（高清版）DZT 0331-2020 地熱資源評價方法及估算規(guī)程

中華人民共和國地質(zhì)礦產(chǎn)行業(yè)標準中華人民共和國自然資源部發(fā)布I前言 Ⅲ1范圍 12規(guī)范性引用文件 13術語和定義 14總則 35地熱資源儲量估算 45.1計算參數(shù)的確定 45.2計算方法要求 45.3地熱單(對)井地熱資源儲量估算 45.4不同類型地熱資源儲量估算 56地熱資源儲量可靠性評價 66.1地熱單井可靠性評價 66.2地熱田或地熱開采區(qū)可靠性評價 77地熱流體質(zhì)量評價 87.1地熱流體不同用途評價 87.2地熱流體中有用礦物組分評價 97.3地熱流體腐蝕性評價 97.4地熱流體結(jié)垢評價 98地熱資源開發(fā)利用評價 8.1地熱資源開發(fā)可行性評價 8.2地熱資源開發(fā)利用環(huán)境影響評價 8.3地熱資源開發(fā)利用現(xiàn)狀與潛力評價 8.4地熱資源綜合開發(fā)利用評價 9地熱資源勘查評價報告編寫 9.1編寫要求 9.2編寫內(nèi)容 附錄A(資料性附錄)地熱溫度計 附錄B(資料性附錄)地熱資源計算參數(shù)的確定 附錄C(資料性附錄)地熱資源儲量計算方法 29附錄D(資料性附錄)生產(chǎn)試驗法 附錄E(資料性附錄)地熱常用量符號和單位名稱 43附錄F(資料性附錄)理療熱礦水水質(zhì)標準 46Ⅱ附錄G(資料性附錄)地熱利用的節(jié)煤減排量及居室采暖面積估算表 附錄H(資料性附錄)地熱資源開發(fā)利用現(xiàn)狀及潛力分析方法 附錄I(資料性附錄)地熱資源梯級綜合利用 52附錄J(資料性附錄)地熱資源勘查評價報告編寫提綱 參考文獻 55Ⅲ本標準按照GB/T1.1—2009《標準化工作導則第1部分：標準的結(jié)構(gòu)和編寫》給出的規(guī)則起草。本標準由中華人民共和國自然資源部提出。本標準由全國自然資源與國土空間規(guī)劃標準化技術委員會(SAC/TC93)歸口。本標準起草單位：自然資源部礦產(chǎn)資源儲量評審中心、中國地質(zhì)科學院水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)研究所。亭昕。1地熱資源評價方法及估算規(guī)程本標準規(guī)定了地熱資源儲量估算、地熱資源儲量可靠性評價、地熱流體質(zhì)量評價、地熱資源開發(fā)利用評價及地熱資源勘查評價報告編寫的有關要求。本標準適用于水熱型地熱資源的資源評價及儲量估算。2規(guī)范性引用文件下列文件對于本文件的應用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB5084農(nóng)田灌溉水質(zhì)標準GB5749生活飲用水衛(wèi)生標準GB8537食品安全國家標準飲用天然礦泉水GB8978污水綜合排放標準GB11607漁業(yè)水質(zhì)標準GB/T11615地熱資源地質(zhì)勘查規(guī)范GB/T13727天然礦泉水資源地質(zhì)勘探規(guī)范GB/T14848地下水質(zhì)量標準3術語和定義下列術語和定義適用于本文件。賦存于地球內(nèi)部巖土體、流體和巖漿體中，能被人類開發(fā)和利用的熱能。包括地熱水及其蒸汽，以及伴生的少量不凝結(jié)氣體。地熱資源geothermalresources能夠經(jīng)濟地被人類利用的地球內(nèi)部的地熱能、地熱流體及其有用組分。水熱型地熱資源hydrothermalresources賦存于天然地下水及其蒸汽中的地熱資源。沉積盆地型地熱資源geothermalresourcesofsedimentarybasin分布于沉積盆地地區(qū)，能量傳遞方式以熱傳導為主的地熱資源。2隆起山地型地熱資源geothermalresourcesofupliftmountain分布于沉積盆地以外的丘陵、山地等地區(qū)，能量傳遞方式以熱對流為主的地熱資源。地熱系統(tǒng)geothermalsystem在流量和流體循環(huán)上相對獨立的地質(zhì)構(gòu)造單元，其中的地熱能聚集到可利用的程度。它是開展地熱資源成因研究的基本單元。在當前經(jīng)濟技術條件下可以開采的深度內(nèi)，具有開發(fā)利用價值的地熱能及地熱流體的地域。一般包括水源、熱源、熱儲、通道、蓋層等要素，具有關聯(lián)的熱儲結(jié)構(gòu)，可用地質(zhì)、物探方法加以圈定。地熱儲量geothermalreserves在當前經(jīng)濟技術可行的深度內(nèi)，經(jīng)過勘查工作，一定程度上查明儲存于熱儲巖石和空隙中的地熱流體和熱量的資源總量。地熱流體儲存量geothermalfluidreserves熱儲中儲存的地熱流體總量，單位為立方米(m2),包括容積儲存量和彈性儲存量。地熱流體可開采量recoverablereservesofgeothermalfluid經(jīng)勘查或經(jīng)開采驗證的在當前開采經(jīng)濟技術條件下，能從熱儲中開采出來的那部分地熱流體，是地熱儲量的一部分。