《中深層地?zé)崮荛_(kāi)發(fā)方案編制技術(shù)要求 井下?lián)Q熱》（征求意見(jiàn)稿）

ICS點(diǎn)擊此處添加ICS號(hào)點(diǎn)擊此處添加中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)文獻(xiàn)分類(lèi)號(hào)DB61Technicalrequirementofpreparingmedium-deepgeothermaldevelopmentplanbythewayofdownholeheatexchange陜西省市場(chǎng)監(jiān)督管理局發(fā)布DBXX/XXXXX—XXXX 錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。 12規(guī)范性引用文件 13術(shù)語(yǔ)及定義 14目的和原則 25開(kāi)發(fā)方案編制內(nèi)容 36開(kāi)發(fā)方案報(bào)告 5 7DBXX/XXXXX—XXXX本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。本文件由陜西省煤田地質(zhì)集團(tuán)有限公司提出。本文件由陜西省地?zé)崮軜?biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)歸口。本文件起草單位：陜西省煤田地質(zhì)集團(tuán)有限公司；陜西中煤新能源有限公司；陜西省地質(zhì)調(diào)查院水工環(huán)院地?zé)崴?；西安煤科地?zé)崮荛_(kāi)發(fā)有限公司；陜西西咸新區(qū)灃西新城能源發(fā)展有限公司；西安交通大學(xué)建筑節(jié)能研究中心；陜西省一三一煤田地質(zhì)有限公司；陜西工程勘察研究院有限公司；中煤西安設(shè)計(jì)工程有限責(zé)任公司。本文件主要起草人：韓元紅等。本文件由陜西省地?zé)崮軜?biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)負(fù)責(zé)解釋。本文件首次發(fā)布。聯(lián)系信息如下：?jiǎn)挝唬宏兾魇∶禾锏刭|(zhì)集團(tuán)有限公司電話址：陜西省西安市經(jīng)開(kāi)區(qū)文景路26號(hào)A郵編：7100211DBXX/XXXXX—XXXX中深層地?zé)崮荛_(kāi)發(fā)方案編制技術(shù)要求井下?lián)Q熱本文件規(guī)定了中深層地?zé)崮芫聯(lián)Q熱開(kāi)發(fā)方案編制的總體原則、內(nèi)容、方法及其技術(shù)要求。本文件適用于中深層地?zé)崮芫聯(lián)Q熱開(kāi)發(fā)方案的編制。2規(guī)范性引用文件下列文件對(duì)于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅所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。NB/T10097—2018地?zé)崮苄g(shù)語(yǔ)DB61/T1808—2024中深層地?zé)崮芫聯(lián)Q熱開(kāi)發(fā)利用術(shù)語(yǔ)3術(shù)語(yǔ)及定義下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。3.1中深層地?zé)崮躮edium-deepgeothermalenergy200m～4000m深度范圍內(nèi)的地?zé)崮?。[來(lái)源：DB61/T1808—2024，3.1.2]3.2地溫梯度geothermalgradient地溫隨深度變化的速率。單位為℃/100m或℃/km。[來(lái)源：NB/T10097—2018，2.3.2]3.3巖石熱導(dǎo)率thermalconductivityofrocks巖石導(dǎo)熱能力的量度，即在熱傳導(dǎo)方向上單位長(zhǎng)度溫度降低1℃時(shí)，在單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)單位面積的熱量，一般用符號(hào)λ或K表示，單位為W/(m·K)。