1、地熱資源儲量計算與評價第一節計算原則1、地熱資源/儲量的計算，應分別計算熱儲中的地熱 儲量（J）、儲存的地熱流體量（m3）、地熱流體可開采量（m3/d 或 m3/a）及其可利用的熱能量（MWt ）。2、地熱資源/儲量計算，應以地熱地質勘查資料為依據，在綜合分析熱儲的空間分布、邊界條件和滲透特征，研究地熱流體的補給和運移規律 ，研究地熱的成因、熱傳導方 式、地溫場特征，并建立地熱系統概念模型的基礎上進行。3、計算方法或計算模型應符合實際，模型的建立與計 算方法的采用，應隨勘查工作程度的提高，依據新的勘查和 動態監測資料進行更新和改進。第二節 計算參數的確定地熱資源/儲量計算參數應盡可能通過試驗和

2、測試取得。對難于通過測試得到的參數或勘查工作程度較低時，可采用經驗值。應取得下列參數 ：一、地熱井參數：1、參數類型：地熱井位置、深度、揭露熱儲厚度、生 產能力、溫度、水頭壓力、流體化學成份等。2、獲取方法：均采用測量、試驗、測試獲取實測數據。熱儲幾何參數1、參數類型：熱儲面積、頂板深度、底板深度和熱儲 厚度等。2、獲取方法：(1) 頂板深度、底板深度和熱儲厚應利用鉆孔勘探資 料，并依據地面物探資料，考慮地熱田內熱儲厚度變化特征 取平均值或分區給出。(2) 熱儲面積：帶狀熱儲的面積一般按地熱異常區或 同一深度地熱等溫線所圈定的范圍確定；層狀熱儲的面積依 據地熱田的構造邊界和同一深度的地溫等值線

3、所圈定的范 圍確定。如果工作任務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。如果地熱田分布面積，應將各地 熱分區、地熱田及地熱異常區范圍線、熱儲溫度等值線和熱 儲厚度等值線計算機數字化，通過計算機計算各分區的面 積。若進行區域評價時，新近系與白堊系熱儲面積，為熱 儲溫度大于 40 C的區域；基巖熱儲面積，按其埋深4000m以淺分布面積計算。三、熱儲物理性質1、參數類型：熱儲溫度、水頭壓力、巖石的密度、比 熱、熱導率和壓縮系數等。據此，可以取得熱儲不同部位的 溫度分布情況。2、獲取方法：(1)熱儲溫度：應盡量選用井溫測量的實測數據。熱儲溫度由實測井口水溫和新生界地溫梯度推算確熱儲溫

4、度計算公式:=T0 +H1 H2式中:Tz 熱儲中部溫度，c；T0多年平均氣溫，C；.汀一地溫梯度，C /100m;H0 恒溫帶深度， m;H i-熱儲頂板埋深，m；H 2 熱儲底板埋深，m。新近系熱儲溫度根據地溫梯度公式求得，基巖熱儲溫度按照新近系計算方法先求得基巖頂面熱儲溫度，再利用基 巖地溫梯度求得基巖頂面值熱儲中部深度的熱儲溫度，然后 二者相加，即為基巖熱儲中部溫度。在調查階段或沒有地熱勘探井的情況下，可以通過地溫梯度推測熱儲的溫度，也可以用地球化學溫標計算熱儲溫 度。此階段圈定熱儲體積時，一般來說熱儲蓋層的，平均地溫不小于3C /100m，或1000m深度以下獲得的地熱流體溫度不低于

5、40C,也就是說1000m以淺平均地溫小于 3C /100m 不作為熱儲加以計算。實際計算時可根據將來地熱流體用途確定熱儲體積。（2）水頭壓力：應通過地熱井的試井資料取得熱儲的 壓力。一般情況下，靜水位埋深的修正，修正可采用如下方法：a. 公式計算法：水位校正（換算到熱儲層平均溫度 ），可用公式（3 -1）進行校正。Q平xff -（務-爲）|h=H -（3 - 1）式中：h校正后水位埋深（m）;H 取水段中點的埋深（m）;hi觀測水位埋深（m）;ho基點高度（m）;P平一一地熱井內水柱平均密度（ kg/m3）;p高一一熱儲最高溫度對應密度（kg/m3）。b. 作圖法依據抽水試驗時三次降深測得的