地熱流體可開采熱量recoverableheatofgeothermalfluid在當前開采經(jīng)濟技術條件下，能從熱儲中開采出來的那部分地熱流體中攜帶的、可被經(jīng)濟利用的熱量。埋藏于地下、具有有效空隙和滲透性的地層或巖體，其中儲存的地熱流體可供開發(fā)利用。層狀熱儲layeredheatreservoir具有有效空隙和滲透性且呈層狀分布的熱儲。大型沉積盆地中的熱水含水層屬于此類熱儲。帶狀熱儲zonedheatreservoir具有有效空隙和滲透性且呈條帶狀分布的熱儲。導水斷裂帶控制的熱水富水帶屬于此類熱儲。巖溶熱儲karsticheatreservoir發(fā)育巖溶化的碳酸鹽(石灰石、白云石、大理石等)、硫酸鹽(石膏、硬石膏、芒硝等)和鹵化物(巖鹽、鉀鹽、鎂鹽等)巖層等構(gòu)成的熱儲。3覆蓋在熱儲之上的弱透水和低熱導率的巖層。蓋層是相對于熱儲而言的。對于大型沉積盆地，通常將覆蓋在結(jié)晶基底熱儲上的沉積地層統(tǒng)稱為蓋層。地溫梯度geothermalgradient地溫隨深度變化的速率，單位為攝氏度每百米(℃/100m)或攝氏度每千米(℃/km)?；诘責崃黧w化學組分和同位素組成，利用經(jīng)驗公式或熱力學計算的方法，預測地熱系統(tǒng)深部熱儲溫度的方法。為保持熱儲壓力、充分利用能源和減少地熱流體直接排放對環(huán)境造成的污染，對利用后(降低了溫度)的地熱流體通過地熱井重新注回熱儲，也可利用其他清潔水源注回熱儲。地熱田概念模型conceptualmodelofgeothermalfield描述，代表人們對一個地熱系統(tǒng)的認識。地熱資源梯級利用stepwiseutilizationofgcothermalresources根據(jù)地熱資源的流體數(shù)量、質(zhì)量和能量特征，采取系統(tǒng)合理的經(jīng)濟技術措施和方案，逐級、逐步地對其進行綜合利用的方式。4總則4.1地熱資源評價的目的任務是在查明地熱地質(zhì)背景的前提下，確定地熱流體的溫度、物理性質(zhì)和化學源儲量，提出地熱資源可持續(xù)開發(fā)利用的建議，以減少開發(fā)風險，取得地熱資源開發(fā)利用社會效益、經(jīng)濟效益和環(huán)境效益，并最大限度地保持地熱資源的可持續(xù)利用。4.2經(jīng)勘查的地熱田或邊采邊探已形成一定開采規(guī)模的地熱開發(fā)區(qū)，應及時進行地熱資源評價，為科學制定地熱資源開發(fā)利用規(guī)劃或方案提供依據(jù)。4.3對已投入規(guī)?；_采的地熱田或地熱集中開采區(qū)，宜每隔5a依據(jù)開采動態(tài)監(jiān)測資料對其地熱資源儲量進行核實再評價，為資源管理、保護和可持續(xù)利用提供依據(jù)。4.4勘查開發(fā)程度高、規(guī)模大的地熱田，尤其是城市地區(qū)的地熱田，應開展熱儲工程研究，建立數(shù)值模型，并據(jù)此提出地熱資源可持續(xù)開發(fā)利用的方案和資源優(yōu)化管理模式。4.5應根據(jù)地熱資源類型和勘查階段的不同，相應選取地熱資源評價內(nèi)容和評價方法。地熱流體可開采量還應根據(jù)勘查可靠程度的差別，分別確定為驗證的、探明的、控制的和推斷的地熱資源，具體參照GB/T11615執(zhí)行。4.6應依據(jù)不同用途對地熱流體質(zhì)量進行綜合評價。宜在井(泉)試驗現(xiàn)場測試相關參數(shù)及定期對代表性地熱流體采樣進行全分析及微生物檢測的基礎上進行綜合評價，評價指標包括地熱流體的物理性質(zhì)、化學成分和微生物含量等。45地熱資源儲量估算5.1計算參數(shù)的確定5.1.1地熱資源儲量計算參數(shù)宜通過試驗和測試獲得。對難以通過測試獲得的參數(shù)或勘查工作程度較低時，可采用經(jīng)驗值。相關參數(shù)的具體計算要求和方法參照附錄A和附錄B。5.1.2地熱資源評價時應獲得下列參數(shù)和資料。e)熱儲滲透性和貯存流體能力的參數(shù)：滲透率、滲透系數(shù)、壓g)熱儲的邊界條件：邊界的位置、熱力學和流體動力學特征等。5.1.3參數(shù)的分布應能控制地熱田或勘查區(qū)的特征。在建立數(shù)值模型時，如果實測資料不充分，在建立數(shù)值模型后，可通過模型反求熱儲的參數(shù)。5.2計算方法要求5.2.1地熱資源儲量估算應在建立地熱田概念模型的基礎上，根據(jù)地熱資源類型、地熱地質(zhì)條件和研究部和外部邊界條件、地熱流體的補給和運移等特征。5.2.2地熱單(對)井地熱流體可開采量估算見5.3。沉積盆地型地熱資源和隆起山地型地熱資源儲量估算見5.4。5.2.3計算方法或計算模型應符合實際，模型的建立和計算方法的采用，應隨勘查工作程度的提高，依據(jù)新的勘查資料和監(jiān)測資料進行更新和改進。在開采階段，模型的更新周期宜小于5a。5.2.4在有條件的情況下，應根據(jù)經(jīng)濟技術條件和綜合利用方向，對不同計算方案進行對比、論證，確定合理的開發(fā)利用方案，并根據(jù)確定的開發(fā)利用方案，預測地熱田的地溫場、滲流場(具有流體質(zhì)量長觀數(shù)據(jù)的研究程度較高的地區(qū)，還應包括流體質(zhì)量)的變化趨勢，論證可開采量的保證程度和地熱資源開發(fā)利5.2.5地熱資源儲量常用計算方法參見附錄C和附錄D,地熱常用量符號和單位名稱參見附錄E。