巖石熱導(dǎo)率主要取決于巖石的礦物組成和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、孔隙度、孔隙充填物及含水量、溫度和壓力等因素。[來(lái)源：NB/T10097—2018，2.3.3]3.4井下?lián)Q熱downholeheatexchange載熱介質(zhì)在井管內(nèi)循環(huán)吸收巖土體和流體中的熱量至地面。2DBXX/XXXXX—XXXX[來(lái)源：DB61/T1808—2024，3.1.3]3.5載熱介質(zhì)heatcarriedmedium井下?lián)Q熱系統(tǒng)中的循環(huán)載熱工質(zhì)。[來(lái)源：DB61/T1808—2024，3.3.5]3.6換熱井heatexchangegeothermalwell為井下?lián)Q熱方式開(kāi)采地?zé)豳Y源而鉆探的孔眼及其設(shè)施。3.7中深層井下?lián)Q熱系統(tǒng)medium-deepdownholeheatexchangesystem中深層井下?lián)Q熱裝置與地面熱交換設(shè)備連通形成的閉式管路系統(tǒng)。[來(lái)源：DB61/T1808—2024，3.3.2]3.8換熱量heatexchangerpower單位時(shí)間內(nèi)井下?lián)Q熱裝置從地下巖土體及流體中獲取的熱量。單位為kW。[來(lái)源：DB61/T1808—2024，3.3.11]3.9換熱試驗(yàn)heattransfertest利用測(cè)試設(shè)備對(duì)井下?lián)Q熱系統(tǒng)進(jìn)行試驗(yàn)監(jiān)測(cè)，記錄循環(huán)載熱介質(zhì)進(jìn)口溫度、出口溫度、流量及壓力等參數(shù)，分析系統(tǒng)換熱能力的試驗(yàn)。[來(lái)源：DB61/T1808—2024，3.3.12]3.10熱影響半徑thermalaffectedradius井下?lián)Q熱地?zé)衢_(kāi)發(fā)對(duì)巖土體地溫影響在井管徑向平面上的最大距離，單位為m。[來(lái)源：DB61/T1808—2024，3.3.14]3.11地?zé)崮芫聯(lián)Q熱開(kāi)發(fā)方案geothermaldevelopmentplan地?zé)崮芫聯(lián)Q熱開(kāi)發(fā)前期研究編制的開(kāi)發(fā)方案，包括地?zé)岬刭|(zhì)條件、資源量及換熱量評(píng)估、開(kāi)發(fā)方案及其效果預(yù)測(cè)、方案實(shí)施要求、地質(zhì)環(huán)境保護(hù)等。4目的和原則3DBXX/XXXXX—XXXX依據(jù)本文件編制開(kāi)發(fā)方案的目的是明確地?zé)岬刭|(zhì)特征，揭示井下?lián)Q熱開(kāi)發(fā)規(guī)律，確定中深層地?zé)崮芫聯(lián)Q熱開(kāi)發(fā)技術(shù)方案，為中深層地?zé)崮芫聯(lián)Q熱科學(xué)、高效、環(huán)保和可持續(xù)開(kāi)發(fā)提供技術(shù)依據(jù)，為開(kāi)發(fā)項(xiàng)目可行性研究報(bào)告和技術(shù)方案報(bào)告的編制提供參考。4.2原則遵循國(guó)家有關(guān)法律、法規(guī)和政策，根據(jù)地?zé)岬刭|(zhì)特征和井下?lián)Q熱開(kāi)發(fā)規(guī)律，結(jié)合市場(chǎng)需求，優(yōu)化開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)，確保地?zé)崮馨踩咝ч_(kāi)發(fā)。5開(kāi)發(fā)方案編制內(nèi)容5.1基本情況概述5.1.1地理位置地理位置、海拔高度、經(jīng)緯度坐標(biāo)、平面坐標(biāo)、所處行政區(qū)域（省、縣級(jí)）等。應(yīng)附目標(biāo)區(qū)地理位置圖。