6、動水頭（hi）和出水量（QI）作圖，反算熱水靜水位。即曲線交于縱軸出水量為零 時，便是熱水靜水位埋深。此法簡便、真實、實用。c.粗略概推法停泵后，立即觀測恢復水位，由于熱儲層的高壓力， 動、勢能量的轉換，當水位恢復到最高點，即熱水頭高度。 此方法可為參考。（3）巖石的密度、比熱、熱導率和壓縮系數：應綜合 考慮物探測井和巖樣實驗室測試結果。在勘查程度較低時或 沒有進行測試時，可取經驗值，其經驗值具體見地熱資源 地質勘查規范 GB/T 11615 2010 （表C.1 ）。四、熱流體性質1、參數類型：熱流體單位質量的體積、比重、熱焓、 動力粘滯系數、運動粘滯系數和壓縮系數等。2、獲取方法：在地熱流

7、體的含鹽量不大，且不含非凝氣體時，這些參數可從地熱資源地質勘查規范GB/T116152010表C.2查得或求得；否則需要適當修正。五、熱儲滲透性和貯存流體能力的參數1、參數類型：滲透率、滲透系數、傳導系數、彈性釋 水系數（貯存系數）、空隙率、有效空隙率等。2、獲取方法：（1）滲透率、滲透系數、傳導系數、彈性釋水系數（貯 存系數）：通過單孔或多孔試井資料求得。一般來說，滲透率小于0.05/卩m2的巖體不應作為熱儲 加以計算。滲透系數、傳導系數、彈性釋水系數（貯存系數）采 用常規的穩定流與非穩定流抽水求參方法進行。復雜條件下熱儲水文地質參數的計算，如抽水影響受 到不同水文地質邊界影響時，則選則符合

8、水文地質條件的公 式進行計算，（參見供水水文地質手冊第二冊）?；虬催吔缢π再|設置虛井按勢疊加原理進行計算。（2）滲透率、空隙率和有效空隙率：空隙率可以通過 實驗室測定，也可通過地球物理測井數據估算。有效空隙率 可以通過試井資料計算。六、其他參數：1、利用監測資料可獲取地熱井的生產量、溫度、水頭 壓力、化學成份隨時間的變化的數據。2、利用地熱勘探井資料與地面物探等資料獲取熱儲的 邊界條件，如邊界的位置、熱力學和流體動力學特征等。地熱井動態監測資料與熱儲的邊界條件也是地熱資源/儲量計算必須的的參數。第三節地熱資源/儲量計算方法一、地熱資源/儲量計算的基本要求地熱資源/儲量計算應建立在地熱田概念模

9、型的基礎 上,根據地熱地質條件和研究程度的不同，選擇相應的方法進行。概念模型應能反映地熱田的熱源、儲層和蓋層、儲層 的滲透性、內外部邊界條件、地熱流體的補給、運移等特征。依據地熱田的地熱地質條件、勘查開發利用程度、地熱動態,確定地熱儲量及不同勘查程度地熱流體可開 '采量。表31地熱資源/儲量查明程度類別驗證的探明的控制的推斷的單泉多年動態資料年動態資料調查實測資料文獻資料單井多年動態預測值產能測試內插值實際產能測試試驗資料外推地執 八、田鉆井控制程度滿足開采階段要求滿足可行性階段要求滿足預可行性階段要求其他目的勘查孔開采程度全面開采多井開采個別井開采自然排泄動態監測5年以上不少于1年短

10、期監測或偶測值偶測值計算參數依據勘查測試、多年開采與多年動態多井勘查測試及經驗值個別井勘查、 物探推測和經驗值理論推斷和經驗值計算方法數值法、統計分析法等解析法、比擬法等、熱儲法、比擬 法、熱排量統 計法等熱儲法及理論推斷二、地熱資源/儲量計算方法地熱資源/儲量計算重點是地熱流體可開采量（包括可 利用的熱能量）。計算方法依據地熱地質條件及地熱田勘查 研究程度的不同進行選擇。預可行性勘查階段可采用地表熱 流量法、熱儲法、比擬法；可行性勘查階段除采用熱儲法及 比擬法外，還可依據部分地熱井試驗資料采用解析法；開采 階段應依據勘查、開發及監測資料 ，采用統計分析法、熱儲 法或數值法等計算。（一）地表熱