5.3地熱單(對)井地熱資源儲量估算5.3.1單井地熱流體可開采量估算對新建單個地熱開采井，可依據(jù)其產(chǎn)能測試資料按井流量方程估算單井的穩(wěn)定產(chǎn)量，或根據(jù)抽水試驗資料采用內(nèi)插法確定。中低溫地熱資源評價時，宜采用的水位降深100a內(nèi)不大于100m,下降速率不大于1m/a。高溫地熱資源評價時，宜采用的總壓力降低值一般不大于0.3MPa,最大不超過0.5MPa,下降速率不大于0.02MPa/a。5.3.2對井地熱流體可開采量估算5.3.2.1對井系統(tǒng)估算可開采量時，應結(jié)合實際回灌試驗，依據(jù)“以灌定采”和同層對井回灌的原則，計5算在一定壓力(水頭)降條件下的合理開采強度，充分考慮流體回灌對熱儲的回補作用。5.3.2.2對井“以灌定采”應同時滿足：回灌率大于80%,回灌溫度宜為25℃,可根據(jù)實際情況取值。地熱流體回灌后，100a內(nèi)冷鋒面不應到達開采井，即不產(chǎn)生熱突破。5.3.2.3對井采灌時可回灌量的估算與確定，應根據(jù)附錄C中考慮回灌條件下地熱流體可開采量的兩種不同方法進行計算，結(jié)合回灌試驗時地熱井的實際回灌情況，綜合評價確定地熱回灌井的合理可回灌量。其中有兩種特殊情況應酌情考慮：a)回灌井回灌能力極弱(小于出水量的三分之一)時，宜以該井回灌試驗過程中相對延續(xù)時間較長的一段回灌量作為其可回灌量，并采用比擬法，對比分析相同地質(zhì)構(gòu)造條件下，成井工藝相同的同類型地熱井的回灌能力，同時取保證系數(shù)為0.7時，作為其可回灌量的依據(jù)。b)回灌井回灌能力極強(大于最大出水量)時，主要應考慮冷鋒面的運移，以對井中的開采井和附近其他同層開采井流體100a內(nèi)溫度不應下降、不產(chǎn)生熱突破為宜。5.4不同類型地熱資源儲量估算5.4.1沉積盆地型地熱資源儲量估算5.4.1.1沉積盆地型地熱資源儲量估算方法應根據(jù)勘查階段進行選取。區(qū)域調(diào)查階段和預可行性勘查階段評價內(nèi)容包括地熱儲量、地熱流體儲存量、地熱流體可開采量、地熱流體可開采熱量；可行性勘查階段和開采階段評價內(nèi)容包括地熱資源可開采量、地熱流體儲存量、地熱流體可開采量、地熱流體可開采熱量、回灌條件下地熱流體可開采量、回灌條件下地熱流體可開采熱量。5.4.1.2地熱資源儲量估算重點是地熱流體可開采量和地熱流體可開采熱量。計算方法依據(jù)勘查階段和勘查研究程度的不同進行選擇。a)地熱資源調(diào)查階段，以分析研究已有地熱資源相關資料為主，重點對地熱井開展野外調(diào)查，依據(jù)地熱資源勘查研究程度的不同，預測調(diào)查區(qū)的地熱資源儲量。地熱資源儲量估算方法宜采用熱儲法和解析法。b)地熱資源預可行性勘查階段，多選定有地熱資源開發(fā)前景但又存在一定風險的地區(qū)進行勘查，主要利用地熱鉆井測試資料及經(jīng)驗參數(shù)。地熱資源儲量估算方法宜采用熱儲法、解析法和比擬法。c)地熱資源可行性勘查階段，主要結(jié)合地熱資源開發(fā)規(guī)劃或開發(fā)工程項目要求，在地熱資源預可行性勘查階段選定的地區(qū)進行，勘查范圍可是一個地熱田，也可是劃定的擬開采地區(qū)，主要利用多個地熱鉆井(孔)測試資料、年動態(tài)監(jiān)測資料及經(jīng)驗參數(shù)。地熱資源儲量估算方法宜采用解析法、數(shù)值法、比擬法和熱儲法。d)地熱資源開采階段，主要對已規(guī)?；_采地熱資源的地熱田或地區(qū)，結(jié)合開采中出現(xiàn)的問題與地熱資源管理的需要，對地熱流體可開采量及開采后對環(huán)境的影響進行重新評價，主要利用地熱勘查、采灌試驗及多年動態(tài)監(jiān)測資料。地熱資源儲量估算方法宜采用數(shù)值法、統(tǒng)計分析法、解析法和生產(chǎn)試驗法。5.4.1.3以對井開采為主并開采多年的地熱田，應以統(tǒng)計分析法為主估算地熱流體可開采量，以地熱田內(nèi)代表性監(jiān)測井多年水頭壓力保持穩(wěn)定或一定時限內(nèi)可趨于穩(wěn)定條件下的地熱田開采總量作為其可開采量。對暫不能保持水頭壓力穩(wěn)定的地熱田，可用地熱田內(nèi)代表性監(jiān)測井保持一定水頭壓力年降速條件下的地熱田開采量作為一定時限內(nèi)的可開采量。5.4.1.4對已實施地熱回灌或采(灌)結(jié)合開發(fā)的地熱田，可采用統(tǒng)計分析法、熱儲法或數(shù)值法估算其保持水頭壓力、熱(量)均衡條件下的合理開采強度作為其可開采量。采(灌)條件下地熱資源開采量的計算溫度應為回灌時開采井出水口溫度。6大于20m3/h;中低溫地熱資源100a內(nèi)水位下降小于100m,水位下降速率小于1m/a,高溫地熱資源總壓力降低值最大不超過0.5MPa,壓力下降速率不大于0.02MPa/a。b)沒有井控制、資料較少的遠景評價區(qū)：通過蓋層平均地溫梯度大于2.5℃/100m圈定熱儲面5.4.2.1隆起山地型地熱資源儲量估算內(nèi)容包括地熱資源儲量、地5.4.2.2地熱資源儲量估算方法依據(jù)勘查階段和研究程度的不同進行選擇。