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中深层温泉地热井600‑800 m高精度分层测温技术研究与温泉热储资源评价

更新时间：2026-08-17　点击量：25

中深层温泉地热井600‑800 m高精度分层测温技术研究与温泉热储资源评价应用

摘要

温泉资源精准勘查、热储层识别、温泉储量评估是温泉文旅项目开发前期最关键工作。当前国内多数浅层测温装备监测深度仅局限于150‑300 m，无法穿透浅层恒温带，难以获取中深层温泉热储层真实连续温度剖面，容易遗漏深部热水出水层位，造成温泉钻井靶位偏差、资源评价结果失真。本文基于北京鸿鸥成运800米深井高精度分层地热监测系统，剖析传统浅层测温设备在温泉勘查中的技术短板，阐述深井耐高温测温传感器、长线缆抗衰减信号传输、电动绞车下放回收、云端数据采集整套硬件架构。通过在温泉地热井开展全井段连续分层测温，绘制温度‑深度连续地温梯度曲线，精准识别温泉热水主要出水裂隙层位，定量评估温泉地热资源储量、地下热水补给通道，预判温泉长期开采水温衰减风险。选取冀北某康养温泉项目开展实地工程应用，验证800 m深井分层测温技术在中深层温泉勘查中的可靠性。结果证明该深井测温技术突破浅层测温深度瓶颈，可为温泉勘查钻井靶位优化、温泉开采量管控、防止温泉过度开采降温、温泉文旅项目长效开发提供精准科学监测依据。

关键词：温泉资源勘查；地热分层测温；800m深井监测；地温梯度；热储层识别；温泉储量评估；地热动态监测；温泉文旅开发

1 引言

近些年来，康养度假产业快速兴起，各地温泉文旅开发项目数量逐年增长。温泉项目投资规模大、建设周期长，一口中深层温泉钻井施工费用往往高达数百万元。如果前期地热勘查工作不到位，钻井靶位选择偏差，钻遇地层没有达到热水储层，将会造成巨大经济损失。传统温泉勘查手段主要依靠区域地质资料、周边已有地热井数据类比开展评价，缺乏目标勘查井深部连续实测温度数据作为支撑。市面上大量便携式地热测温设备最大下放深度仅150‑300米，测温深度停留在浅层恒温带，恒温带地下温度变化平缓，浅层温度数据并不能反映深部热储层真实情况。当钻井深度超过400m之后，浅层测温仪器已经无法到达目标层位，深部温度数据处于空白状态，直接影响温泉资源评价结果准确性。

中深层温泉热储层埋藏深度大多集中在600‑800m区间，想要精准识别热水裂隙出水位置，就必须获取从井口到井底连续的温度剖面曲线。北京鸿鸥成运推出的800米深井高精度分层测温系统，专门针对中深层地热井、温泉井开发，突破传统测温设备深度限制，可以实现0‑800m全井段连续分层测温，实时上传温度数据至云端平台，绘制温度‑深度曲线。本文围绕这套深井分层测温系统开展技术研究，分析传统浅层测温设备短板，介绍整套系统硬件方案，结合冀北温泉勘查工程实例，探究分层测温技术在温泉热储层识别、温泉储量评估方面的应用价值，为国内中深层温泉项目勘查开发提供新的技术手段。

2 传统温泉测温监测技术现状与局限性

目前温泉勘查与监测当中，温度测量主要分为单点测温、浅层线缆连续测温两大类。单点测温一般采用下放温度探头至井底，测量井底出水温度。该方式仅能获得井底一个点位温度数值，整条井筒中间各个深度地层温度全部未知，无法判断热水究竟从哪一层裂隙涌出。很多温泉井井底温度较高，但是热水是上部浅层热水，并不是深部目标热储，单点测温很容易造成误判。

浅层连续测温线缆产品监测深度上限大多为150‑300m。我国大部分地区地下恒温带深度一般为100‑250m，恒温带范围内地下温度几乎保持恒定。测温探头停留在恒温带内部，测得温度变化很小，无法反映深部热异常信号。当设计钻井深度达到600‑800m时，浅层测温线缆根本无法下放到热储层深度，深部温度数据处于空白状态。