11、流量法地表熱流量法是根據地熱田地表散發的熱量估算地 熱資源量。該方法宜在勘查程度低、無法用熱儲法計算地熱 資源的情況下，且有溫熱泉等散發熱量時使用。通過巖石傳 導散發到空氣中的熱量可以依據大地熱流值的測定來估算， 溫泉和熱泉散發的熱量可根據泉的流量和溫度進行估算。（二）熱儲法主要用于計算熱儲中儲存的熱量和地熱水儲存量，估 計熱田地熱資源的潛力。1、適用條件：熱儲溫度有少量地熱井控制的，地熱 異常范圍大致能確定的地熱田。熱儲法又稱體積法，不但適 用于非火山型地熱資源量的計算，也適用于與近期火山活動 有關的地熱資源計算；不僅適用于孔隙型熱儲，也適用于裂隙型熱儲。是一種常用的方法。2、計算步驟與一些

12、計算參數的確定原則（1）應首先確定地熱田的面積（或計算區范圍）地熱田的面積最好依據熱儲的溫度劃定，在勘查程度 比較低，對熱儲溫度的分布不清楚時，可以采用淺層溫度異 常范圍、地溫梯度異常范圍大致圈定地熱田的范圍，也可以 采用地球物理勘探方法圈定地熱田的范圍。（2） 確定地熱田溫度的下限標準和計算/評價的基準 面深度地熱田溫度的下限標準應根據當地的地熱可能用途 而定，或根據規劃的利用方式來確定（我區現階段一般按照 地熱資源溫度分級溫水溫度最低界限25C）。計算/評價的下限深度一般是探采結合井控制的深度范圍內。（3）計算/評價范圍確定之后，應根據熱儲的幾何形狀（頂板埋深、底板埋深和厚度）、溫度、空隙

13、度的空間變化，以及勘查程度的高低將計算/評價范圍劃分成若干個子區，為每個子區的各項參數分別賦值，然后計算出每個子區 的熱儲存量、地熱水儲存量。最后，把各子區的計算結果累 加就得到了地熱田（或計算區）的熱儲存量和地熱水儲存量。（三）解析法1、適用條件：在勘查程度比較低，可用資料比較少時，可以采用解析法計算地熱井或地熱田的地熱流體可開 '采量。2、計算基本方法：當熱儲可以概化為均質、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，可以采用非穩定流泰斯公式計算單井的開采量、 水位（壓力）隨開采時間的變化量，從而計算出在給定的壓 力允許降深下地熱流體的可開 '

14、;采量， 對單井的地熱流體可開 采量進行評價。當地熱田中有多個地熱井時，可以采用疊加 原理計算在給定壓力允許下降值下地熱流體可開 '采量。該法主要借用淺部地下水穩定流和非穩定流計算方 法，計算結果往往同實際出入較大。建議根據當地的實際情 況選用了其他地熱資源計算方法。（四）比擬法比擬法又稱類比法，即利用已知地熱田的地熱資源量 來推算地熱地質條件相似的地熱田的地熱資源量，或者用同 一地熱田內已知地熱資源量的部分來推算其它部分的地熱 資源量。類比必須是在地熱的儲藏、分布條件相似的兩者之間 進行的，否則類比的結果與實際情況可能會存在很大的差 異。（五）統計分析法1、適用條件：該方法適用于已開

15、發利用的地熱田，該結果通常比較接近實際。2、計算方法具有多年動態監測資料的地熱田，可采用統計分析法建立的統計模型來預測地熱田在定（變）量開采條件的壓力（水位）變化趨勢，并確定一定降深條件下的可開 '采量?？?采用的統計分析法包括相關分析、回歸分析、時間序列分析 等方法。宜采用壓力（水位）降低值和開采量之間建立的相 關統計模型對地熱田進行預測。用于預測的模型應具有較高 的相關系數，預測的時限不應超過實際監測資料的時段長 度。通常利用已有的動態觀測資料，分析地熱開采區內，地熱水開采量與水位下降的關系，概略確定每下降1米的熱水可采量，進而推測最大可能降深時的地熱水可采資源量及 可采年限，以此

16、做為地熱田地熱資源評價的依據。（六）數值模型法在地熱田的勘查程度比較高，并且具有一定時期的開 采歷史，具有比較齊全的監測資料時，應建立地熱田的數值 模擬模型，用以計算/評價地熱儲量，并作為地熱田管理的工 具。一般適用于研究程度較高的地熱田。總之，一個地熱田或地熱勘查區的地熱資源/儲量計算,應采用兩種以上的方法計算、比較和驗證。地熱資源/儲量具體計算方法要求，參見地熱資源地質勘查規范（GB/T 11615 2010）附錄C、附錄D。三、地熱流體可開采量確定（一）地熱流體可開采計算的基本原則1、無開采歷史的單個地熱開采井可開采量確定一般可依據地熱井單井穩定流抽水試驗資料繪制的 Q=f（s）曲線，確