調(diào)查階段宜采用熱儲法和5.4.2.4地熱資源評價熱儲范圍：將溫度大于25℃的山區(qū)溫泉或地熱井作為地熱資源評價的水溫下6.1.1按5.3.1確定單井穩(wěn)定產(chǎn)量。6.1.2依據(jù)確定的單井穩(wěn)定產(chǎn)量或行政管理部門批準的單井允許開采量，按相關公式估算單井開采權(quán)益保護的范圍。對盆地型地熱田，可按單井允許開采量開采100a、消耗熱儲溫度下降2℃的地熱儲存量，用熱儲法及圓面積公式估算地熱井開采對熱儲的影響范圍，視其為單井開采權(quán)益保護的范圍。 (1) 7φ——熱儲巖石的孔隙度；6.1.4按單井允許開采量開采100a,考慮熱突破后果計算回灌條件下單井開采權(quán)益保護半徑的公式6.1.7對于已進行了地熱可開采量評價的地熱田或開采區(qū)地熱流體可開采量(見表1)。8表1地熱資源儲量查明程度類別多年動態(tài)資料多年動態(tài)監(jiān)測值地熱田多井開采自然排泄或未開采動態(tài)監(jiān)測多井勘查試驗及個別井勘查、物探推測熱儲法、比擬法、6.2.2依據(jù)地熱流體可開采量采出的熱量，按下式計算地熱田的產(chǎn)能： 式中：Q——地熱流體可開采量，單位為立方米每秒(m3/s);t——地熱流體溫度，單位為攝氏度(℃)。6.2.3地熱流體年開采累計可利用的熱能量估算公式如下：式中：∑w,——開采1a可利用的熱能，單位為兆焦〔耳〕(D——全年開采日數(shù)(按24h換算的總?cè)諗?shù)),單位為天(d)。6.2.4計算地熱流體年(或100a)可開采量能采出的熱量占熱儲中儲存熱量及地熱流體中儲存熱量的比例，評價地熱資源的開發(fā)潛力并比較計算結(jié)果的一致性。6.2.5依據(jù)地熱資源條件及地熱資源開發(fā)經(jīng)濟技術條件，確定合理的開采方案，并預測地熱田的溫度場、滲流場、流體化學成分等的變化趨勢。7地熱流體質(zhì)量評價7.1地熱流體不同用途評價7.1.1理療熱礦水評價：地熱流體通常含有某些特有的礦物質(zhì)(化學)成分，可作為理療熱礦水開發(fā)利用，可參考附錄F對其屬于何種類型的理療熱礦水做出評價。7.1.2飲用天然礦泉水評價：地熱流體符合飲用天然礦泉水界限指標及限量指標的，可依據(jù)GB8537進行評價。7.1.3生活飲用水評價：地熱流體可作為生活飲用水源的，應根據(jù)GB5749和GB/T14848做出評價。7.1.4農(nóng)業(yè)灌溉用水評價：低溫地熱流體(水)在用于采暖供熱等目的后排放的地熱廢棄水，可用于農(nóng)田灌溉，遵照GB5084對其是否適宜農(nóng)田灌溉做出評價。7.1.5漁業(yè)用水評價：低溫地熱水用于水產(chǎn)養(yǎng)殖的，遵照GB11607對其是否符合水產(chǎn)養(yǎng)殖做出評價。9(>20mg/L)、溴(>50mg/L)、銫(>80mg/L)、鋰(>25mg/L)、銣(>200mg/L)、鍺(>5mg/L)等，有b)Kx<0,并且Kx+0.0503r(Ca2+)>0,稱為半腐Kx=1.008[r(H+)+r(Al3+)+r(Fe2+)+r(Mg2+)-r(HCO?)-r(CO}-)] Kx=1.008[r(Mg2+)-r(HCO?)]……H?=S+p+36r(Fe2+)+17r(Al3+)+20r(Mg2+)+59r(Ca2+)a)對氯離子含量高(大于或等于25%摩爾當量)的地熱流體，可采用拉申指數(shù)(LI)判斷碳酸鈣的 (13)b)當?shù)責崃黧w中氯離子含量較低(小于25%摩爾當量)時，可根據(jù)雷茲諾指數(shù)(RI)定性估計地熱 (14) RI——pH,——實測的地熱流體的pH;K?！?shù)(當總固形物為200mg/L～6000mg/L時，取值為1.8～2.6,溫度大于100b)較經(jīng)濟的，成井深度為1000m～3000m。表2地熱資源溫度利用分級℃高溫地熱資源(I級)中溫地熱資源(Ⅱ級)熱水(Ⅲ級)溫熱水(IV級)溫水(V級)洗浴、溫室種植、養(yǎng)殖、農(nóng)業(yè)灌溉和采用熱泵8.1.4依據(jù)地熱井的地熱流體單位產(chǎn)量大小，確定開采適宜性分區(qū)。a)適宜開采區(qū)：地熱井地熱流體產(chǎn)量大于50m3/(d·m)。b)較適宜開采區(qū)：地熱井地熱流體產(chǎn)量為5m3/(d·m)～50m3/(d·m)。c)適宜性差開采區(qū)：地熱井地熱流體產(chǎn)量小于5m3/(d·m)。d)地熱田的開采適宜性應根據(jù)地熱井統(tǒng)計規(guī)律進行確定。8.1.5依據(jù)地熱流體化學組分的含量，確定可作為地熱流體的利用方向、方式和排放要求(見表3)。表3不同質(zhì)量地熱流體的利用方向、方式和排放要求利用方向理療洗浴、采暖、直接利用直接利用直接利用間接利用直接利用處理后排放，間接利用直接利用間接利用直接利用間接利用8.1.6依據(jù)地熱流體可開采量及其產(chǎn)能，評價其可開發(fā)利用的規(guī)模。