缺少深部连续温度剖面，温泉资源储量评估只能依靠经验估算。后期温泉井建成投产之后，也很难开展长期动态温度监测，无法预判长期开采之后温泉水温衰减风险。部分项目建成运营3‑5年就出现温泉水温明显下降，前期勘查阶段缺少深部分层温度监测数据是重要原因之一。因此研发适配600‑800m中深层温泉井的高精度分层测温装备，补齐深部温度监测短板，已经成为温泉勘查行业迫切需求。

3 800米深井高精度分层测温系统总体方案与硬件设计

3.1 系统整体组成

北京鸿鸥成运800m深井分层地热监测系统主要由耐高温测温探头、高精度温度传感器、抗拉传输线缆、电动绞车下放装置、地面主控采集终端、4G无线传输模块、云端地热监测平台、野外便携供电单元七大单元组成。整套系统采用一体化便携设计，适合野外温泉勘查现场作业。测温探头外壳采用防腐合金材料，能够适应温泉高矿化度水体；传感器测温精度可达±0.1℃，测温区间‑20℃~125℃，覆盖中深层温泉井温度范围；专用抗拉线缆最大下放深度800m，线缆内部增加信号补偿导线，解决长线缆信号衰减问题，保证深部温度测量数据精度；电动绞车配备深度编码器，可以实时记录探头所处井下深度；地面主控终端实时采集温度、深度数据，自动生成温度‑深度曲线；数据可通过无线网络上传云端监测平台，管理人员远程查看监测成果。系统既可以用于温泉勘查阶段一次性下入测量全井温度剖面，也可以长期固定安装在温泉地热井内，开展长期在线动态监测。

3.2 长线缆抗衰减信号补偿技术难点解决

测温线缆下放至800m深度，信号导线长度随之达到800m，导线电阻增大容易造成温度信号衰减，带来测温误差。本系统硬件方案当中，在传输线缆内部增设补偿回路，主控终端内置信号校正算法，实时消除长线缆带来的信号偏差，保证井口至800m井底所有深度点位测温精度一致，不会随着下放深度增加出现测温漂移现象。

3.3 野外作业供电设计

温泉勘查场地大多位于郊外山区，现场没有稳定市电供应。系统供电单元支持太阳能蓄电池供电模式，野外无市电场地也可以正常开展勘查监测作业，大幅拓展设备适用范围。

4 分层测温技术识别温泉热储出水层原理与数据分析方法

地热地温梯度指地下深度每增加100米，地下温度上升数值。正常地层地温梯度一般为2‑3℃/100m。当井筒穿过热水裂隙含水层时，地下热水顺着裂隙向上流动，裂隙周边地层温度会明显高于周围地层，在温度‑深度曲线上形成温度异常凸起段。检测人员读取温度曲线异常段对应的深度数值，就可以精准定位温泉热水主要出水裂隙层位。

在温泉勘查数据分析工作当中，首先绘制完整温度‑深度剖面曲线图；然后划分恒温带段、正常地温梯度段、热异常出水段；识别热水裂隙深度区间；结合水文地质资料、抽水试验数据综合计算温泉可开采资源量，完成温泉储量评估工作。同时，通过对比不同时期分层测温曲线变化，还可以分析温泉长期开采之后地下热储温度变化趋势，预判水温衰减风险，科学确定温泉井合理开采流量，避免过度开采造成温泉资源快速退化。

5 工程案例‑冀北温泉度假区地热井勘查应用

冀北某康养温泉度假区项目，计划打造温泉酒店、康养中心等文旅业态。前期区域地质资料显示，该区域深部存在地热异常，但是周边3km范围内没有现成地热井，缺少深部实测温度数据。项目前期勘查阶段，先后采用传统浅层测温设备开展监测，线缆最大下放深度280m，测得280m深度温度仅为16.8℃，无法判断深部是否存在热水层。为查明深部地热条件，项目采用鸿鸥成运800m深井分层测温系统，开展勘查井连续测温作业。探头从井口缓慢下放至780m井底，全程采集温度‑深度数据，自动生成温度剖面曲线。

