地熱資源儲量計算方法

1、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(fā)利用程度、地熱 動態(tài),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(tài)資料年動態(tài)資料調查實測資料文獻資料單井多年動態(tài)預測值產能測試內插值實際產能測試試驗資料外推地執(zhí) 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

2、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(tài)監(jiān)測5年以上不少于1年短期監(jiān)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(tài)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

3、用解析法；開采 階段應依據勘查、開發(fā)及監(jiān)測資料 ，采用統計分析法、熱儲 法或數值法等計算。（一）地表熱流量法地表熱流量法是根據地熱田地表散發(fā)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(fā)熱量時使用。通過巖石傳 導散發(fā)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(fā)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

4、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(qū)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(guī)劃的利用方式來確定（我區(qū)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

5、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(qū)，為每個子區(qū)的各項參數分別賦值，然后計算出每個子區(qū) 的熱儲存量、地熱水儲存量。最后，把各子區(qū)的計算結果累 加就得到了地熱田（或計算區(qū)）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(wěn)定流泰斯公式計算單井

6、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 '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(wěn)定流和非穩(wěn)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

7、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：該方法適用于已開發(fā)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(tài)監(jiān)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。可 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(jiān)測資料的時段長 度。通常利用已有的動態(tài)觀測資料，分析地熱開采區(qū)內， 地熱水開采量

8、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(jiān)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?？傊?，一個地熱田或地熱勘查區(qū)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(guī)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

9、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(wěn)定流抽水試驗資料繪制的 Q=f(s)曲線，確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(qū)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(qū)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(jiān)測井多年水頭 壓力保持穩(wěn)定或一定時限內可趨于穩(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

10、持水頭壓力穩(wěn)定的地 熱田，可以地熱田內代表性監(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的可開 '采量。3、對已實施地熱回灌或采（灌）結合開發(fā)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）可開采量確定應依據泉流量實測和動態(tài)觀測資料，采用泉流量衰減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

11、許二 Qwk *（1 Re）其中，Q允許一地熱流體可開采量，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(qū)取20% 50%，灰?guī)r地區(qū)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、最大允許降深法可米地熱流體量米用最大允許降深法，設定一定開米期限內（50100年），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 100150m時，求得的最大開采量，為計算區(qū)地熱流體的可開 '采量。 表達式為:4：TS|4TS-IQ 二wk ln( 6.11t)|n(6.11Tt)Qwd2 二 TS2in0473R(32)(3 3)式中:Qw

12、k 地熱流體可開 '采量，m3/d;Qwd 單井地熱流體可開采量，m3/d;S計算區(qū)中心水位降深，m;S2 單井附加水位降深，m;R1開采區(qū)半徑，m;R2 單井控制半徑，m; 一熱儲含水層彈性釋水系數;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(qū)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(fā)育情況，一般采用510%。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(fā)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，根據經驗，將潛流量的 70%作為可利