中、低溫地熱資源用于采暖、供生m3/(a·人)m3/(a·次)m3/(床位·a)8.2地熱資源開發(fā)利用環(huán)境影響評價8.2.1地熱利用的節(jié)能減排效果估算地熱利用的節(jié)能減排效果估算可參照附錄G執(zhí)行。8.2.2地熱流體排放對環(huán)境影響的評價8.2.2.1高溫地熱流體中通常含有CO?、H?S等非凝結(jié)氣體，應評價其對大氣可能造成的污染，提出污染防治建議。8.2.2.2廢地熱流體的直接排放會造成熱污染和其中有害組分對地表水、土壤水以及地下水的污染，應遵循GB8978的規(guī)定評價其排放對環(huán)境的影響。8.2.3地面沉降及地面塌陷評價8.2.3.1對于新生界松散沉積層及半成巖熱儲層，應對開采地熱流體可能產(chǎn)生的地面沉降做出評價，針對可能出現(xiàn)的問題，提出相應的防治措施和建議。8.2.3.2上覆松散層厚度小的巖溶熱儲或基巖熱儲層，應對開采地熱流體可能引發(fā)的對巖溶熱儲層的溶蝕和地面變形破壞(塌陷或沉降等)等做出評價，針對問題提出相應的防治措施和建議。8.2.4其他地質(zhì)環(huán)境影響評價8.2.4.1地熱地質(zhì)景觀保護評價。地熱流體長期開發(fā)，可能導致地熱田及其周邊地區(qū)的地熱顯示、地熱景觀的消失和天然溫泉的銳減，應做出保護性評價，保護代表性的地熱自然景觀。8.2.4.2海水入侵可能性評價。對海岸地區(qū)開采地熱流體可能引起的海水入侵進行評價，確定合理的開采方式和開采量，防止海水入侵對地熱田的破壞和影響。8.2.4.3淺層地下水源保護性評價。與淺層含水層有較密切水力聯(lián)系的地區(qū)，對開采地熱流體可能引起上覆含水層水質(zhì)、水量的變化進行評價，確定熱儲合理開采量及淺層地下水源保護對策。8.3地熱資源開發(fā)利用現(xiàn)狀與潛力評價8.3.1以地熱區(qū)(田)為單元，依據(jù)地熱井和溫泉調(diào)查數(shù)據(jù)按熱儲段和利用方向進行分類解析，分析各熱儲段和各利用方向的現(xiàn)狀，并計算地熱資源總開發(fā)利用量。8.3.2結(jié)合地熱資源評價結(jié)果，分析地熱資源的盈余量和開發(fā)利用潛力，論證獲得開發(fā)利用潛力的途徑、措施和可行性，合理開發(fā)和配置地熱資源。8.3.3地熱資源開發(fā)利用現(xiàn)狀及潛力分析方法參見附錄H。8.4地熱資源綜合開發(fā)利用評價地熱資源開發(fā)利用應基于溫度等級區(qū)劃及流體水化學特征區(qū)劃，并結(jié)合以往的開發(fā)利用情況、地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展狀況，充分考慮梯級開發(fā)利用技術等確定其合理開發(fā)利用方向。主要開發(fā)利用方向包括：地熱發(fā)電、地熱供暖、旅游療養(yǎng)、養(yǎng)殖、種植和工業(yè)利用等。地熱資源梯級綜合利用參見附錄I。9地熱資源勘查評價報告編寫9.1編寫要求地熱資源勘查評價工作完成后，應及時編寫相應的地熱資源勘查評價報告。9.2編寫內(nèi)容9.2.1單井地熱資源勘查評價報告。單井勘查評價工作完成后，編寫地熱井勘查評價報告。報告內(nèi)容應包括：前言；區(qū)域地熱地質(zhì)條件；地熱井地質(zhì)及地球物理測井；井產(chǎn)能測試與可開采量評價；流體質(zhì)量評價；經(jīng)濟與環(huán)境評價、開采保護區(qū)論證；結(jié)論與開發(fā)利用建議等。9.2.2地熱田(區(qū))地熱資源勘查評價報告。完成一個獨立的地熱田或具有一定開采規(guī)模的地區(qū)的地熱資源勘查評價工作后，編寫地熱田(區(qū))地熱資源勘查評價報告。地熱資源勘查評價報告編寫提綱參見附A.1基本要求A.1.2應用地熱溫度計的條件：①地下儲存的流體為熱水；②控制化學組分進入熱水的化學反應只和A.2.1二氧化硅地熱溫度計A.2.1.1無蒸汽損失的石英地熱溫度計。熱水中的二氧化A.2.1.2最大蒸汽損失的石英地熱溫度計。如果溶解石英的這部分熱水達到取樣點時已發(fā)生了沸騰上述公式適用熱儲溫度為0℃~250℃。A.2.1.4玉髓地熱溫度計。g)對pH遠小于7的酸性水不適用。A.2.2鈉-鉀地熱溫度計A.2.2.1根據(jù)水巖平衡和熱動力方程推導的計算地熱水溫度的公式為或當25℃<t<250℃時：當250℃≤t<350℃時：A.2.3鈉一鉀一鈣地熱溫度計A.2.4鈉一鉀一鈣一鎂地熱溫度計此方法是鈉—鉀一鈣地熱溫度計的鎂校正法。當鈉一鉀一鈣地熱溫度計用于富含Mg2+的地熱水時，會得出異常高的結(jié)果。R.O.福爾尼埃和R.W.波特爾提當R介于5～50之間時，A.2.6硫酸鹽一氧同位素地熱溫度計此方法是洛依德(Lloyd)等人在20世紀60年代末的實驗研究基礎上建立的，其公式如下：10001na=2.88×10?T24.1A.2.7氣體地熱溫度計根據(jù)鉆孔排放氣體濃度與測得的熱儲溫度之間的相關關系，阿諾爾松(S.Arnorsson)等人提出了5個氣體地熱溫度計，其中CO?、H?S和H?為噴氣孔b(H?)——H?lgb(H?)=11.98-0.08489T+8254.09/Tlgb(H?)=-3.04-10763.54/Tlgb(CO?)