17、定水流方程以內插法計算確定。對于層狀熱 儲地熱田，建議依據該井開采可能影響區內的可采熱儲存量 與地熱井開采期排放的總熱量進行均衡驗算確定。根據這幾年我區的勘查實踐計算使用的壓力降低值， 一般不大于100m,最大不大于150m,年壓力下降速率不大 于2m。2、有開采歷史的井采地熱田可開采量確定對以井采為主并開采多年的地熱田，應以統計法為主 計算地熱流體可開 '采量，以地熱田內代表性監測井多年水頭 壓力保持穩定或一定時限內可趨于穩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定的地 熱田，可以地熱田內代表性監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

18、的可開 '采量。3、對已實施地熱回灌或采（灌）結合開發的地熱田可 開采量確定可采用統計分析法、熱儲法或數值法計算其保持水頭 壓力、熱（量）均衡條件下的合理開采強度作為其可開 '采量。4、對單獨開采的地熱天然露頭（泉）可開采量確定方程計算可開采量或取歷年泉最低流量值作為其可開采量。（二）地熱流體可開采量計算的常用方法以下列出幾種常用的、簡單的計算方法，供評價時參 考。1、盆地型地熱田可采地熱流體評價中考慮回灌水量，表達式為：Q允許=Qwk *（1 Re ）其中， Q允許 地熱流體可開 '采量，m3/d;Qwk 單井地熱流體可開采量，m3/d;Re 回灌比例。其中砂巖地區取

19、20% 50%，灰巖地區取 60% 80%。單井地熱流體可開采量采用最大允許降深或開采系數 法確定。A、最大允許降深法可采地熱流體量采用最大允許降深法，設定一定開采 期限內（50100年），計算區中心水位降深與單井開采附加 水位降深之和不大于 100150m時，求得的最大開采量，為計算區地熱流體的可開 '采量。 表達式為：(32)wd(3 3)2 二 TS20.473R2In2r式中：Q wk 地熱流體可開采量， m3/d;Qwd 單井地熱流體可開采量，m3/d;Si計算區中心水位降深，m;S2 單井附加水位降深，m;Ri 開采區半徑，m;R2 單井控制半徑，m;一熱儲含水層彈性釋水系

20、數；t開采時間，d;T導水系數，m2/d;r抽水井半徑，m;B、開采系數法地熱遠景區采用可采系數法，開采系數的大小，取決 于熱儲巖性、孔隙裂隙發育情況，一般采用510%。Qwk 二Q儲 *x(34)Q儲一地熱流體總存儲量，m3;X可采系數2、主要受斷裂構造控制呈帶狀分布的地熱田(1) 泉(井)熱量法對于斷裂帶開發型熱儲的地熱田，地熱水主要以溫泉或自流井的形式排泄，將溫泉或自流井的總流量作為地熱田 的天然補給量和可開采量。（2）排泄法對于斷裂帶半封閉型熱儲的地熱田，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]到第四系潛流一般不可能被全部開采利 用，根據經

21、驗，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、自流井流量及開采量作為地熱 田的可開 '采量。（3）補給量法對于地熱條件已基本查明的地熱田，利用補給量計算 地熱田的可開采量， 其中側向補給量部分取其 70%作為可開 采量。（3）平均布井法對于有地熱井抽水試驗資料的地熱田，根據抽水試驗 資料，利用Q S曲線方程，推算20m水位降深的單井出水 量，在利用平均布井法計算地熱田的可開采量。第四節 地熱資源/儲量可靠性評價地熱資源/儲量可靠性評價應突出地熱田可持續發展能 力、地熱井的合理的權益保護范圍及合理的開采方案。一、地熱單井評價1、井的穩定產量評價依據無開采歷史

22、的單個地熱開采井可開采量確定的方法進行評價單井穩定產量。2、單井50年地熱開采總量計算對于盆地型層狀熱儲面積大，且分布穩定的地熱田（如 西遼河盆地、呼包盆地、海拉爾盆地），如果勘查程度達到可行性階段，為了便于編制地熱開發利用規劃，參照天津地 區地熱單（對）井資源評價技術要求，建議計算單井50年地熱開采總量（包括開采50年的井域熱儲層單位面積可采熱 儲量及地熱開采井布井合理間距）。（1）單井50年地熱開采總量計算依據地熱井抽水試驗資料，用內插法（最大水位降深以不大于單井穩定流量的設計值，區域水位下降速率不大于 2m/a）初步確定的地熱井可開采流體量，并以公式（3-5）計算按此量開采50年所排放的