5.1.2自然地理和自然環(huán)境概況與中深層地?zé)崮芫聯(lián)Q熱開(kāi)發(fā)相關(guān)的自然地理、自然環(huán)境和社會(huì)環(huán)境，可能影響開(kāi)發(fā)的災(zāi)難性自然條件等。5.1.3社會(huì)條件所在地區(qū)的人文、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)情況。5.2地?zé)岬刭|(zhì)條件地質(zhì)構(gòu)造、斷裂構(gòu)造特征、地層巖性特征、水文地質(zhì)特征、熱儲(chǔ)發(fā)育情況和地溫分布特征等。5.2.1區(qū)域構(gòu)造特征大地構(gòu)造位置，區(qū)內(nèi)構(gòu)造斷裂發(fā)育情況，主要邊界斷裂及大中型斷層的分布、性質(zhì)、產(chǎn)狀、斷距等。應(yīng)附區(qū)域構(gòu)造位置及斷裂構(gòu)造圖。5.2.2地層巖性特征地層時(shí)代、地層深度、巖性特征等。應(yīng)附地層巖性柱狀圖或地層巖性分層表。5.2.3水文地質(zhì)特征地下含水層和隔水層埋藏與分布、地下含水層滲流特征。宜附水文地質(zhì)剖面圖或水文地質(zhì)分層表。5.2.4熱儲(chǔ)發(fā)育情況區(qū)域熱儲(chǔ)層發(fā)育情況，包括熱儲(chǔ)層位名稱、埋深、厚度、巖性特征、儲(chǔ)層物性特征等。5.2.5大地?zé)崃鞅尘按蟮責(zé)崃魈卣?。宜附區(qū)域大地?zé)崃鞅尘皥D。5.2.6地溫特征4DBXX/XXXXX—XXXX描述地溫分布特征。宜附垂向地溫曲線圖、平均地溫梯度表和平面地溫等值線圖等。陜北和關(guān)中地區(qū)地溫平面等值線圖可參考DBJ61/T166—2020附錄C，關(guān)中盆地各構(gòu)造單元地溫梯度值可參考DBJ61/T166—2020附錄D。5.2.7地層物性特征描述各地層層位物性參數(shù)，包括密度、熱導(dǎo)率、熱擴(kuò)散系數(shù)等。碎屑巖地層采用巖心測(cè)試獲取熱物性參數(shù)時(shí)，數(shù)據(jù)應(yīng)經(jīng)過(guò)飽和水矯正，飽和水矯正計(jì)算方法見(jiàn)如下公式：式中，Km、Kc分別為實(shí)測(cè)熱導(dǎo)率和校正熱導(dǎo)率；Kw為水熱導(dǎo)率，0.600W/(mK)；Ka式中，Km、Kc分別為實(shí)測(cè)熱導(dǎo)率和校正熱導(dǎo)率；Kw為水熱導(dǎo)率，0.600W/(mK)；Ka為空氣熱導(dǎo)率，0.026W/(m·K)，φ為孔隙度。碎屑巖地層應(yīng)描述密度、熱導(dǎo)率、熱擴(kuò)散系數(shù)、孔隙度和滲透率。應(yīng)附地層分層物性參數(shù)表。陜西地區(qū)地層熱物性參數(shù)可參考DBJ61/T166—2020附錄A。5.3地?zé)豳Y源量計(jì)算區(qū)域地?zé)豳Y源量。宜先分層估算各地層地?zé)豳Y源量，再求和估算開(kāi)發(fā)區(qū)地?zé)豳Y源量。宜采用體積法進(jìn)行地?zé)豳Y源量估算，參數(shù)獲取要求和計(jì)算方法參考GB/T11615—2010。5.4開(kāi)發(fā)方案5.4.1開(kāi)發(fā)原則a）充分考慮地?zé)岬刭|(zhì)特征、地層熱傳導(dǎo)性能及地下水滲流特征；b）設(shè)置合理的井間距；c）采用合理的換熱功率和運(yùn)行模式，堅(jiān)持可持續(xù)開(kāi)發(fā)；d）充分借鑒同一區(qū)域或相似熱背景區(qū)域以往井下?lián)Q熱的開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)；e）堅(jiān)持經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和環(huán)境效益并重。5.4.2開(kāi)發(fā)有利區(qū)根據(jù)地?zé)岬刭|(zhì)特征，優(yōu)選區(qū)域內(nèi)地溫梯度大，巖層導(dǎo)熱性能良好，滲流速度大，地面可施工條件良好的區(qū)域?yàn)橛欣_(kāi)發(fā)區(qū)。