=-1.09-3894.55/T+2.532lgT當氯離子質(zhì)量摩爾濃度大于或等于500×10-6mol/kg時，計算熱儲溫度在200℃~300℃之間是合lgb(H?S)=-1.24-4691.84/T+2.8301gT(資料性附錄)地熱資源計算參數(shù)的確定B.1地熱井參數(shù)綜合鉆孔地質(zhì)編錄和試井資料，獲得地熱井的位置、深度、揭露熱儲厚度、強滲透段位置、單井涌水B.2熱儲幾何參數(shù)熱儲幾何參數(shù)包括熱儲面積、厚度和地熱能回收率等。B.2.1熱儲面積B.2.1.1沉積盆地型地熱資源熱儲面積依據(jù)地熱田的構(gòu)造邊界和同一深度的地溫等值線圈定的范圍確定。工作區(qū)僅涉及地熱田的部分范圍，應按勘查工作控制的實際面積計算。工作區(qū)涉及多個地熱田，應將各地熱田及地熱異常區(qū)分界線、熱儲溫度等值線和熱儲厚度等值線進行計算機數(shù)字化，計算各分區(qū)的面積。B.2.1.2隆起山地型地熱資源的熱儲范圍可由控熱斷裂構(gòu)造圈閉，面積由地質(zhì)構(gòu)造圈定，可考慮擬化成變化的橢球體等進行面積計算。如熱儲范圍界線模糊，可考慮地熱異常點1km3范圍作為熱儲計算范圍。B.2.1.3地熱資源調(diào)查階段和預可行性調(diào)查階段，熱儲面積可根據(jù)地面測繪和物探、化探資料綜合分析推測；可行性勘查和開采階段，熱儲面積應結(jié)合巖芯和巖屑錄井、簡易水文觀測、地球物理測井以及水熱蝕變等資料確定。B.2.2熱儲厚度熱儲厚度應依據(jù)鉆孔資料，結(jié)合地球物理勘探資料確定熱儲頂板深度和底板深度，依據(jù)近期開采技術水平和經(jīng)濟合理性確定計算的基礎深度，然后計算基礎深度之內(nèi)的熱儲厚度。沉積盆地型地熱資源熱儲厚度可采用地層厚度與砂厚比的乘積確定，基巖熱儲厚度可采用4000m以淺基巖的評價平均厚度與儲厚比的乘積確定。熱儲砂厚比通過地熱田鉆孔資料統(tǒng)計確定，基巖儲厚比參照區(qū)域值確定。B.2.3熱儲地熱能回收率熱儲地熱能回收率應根據(jù)熱儲的巖性、有效孔隙率、熱儲溫度以及開采回灌技術條件合理確定?？辈槌潭容^低，資料較少時，可取經(jīng)驗值。對于大型沉積盆地的新生代砂巖孔隙型熱儲，孔隙率大于20%時，回收率可取25%;對于巖溶型裂隙熱儲，回收率可取15%～20%;對于中生代砂巖和以花崗巖為代表的火成巖型裂隙熱儲，回收率可取5%～10%。B.3熱儲物理性質(zhì)熱儲物理性質(zhì)包括熱儲溫度、壓力及巖石的密度、比熱容、熱導率等。B.3.1熱儲溫度B.3.1.1有條件時，應通過地熱井內(nèi)剖面的溫度測量獲得熱儲頂板溫度、底板溫度和熱儲不同深度的溫見表B.1)。比熱容熱導率鈣質(zhì)砂(含水率為43%)干石英砂(中一細粒)石英砂(含水率為8.3%)砂質(zhì)黏土(含水率為15%)空氣(常壓)冰水(平均)B.4熱流體性質(zhì)表B.2飽和蒸汽表℃05表B.2飽和蒸汽表(續(xù))℃壓力注1:引自GB/T11615。注2:1bar=100kPa。B.4.2兩相熱流體的焓兩相熱流體的熱量(焓)的計算公式為h=h?wg+h?w?w:——氣體的質(zhì)量分數(shù)；w?——水的質(zhì)量分數(shù)。B.4.3黏滯系數(shù)地熱流體的運動黏滯系數(shù)主要取決于溫度的高低，受壓力變化的影響比較小。蒸汽的運動黏滯系數(shù)遠大于水的運動黏滯系數(shù)。動力黏滯系數(shù)和運動黏滯系數(shù)之間的關系為μ——動力黏滯系數(shù)，單位為千克每米秒[kg/(m·s)];v——運動黏滯系數(shù)，單位為平方米每秒(m2/s);p——水的密度，單位為千克每立方米(kg/m2)。壓力為1bar～400bar時，水(蒸汽)的運動黏滯系數(shù)參見表B.3?！?表B.3壓力為1bar～400bar時水(蒸汽)的運動黏滯系數(shù)(續(xù))℃表B.3壓力為1bar～400bar時水(蒸汽)的運動黏滯系數(shù)(續(xù))℃注1:引自GB/T11615。B.5熱儲滲透性和貯存流體能力的參數(shù)B.5.1基本內(nèi)容包括孔隙度、有效孔隙度、滲透率、滲透系數(shù)、導水系數(shù)、彈性釋水率、彈性釋水系數(shù)(貯水系數(shù))等。在具有較長地熱田監(jiān)測資料的情況下，可通過監(jiān)測資料反求熱儲的這些參數(shù)。在建立地熱田的數(shù)值模型B.5.2孔隙度和有效孔隙度孔隙度可通過實驗測定，也可通過地球物理測井數(shù)據(jù)計算。有效孔隙度可通過試井資料計算。B.5.3.1滲透率、滲透系數(shù)、導水系數(shù)是表示熱儲滲透性的參數(shù)，它們之間的T=KMμ——地熱流體的動力黏滯系數(shù)，單位為千克每米秒[kg/(m·s)];p——流體的密度，單位為千克每立方米(kg/m3);g——重力加速度，單位為米每平方秒(m/s2),取值為9.8m/s2;T——導水系數(shù)，單位為平方米每秒(m2/s);彈性釋水率和彈性釋水系數(shù)是表示熱儲貯存能力的參數(shù)。流體的相態(tài)不同，熱儲的貯存機理不同，其貯存能力存在很大的差別。