23、總熱量。Q” =(3-5)式中：Qw地熱井開采 50年所排放的總熱量（kJ）；Q地熱井的日可開采量（m3/d）；CW地熱水平均比熱容（kJ/（m3 C ）；tW地熱水平均溫度（C ）；to地區常溫層溫度（C ）;T-50年內單井累計抽水天數（d）;（2） 地熱井開采利用50年熱儲層單位面積可開采的 熱儲存量依據地熱井地質剖面，按公式（3-6）計算確定地熱井開采利用熱儲層單位面積可開采的熱儲存量。Q產KHC心G（3-6）式中：Qr地熱井開采影響區內單位面積可開采熱儲量（kJ/m2）;K 熱儲層地熱采收率 （0.150.20）;H 地熱井所利用的熱儲層厚度（m）;Cr熱儲層的平均比熱容（kJ/（m

24、3）;tr 熱儲層平均溫度（C）；to地區常溫層溫度（C ）。（3）單井50年地熱開采所需熱儲水平面積計算按均衡原理以公式（3-7）計算熱儲層可采熱儲存量與 地熱井開采50年排放總熱量保持均衡所需的熱田面積，并 按圓面積公式估算地熱井的井距。（3-7）式中：F保持均衡所需的熱田面積（m2）；Qw地熱井開采50年所排放的總熱量(kJ);Qr 地熱井開采影響區內可開采熱儲量(kJ/m2)。(4) 地熱開采井布井合理間距(D)計算(3-8)二、地熱田或地熱開采地區評價依據地熱資源地質勘查規范(GB/T 11615 2010)，地熱田或地熱開采地區評價主要有以下內容。1、 依據地熱流體可開采量所采出的

25、熱量，計算地熱田的 產能(熱能或電能)。2、計算地熱流體年(或50年)可開采量所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重，估計地熱資源的開發潛力并比較計算結果的一致性。3、 依據資源條件及資源開發的技術經濟條件，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。具體計算方法詳見規范。是否按照規范計算100年的量？第五節地熱流體質量評價、地熱流體質量評價的一般要求1、地熱流體質量評價應依據地熱資源地質勘查規范 (GB/T 11615 2010 )規定的內容進行，但針對不同用途有所側重。2、按照相應的規范，嚴格取樣，確保樣品有代表性。3、對熱水的主要用途

26、評價，應有外檢樣。二、地熱流體不同用途評價1、理療熱礦水評價：地熱流體通常含有某些特有的礦 物質(化學)成分，可作為理療熱礦水開發利用，可參考地 熱資源地質勘查規范(GB/T 11615 2010)附錄E對其屬于何種類型的理療熱礦水做出評價。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GB8537-2008飲用天然礦 泉水標準進行評價。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GB 5749-2006生活飲用水衛生標準做出評價。4、 農業灌溉用水評價：低溫地熱流體(水)在用于采 暖供熱等目的后排放的廢棄水，一般可用于農田灌溉，可 參照GB508

27、4-2005農田灌溉水質標準對其是否適于農田灌 溉做出評價。5、漁業用水評價：低溫地熱水用于水產養殖的，可參照GB11607-89漁業水質標準對其是否符合水產養殖做出評 價。我區目前地熱水主要用于理療，基本不適用于飲用與 農業灌溉。三、地熱流體中有用礦物組分評價可從熱水中提取工業利用的成分，主要有碘（20mg/L）、溴（ 50mg/ L）、銫（ 80mg/ L）、鋰（ 25mg/L）、 銣（200mg/ L）、鍺（5mg/L）等，有的還可生產食鹽（工 業品位NaCI 10%、芒硝等，對達到工業利用可提取有用 元素最低含量標準的，可參照地質出版社1987年礦產工業 要求參考手冊予以評價。四、地熱流體腐蝕性評價對地熱流體中因含有氯根、硫酸根、游離二氧化碳和硫 化氫等組份而對金屬有一定的腐蝕性，可通過掛片試驗等 測定其腐蝕率，對其腐性做出評價。可參照工業上用腐蝕系 數來衡量地熱流體（水）的腐蝕性。五、地熱流體結垢評價對地熱流體中所含二氧化硅、鈣和鐵等組分因溫度變化而產生結垢，可通過試驗，評價其結垢程度?？蓞⒄展I上用鍋垢總量來衡量地熱流體的結垢性。第六節地熱資