基于GRY1号钻孔孔底温度的估算

由于GRY1 号钻孔终孔深度为4 025.82 m， 终孔层位为长城系高于庄组， 孔底温度为107.56 ℃。 按测温曲线趋势将基岩段分为四段， 如图5 -1 所示。 根据钻孔揭露及测温成果: ①段1 597.72 ～2 161.96 m， 为雾迷山组上部， 地温梯度为0.30 ℃／100 m； ②段2 161.96 ～3 649.78 m， 为雾迷山组下部—杨庄组中下部， 地温梯度为1.44 ℃／100 m； ③段3 649.78 ～3 827.84 m， 为杨庄组底部—长城系高于庄组上部， 地温梯度为-1.69 ℃／100 m； ④段为GRY1 号钻孔孔底， 高于庄组中上部， 地温梯度为2.45 ℃／100 m。

图5-1　测温曲线趋势

根据前节所述， GRY1 号钻孔预计高于庄组底界深度为4 500 m， 长城系底界深度为5 400 m， 5 400 m 以深为太古界， 要推算深部温度， 本次分两段进行计算: 高于庄组地层白云岩段、 高于庄组地层以深石英砂岩段。 计算方法如下:

1) 高于庄组白云岩组段(4 003.98 ～4 500 m)

根据区域资料， 本段地层以灰白色、 灰色厚层泥晶白云岩、 粉砂质白云岩为主， 具硅质。 岩性特征与3 827.84 ～4 003.98 m 段岩性基本一致， 因此利用④段地温梯度进行估算是合理的。 为了进一步了解底部的温度变化特征， ④段的温度曲线详见图5 -2。

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图5-2　GRY1 号钻孔3 600 ～4 003.98 m 测温曲线

从图5 -2 曲线特征看出， ③段4 点→④段1 点， 出现地温骤降的现象，105.15 ℃降至102.32 ℃， 结合水文地质观测， 3 749.33 ～3 820.45 m 冲洗液消耗量达108 m3／h。 根据测井曲线反映， 该段地层裂隙发育， 为一类～二类裂缝层， 引起温度骤降的原因为此层段裂隙发育， 富水性强， 横向的水力联系密切，使该点的岩温降低。 因此， 该点在测温曲线的实测点并不能真正反映岩温， 仅仅反映了该点水的温度。

综上所述， 1 点处的温度不能代表该点的岩温， 2 点处也出现了温度突变，3 ～4 点曲线反映良好， 地温梯度为1.80 ℃／100 m， 可以作为推算长城系高于庄组底界温度的依据， 据前所述， 4 500 m (高于庄组底界) 温度为115.59 ℃。

2) 长城系大红峪组—常州沟组石英砂岩段(底界深度5 400 m)

根据区域资料， 上部由灰白色石英砂岩和长石石英砂岩组成， 夹硅质； 下部由灰黄色—紫红色砂岩组成， 岩性致密， 裂隙不发育， 据本孔测温曲线特征， 当地层富水性减弱， 地温就出现迅速增长的趋势， 因此， 本段地层地温梯度会出现明显增大。

根据图5 -1 中②段测温曲线特征， 在2 点处地温梯度出现增大的趋势， 1→2 地温梯度为0.96 ℃／100 m， 2→3 地温梯度为2.09 ℃／100 m， 增幅为118%。②段岩性1→2 裂隙略微发育过渡为2→3 致密， 与高于庄组地层过渡到本段地层变化相似， 因此以增幅为118%来计算， 本段地温梯度为3.92 ℃／100 m， 推测至5 400 m 温度为150.87 ℃。