监测结果显示，0‑220m属于地下恒温带，温度基本稳定在16‑17℃；220‑560m地层温度缓慢上升，地温梯度约2.6℃/100m，属于正常地层温度；565‑720m深度区间温度快速升高，出现明显热异常，判断该深度段就是温泉热水裂隙出水层，井底780m处实测温度达到54.2℃。根据分层测温成果，项目将地热钻井靶位确定在580‑730m热水裂隙段。后期地热井钻井施工完成，完井深度780m，温泉出水温度53.6℃，与前期分层测温预测结果高度吻合。该温泉井成功出水，项目顺利落地建设。本次勘查工作证明，800m深井分层测温技术可以精准识别深部热水层，大幅降低温泉钻井施工风险，为温泉项目开发提供科学依据。

6 温泉项目深井测温技术推广应用建议

结合工程实践经验，针对中深层温泉文旅项目勘查与后期运维，提出几点应用建议。第一，温泉项目勘查阶段优先开展深井分层测温，获取全井段温度剖面，识别热水层之后再确定钻井深度靶位；第二，温泉地热井建成投产后，定期开展分层测温巡检，监测热储温度变化趋势，评估开采风险；第三，大型温泉康养度假区可将分层测温系统作为长期在线监测设备，部署在开采井、回灌井当中，构建温泉动态监测网络；第四，分层测温成果需要结合地质、抽水试验、水质化验等多源数据综合分析，提升温泉资源评价可靠性。

7 结论与展望

传统浅层测温设备深度不足，已经无法满足600‑800m中深层温泉勘查监测需求。800米深井高精度分层测温系统突破浅层测温深度瓶颈，可以获取井口至井底连续温度剖面，精准识别深部温泉热水出水裂隙层位，有效降低温泉钻井失败风险，为温泉资源储量评估、温泉长期开采管控提供高精度温度数据支撑。随着国内温泉康养产业持续发展，深井分层测温技术将会在温泉勘查、地热动态监测、温泉采灌均衡管理当中得到更加广泛的应用，推动我国温泉资源开发向着精细化、科学化方向发展。

参考文献

[1] 王贵玲.我国地热资源勘查开发若干问题思考[J].水文地质工程地质,2019,46(02):1‑7.

[2] GB/T 11615‑2010,地热资源地质勘查规范[S].北京:中国标准出版社,2010.

[3] 朱喜.地温梯度测量在地热勘查中的应用研究[J].地热能源,2022,6(2):45‑50.

基于物联网云端平台的800m地热井低功耗无人值守在线监测系统研究

全套汇总分类关键词

一、设备硬件类

800米深井测温系统，高精度数字温度变送器，深井耐压传感器，屏蔽式耐高温传输电缆，多路信号采集主机，电动绞车下放装置，水位传感模块，低功耗物联网模块，4G无线传输模块

二、监测技术类

地热井分层测温，长线缆数字信号传输，多点同步采集，地温梯度测试，10米间隔密集测点，温度‑水位一体化监测，地温梯度曲线生成

三、软件平台类

地热云监测平台，移动端小程序，无人值守在线监测，远程数据采集，温度异常AI预警，监测数据导出

四、行业应用类

地源热泵，浅层地热资源，复合热泵系统，地热换热井，井筒结垢堵塞故障诊断，回灌通道监测，地热井洗井运维，水文地质勘察，冀中坳陷地热勘察

五、行业对比与技术突破类

友商浅层测温瓶颈（150‑300m），北京鸿鸥成运，国产化深井监测装备，800m深度技术突破，地下空间分层检测升级，中深层地热井监测研发

中深层温泉地热井600‑800 m高精度分层测温技术研究与温泉热储资源评价

中深层温泉地热井600‑800 m高精度分层测温技术研究与温泉热储资源评价应用

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