5.4.3單井換熱量換熱量計(jì)算方法和要求參考DBJ61/T166—2020。宜采用數(shù)值模擬方法開(kāi)展不同井身結(jié)構(gòu)及不同工況條件下的換熱量計(jì)算。同軸套管換熱井換熱量數(shù)據(jù)可參考DBJ61/T166—2020附錄B。5.4.4單井熱影響半徑預(yù)測(cè)運(yùn)行開(kāi)發(fā)周期內(nèi)的熱影響半徑。5.4.5井下?lián)Q熱系統(tǒng)方案5DBXX/XXXXX—XXXX根據(jù)換熱能力，結(jié)合場(chǎng)地和經(jīng)濟(jì)性，確定井下?lián)Q熱系統(tǒng)方案，包括井下?lián)Q熱裝置、內(nèi)部裝置、載熱介質(zhì)，井口裝置、載熱介質(zhì)及運(yùn)行模式等。多種類(lèi)型井下?lián)Q熱系統(tǒng)開(kāi)發(fā)時(shí)，應(yīng)確定每種類(lèi)型的井下?lián)Q熱系統(tǒng)方案，并附每種類(lèi)型井下?lián)Q熱系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及換熱原理示意圖。a）換熱井：換熱井井身結(jié)構(gòu)及鉆完井要求（包括鉆完井質(zhì)量、鉆井程序、對(duì)接質(zhì)量，固井要求等b）井下?lián)Q熱裝置：井下?lián)Q熱裝置結(jié)構(gòu)特征，材質(zhì)及其它要求。常見(jiàn)同軸套管井下?lián)Q熱裝置和U型對(duì)接井井下?lián)Q熱裝置；c）內(nèi)部裝置：內(nèi)部裝置幾何結(jié)構(gòu)，安裝位置，材質(zhì)及保溫要求等；d）載熱介質(zhì)：載熱介質(zhì)類(lèi)型及相關(guān)要求；e）井口裝置：井口裝置結(jié)構(gòu)，安裝位置，材質(zhì)及保溫要求等。應(yīng)附井口裝置結(jié)構(gòu)示意圖；f）監(jiān)測(cè)裝置：監(jiān)測(cè)裝置名稱、類(lèi)型、結(jié)構(gòu)、安裝位置及方式等。g）運(yùn)行模式：載熱介質(zhì)運(yùn)行及間歇時(shí)間，運(yùn)行流速，進(jìn)出口流量、溫度等；5.4.6井位部署方案綜合考慮資源量，單井換熱量，熱影響半徑，可持續(xù)性，地面情況、環(huán)境影響、經(jīng)濟(jì)效益等因素，部署換熱井?dāng)?shù)量及位置，確定監(jiān)測(cè)井。應(yīng)附井位部署圖。5.4.7實(shí)施方案確定開(kāi)發(fā)實(shí)施批次、時(shí)間和規(guī)模的合理范圍。應(yīng)附開(kāi)發(fā)實(shí)施計(jì)劃表。5.5效果預(yù)測(cè)預(yù)測(cè)方案開(kāi)發(fā)期內(nèi)的生產(chǎn)動(dòng)態(tài)及可持續(xù)性，包括單井換熱量變化情況和區(qū)域地?zé)豳Y源量變化情況?？刹捎脭?shù)值模擬計(jì)算預(yù)測(cè)或參照同一區(qū)域或相似熱背景區(qū)域以往井下?lián)Q熱的開(kāi)發(fā)監(jiān)測(cè)效果進(jìn)行預(yù)測(cè)。5.6風(fēng)險(xiǎn)分析論述推薦方案的主要開(kāi)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)，提出預(yù)防及解決方案。5.7地質(zhì)環(huán)境保護(hù)根據(jù)區(qū)域地質(zhì)和水文特征，結(jié)合井下?lián)Q熱開(kāi)發(fā)技術(shù)特點(diǎn)，分析可能影響地質(zhì)和地下水環(huán)境的因素，提出解決方案。6開(kāi)發(fā)方案報(bào)告6.1報(bào)告提綱a）基本情況概述；b）地?zé)岬刭|(zhì)條件；c）資源量和換熱量評(píng)估；d）開(kāi)發(fā)方案；e）效果預(yù)測(cè)；f）風(fēng)險(xiǎn)分析；g）地質(zhì)環(huán)境保護(hù)。6.2附圖6DBXX/XXXXX—XXXX附圖包括但不限于：地理位置圖；斷裂構(gòu)