貯存液態(tài)水的承壓熱儲的彈性釋水率和彈性釋水系數(shù)為S=s·Mpw——地熱流體的密度，單位為千克每立方米(kg/m2);S——熱儲的彈性釋水系數(shù)；B.5.3.2采用穩(wěn)定流試井資料求得滲透系數(shù)、滲透率和流體導水系數(shù)。a)地熱單井穩(wěn)定流降壓試驗時，用裘布依公式和W.Sihardt影響半徑經(jīng)驗公式，采用迭代法求取熱儲滲透系數(shù)和降壓影響半徑，計算公式如下：K——熱儲平均溫度下的熱儲層滲透系數(shù)，單位為米每秒(m/s);Q——抽水流量，單位為立方米每秒(m3/s);sw——抽水井穩(wěn)定水位降深，單位為米(m);R——降壓影響半徑，單位為米(m);rw——抽水井熱儲段井半徑，單位為米(m)。b)多井降壓試驗，當有一個觀測井時，如果觀測井受抽水井主井影響水位有變化時，計算降壓影響半徑和熱儲滲透系數(shù)的公式如下：式中：r——觀測井與抽水井井底水平距離，單位為米(m)。c)多井降壓試驗，當有兩個觀測井時，降壓影響半徑和熱儲滲透系數(shù)計算公式如下：B.5.3.3采用非穩(wěn)定流試井資料可求得熱儲的滲透系數(shù)、滲透率、導水系數(shù)、彈性釋水率和彈性釋水a(chǎn))Theis配線法。通過繪制W(u)-1/u標準曲線，以及實測的s-t/r2曲線或s-t曲線，采用c)降壓曲線擬合求參方法。利用相對誤差較小的大降深試驗數(shù)據(jù)，繪制s-t歷時曲線，采用e)有越流補給的降壓試驗求參數(shù)方法。越流系統(tǒng)中降壓試驗可采用Hantush—Jacob公式計算參R=1.123B或B.6監(jiān)測資料包括地熱井的生產(chǎn)量、溫度、壓力、化學成分等隨時間變化的資料，專門監(jiān)測井的溫度、壓力隨時間的變化情況。B.7熱儲的邊界條件包括邊界的位置、熱力學和流體動力學特征等?？赏ㄟ^地質(zhì)調(diào)查、鉆井地質(zhì)、地球物理勘探、地球化學勘探和試井等資料分析熱儲的邊界條件。C.1熱儲法C.1.1基本要求C.1.1.1采用熱儲法估算地熱資源儲量應先確定地熱田的面積(或計算區(qū)范圍)和計算/評價的基準面深度。地熱田的面積最好依據(jù)熱儲的溫度劃定。地熱田溫度的下限標準應根據(jù)當?shù)氐牡責峥赡苡猛敬_Q=Q,+QwQ,=AMp?c;(1-φ)(t,-t?)Q?=Q?+Q?Q?=AqM……(C.4)p:——熱儲巖石密度，單位為千克每立方米(kg/m2);C.1.3地熱資源可開采量Q=pt=(p?+p?)t…………(C.C.2.2.2對于泉(井)不自流，但有地熱井抽水試驗資料的地熱田，根據(jù)抽水試驗資料，將100m水位降深的單井涌水量之和作為地熱田的可開采量。C.2.3排泄量法對于斷裂帶半圈閉型熱儲的地熱田，地下熱水以溫泉、自流井和第四系潛流的形式排泄，其總排泄量可代表地熱田的總補給量?？紤]到第四系潛流不能被全部開采利用，根據(jù)經(jīng)驗，可將潛流量的70%作為可利用量，則70%的第四系潛流量以及全部的溫泉流量、自流井流量及開采量作為地熱田的地熱流體可開采量。C.2.4補給量法對于地熱地質(zhì)條件已基本查明的地熱田，利用其補給量計算地熱田的可開采量，其中側(cè)向補給量取其70%作為地熱流體可開采量。C.3解析法C.3.1基本要求C.3.1.1在勘查程度比較低，可用資料比較少時，可采用解析法估算地熱井或地熱田的地熱流體可開C.3.1.2當熱儲可概化為均質(zhì)、各向同性、等厚、各處初始壓力相等的無限(或存在直線邊界)的承壓含水層時，可采用非穩(wěn)定流Theis公式計算單井的開采量、水位(壓力)隨開采時間的變化，從而計算出在給定的壓力允許下降值下地熱水的可開采量，對單井的地熱資源進行評價。C.3.2采用最大降深法計算地熱流體可開采量采用最大允許降深法，設定一定開采期限內(nèi)(100a),計算區(qū)中心水位降深與單井開采附加水位降深之和不大于100m時，求得的最大開采量為計算區(qū)地熱流體可開采量。對于山區(qū)基巖裂隙熱水，最大降深宜考慮地熱開采井揭露的熱水儲集帶埋藏深度。地熱流體可開采量表達式為Qk——地熱流體可開采量，單位為立方米每年(m3/a);T——導水系數(shù)，單位為平方米每年(m2/a);s1——計算區(qū)中心水位降深，單位為米(m);μ·——熱儲含水層彈性釋水系數(shù)；R——開采區(qū)半徑，單位為米(m);Qw——單井地熱流體可開采量，單位為立方米每年(m3/a);R?——單井控制半徑，單位為米(m);C.3.3考慮回灌條件下地熱流體可開采量計算C.3.3.1采用熱突破公式計算回灌條件下地熱流體可開采量φ——熱儲巖石孔隙度；C.3.3.2采用回灌條件下單井開采權(quán)益保護半徑計算地熱流體可開采量回灌條件下開采100a,熱儲溫度下降2℃;③回灌未發(fā)生熱突破且抽水井井口溫度與回灌前溫度一致； a=(th-t?)/(t:-t?);β=Qn/Qβ——回灌率，考慮熱儲巖性和孔隙裂隙發(fā)育情況，孔隙型層狀熱儲層取30%,巖溶型層狀熱儲層取90%,裂隙型層狀熱儲層取50%,若有實測值，應優(yōu)先采用；C.3.4地熱流體可開采熱量計算分析等統(tǒng)計分析法。