所述的重点区为可持续开采富水区；所述钻井开发包括:确定出井位优化布局及合理开发利用方案；制定水文地质钻探技术方法及取水工艺。