宜采用壓力(水位)降低值和開采量之間建立的相關統(tǒng)計模型對地熱田進行預測。C.5.1基本要求F()——計算量k相β在計算區(qū)邊界上的流入或流出量；g——重力加速度，單位為米每平方秒(m/s2),取值為9.8m/s2DZ/T0331—2020資料?？刂朴^測井壓力的觀測值與模擬計算值的擬合誤差應小于擬合計算期間水位變化值的10%;在壓力變化較小時，壓力擬合誤差應小于1.0m水柱高度。最終得到一個可用來預測地熱田對未來開采的熱水的可開采量和可開采熱量。利用地熱系統(tǒng)的數(shù)值模型還可計算地熱田的地熱儲存量和地熱流體儲Qk=Qw·X………………(C.26)X——可采系數(shù)，對于孔隙型層狀熱儲層，取值為3%～5%(100a),即0.0003/a～0.0005/a;對于巖溶型層狀熱儲層，取值為5%(100a),即0.0005/a;對于裂隙型層狀熱儲層，取值為1%～2%(100a),即0.0001/a～0.0002/a。C.8生產(chǎn)試驗法由于流體的開采會在熱儲孔隙中產(chǎn)生沸騰現(xiàn)象，意味著生產(chǎn)井正在開采兩相流，開采時熱儲中將會產(chǎn)生蒸汽彌補流體開采損失的體積。故在有大量非凝結(jié)氣體存在、條件允許的情況下，可采用生產(chǎn)試驗法，目前此方法多用于中高溫地熱流體的開發(fā)利用階段。具體計算方法詳見附錄D。開展地熱生產(chǎn)測試時常假定在當?shù)卮髿鈮合抡羝退幱陲柡蜖顟B(tài)，但有大量非凝結(jié)氣體存在大氣壓力為1bar時，D.3單相流D.3.1.1流動地熱流體的溫度可在液體的條件下測量時，流體的焓直接從蒸汽表(參見表B.Q=WH…………汽中非凝結(jié)氣體的含量很少(約小于2%,以質(zhì)量計)且有輕微的過熱現(xiàn)象時，流動的熱的焓可通過在DZ/T0331—2020D.4.2詹姆士端壓法D.4.2.1此方法適用于高產(chǎn)的兩相流地熱井。通常利用分離器和端壓法的試驗結(jié)果進行相互檢查，并將從地表測量推導的焓值和井下勘探的結(jié)果進行比較，質(zhì)量流量和焓的誤差能控制焓在800kJ/kg～2200kJ/kg范圍時，給出精度為1.5%的Y與焓的關系：大氣壓力為1bar時，a)利用式(D.19)計算Y值。b)利用式(D.21)計算焓(H)。D.4.3垂向排放法為0.184。井的焓范圍為800kJ/kg～2800kJ/kg,H°102變化很小，故可通過估算的流體焓確定熱流量D.4.5其他方法定干度的變化。假設在液體采樣點之間沒有熱損耗(對于氣體方法所有氣體歸入蒸汽—氣相)x?=x?X?且(資料性附錄)地熱常用量符號和單位名稱地熱常用量符號和單位名稱參見表E.1。表E.1地熱常用量符號和單位名稱序號附注1米m米m寬度b高度h厚度23體積，容積V升LV4時間t年年日，天時分秒adhs秒S5公里/時6m噸公斤，千克克tg7體質(zhì)質(zhì)量，〔質(zhì)量〕密度p公斤/米克/厘米3表E.1地熱常用量符號和單位名稱(續(xù))序號附注8米3/日米/時升/秒噸/日噸/時9噸力N公斤力克力p噸力/米2公斤力/厘米2巴帕〔斯卡〕正應力σ切應力r功JJEJQ卡電能WP千瓦〔特〕WWT開〔爾文〕K開〔爾文〕K℃℃FC卡/度開〔爾文〕比熱容C克開[爾文]卡/(厘米·秒·度)千卡/(米·秒·度)開[爾文]序號附注a厘米2/秒米2/時k毫達西DK米/日米/秒T平方米/秒S量綱為一V厘泊C(資料性附錄)理療熱礦水水質(zhì)標準理療熱礦水水質(zhì)標準參見表F.1。表F.1理療熱礦水水質(zhì)標準水的命名二氧化碳(CO?)總硫化氫(H?S+HS-)偏硅酸(H?SiO?)偏硼酸(HBO?)溴(Br-)溴水碘(I-)總鐵(Fe2++Fe3+)砷(As)注2:理療天然礦泉水化學成分達到表中規(guī)定的含量者(資料性附錄)地熱利用的節(jié)煤減排量及居室采暖面積估算表地熱利用的節(jié)煤量、減排量、節(jié)省污染治理費用及居室采暖面積分別按表G.1、表G.2、表G.3、表G.4和表G.5所列方法計算。表G.1地熱水開采一年所獲熱量與之相當?shù)墓?jié)煤量考慮熱效率折算后的熱能(W:)節(jié)煤量(M)表G.2地熱水開采一年相當節(jié)煤量的減排量二氧化碳(CO?)二氧化硫(SO?)氮氧化物(NOx)表G.3節(jié)省污染治理費用二氧化碳(CO?)二氧化硫(SO?)氮氧化物(NO)費用1.1元/kg清潔開發(fā)機制CDM國際碳匯市場價格略低于此價格。表G.4無調(diào)峰設施的地熱水居室采暖面積估算表利用溫度(t?—t?)℃采暖面積(F)水溫度，單位為攝氏度(℃);t?為地熱水采暖排水溫度，單位為攝氏度(℃)。加用調(diào)峰負荷占供熱總量30%的地熱水居室采暖面積估算表利用溫度(t?-t?)℃采暖面積(F)注：Q為地熱水流量，單位為立方米每天(m3/d)。H.1流體開采量分類統(tǒng)計方法 A,(x,y)——第i地熱田x熱儲層段y利用方向的地熱井(溫泉)數(shù)量；地熱田x熱儲層段的總流體開采量；按y統(tǒng)計得到第i地熱田y利用方向的總流體開采量。第i地熱田的總流體開采量將式(H.2)按x、y加和得到。所有地熱田按y統(tǒng)計得到地熱田y利