GB-T-11615-2010地热资源地质勘查规范.doc

1、GB/T 116152010I中 国 国 家 标 准 化 管 理 委 员 会ICS 73.020D 10中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准GB/T 116152010代替GB/T 116151989地热资源地质勘查规范Geologic exploration standard of geothermal resources2010-11-10 发布 2011-02-01 实施中 华 人 民 共 和 国 国 家 质 量 监 督 检 验 检 疫 总 局 发 布GB/T 116152010II目 次前言.II1 范围.32 规范性引用文件.33 术语和定义.34 总则.75 地热资源勘查内容

2、与要求.76 勘查工程控制程度要求.107 勘查工作质量要求.128 地热资源/储量计算与评价 .169 地热流体质量评价.1810 地热资源开发利用评价.2011 资料整理与报告编写要求.21附录 A （资料性附录） 地球化学温标 .23附录 B （规范性附录） 地热流体分析样品的采集与保存方法 .25附录 C （资料性附录） 地热资源 /储量计算方法 .27附录 D （资料性附录） 地热常用量代号和单位名称 .38附录 E（资料性附录）地热水利用的节煤减排计算及居室须暖面积估算表.41附录 F （资料性附录） 医疗热矿水水质标准 .42附录 G （规范性附录） 地热资源勘查报告编写提纲及附

3、图附表要求 .44参考文献-46GB/T 116152010III前 言本标准代替 GB/T 11615-89地热资源地质勘查规范。本标准与 GB/T 11615-89 相比主要变化如下：-根据实际需要，将术语和定义的条款由 13 条增至 34 条；将地热资源/储量分为：地热流体可开采量和地热储量（热储存量），地热流体可开采量细分为：验证的、探明的、控制的和推断的四类；将地热资源勘查划分为地热资源调查、预可行性勘查、可行性勘查及开采四个阶段,并在各阶段的具体工作内容上作了相应的补充；将地热资源勘查的最大深度规定在 4 000m 以内；对深部地球物理勘查方法的应用部份，增加了较为成熟的非地震的地

4、球物理勘探方法如电磁测深及微动测深等；对地热钻井孔斜、井深误差、岩屑录井、钻井冲洗液、测井、洗井、地质编录等提出了新要求；将地热回灌列入了地热勘查工作的内容，规定了回灌工程部署原则、工程控制要求及回灌试验的质量要求；明确地热动态监测应贯穿地热资源勘查、开采的全过程，对各勘查阶段的监测网点数量提出了要求；对地热资源计算方法部份作了较大的修改并作为本标准的附录 C；-增加了地热资源开发利用评价，细分为地热资源开发可行性评价和开发利用环境影响评价；-增加了地球化学温标、地热资源评价方法等内容。本标准的附录B和附录G为规范性附录，附录A、附录C、附录D、附录E和附录F为资料性附录。本标准由中华人民共和

5、国国土资源部提出。本标准由全国国土资源标准化技术委员会归口。本标准起草单位：国土资源部储量司、中国矿业联合会地热开发管理专业委员会、北京市地质工程勘察院。本标准起草人：宾德智 刘延忠 郑克棪 陈培钧 刘久荣 陈 红。本标准所代替标准的历次版本发布情况为：- GB/T 11615-1989GB/T 116152010 IV 地热资源地质勘查规范1 范围本标准规定了地热资源(不包括通过热泵技术开采利用的浅层地热能)地质勘查工作的定义、总则、基本工作内容、勘查工程控制程度与勘查工作质量要求、地热资源/储量计算与评价、地热流体质量评价、地热资源开发利用评价及勘查资料整理与报告编写要求等。本标准适用于地

6、热资源地质勘查工作部署和地热资源地质勘查报告的验收、评审备案、地热资源/储量登记统计。2 规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。GB 5084-92 农田灌溉水质标准GB 5749-2006 生活饮用水卫生标准 GB 8537-1995 饮用天然矿泉水GB 8978-1996 污水综合排放标准GB 11607-89 渔业水质标准3 术语和定义下列术语和定义适用于本标准

7、。3.1 地热 geothermal 地球内部所储存的热量。3.2 地热资源 geothermal resources地热资源是指能够经济地被人类所利用的地球内部的地热能、地热流体及其有用组分。目前可利用的地热资源主要包括：天然出露的温泉、通过热泵技术开采利用的浅层地热能、通过人工钻井直接开采利用的地热流体以及干热岩体中的地热资源。3.3地热资源勘查 geothermal resources exploration为查明某一地区的地热资源而进行的地质、地球物理、地球化学综合调查以及钻探与试验、取样测试、动态监测等地质工作。根据勘查工作程度，可分为调查、预可行性勘查、可行性勘查和开采等阶段。3.

8、4 地热资源评价 geothermal resources assessment在综合分析地热资源勘查成果的基础上，运用合理方法对地热资源蕴藏量、可采量及质量进行的计算与评价。3.5GB/T 116152010 V地热流体质量 quality of geothermal fluid地热流体的物理性质、化学成份、微生物指标及其能量品位。3.6地热异常区 geothermal anomalous area又称地热区，指地表放热量或大地热流值显著高于大陆地壳热流平均值的地区。在实际工作中，通常指具有某种地表热显示或一定深度内赋存有开发利用前景的热储分布地区。3.7地热系统 geothermal sy

9、stem构成相对独立的热能储存、运移、转换的系统。按地质环境和能量传递方式可划分为对流型地热系统和传导型地热系统。3.8地热田 geothermal field 经地质勘查或研究证实，赋存有一定数量和质量并可供经济开发利用的地热资源的地区。注： 一般与地热异常区相对应, 其规模可从几km 2 至数百或上千km 2 不等。理想的地热田具有热源、储热层（热储）和盖层三个要素。3.9地热储 geothermal reservoir简称热储（heat reservoir）,指埋藏于地下、具有有效空隙和渗透性的地层、岩体或构造带, 其中储存的地热流体可供开发利用。3.9.1层状热储 stratified

10、 reservoir指以传导热为主、分布面积大并具有有效空隙和渗透性的地层构成的热储。泛指沉积盆地型热储。3.9.2带状热储 zoned reservoir指以对流传热为主、平面上呈条带状延伸、具有有效空隙和渗透性的断裂带构成的热储。3.10盖层 cap rock覆盖在热储之上的不透水或弱透水岩层的总称。在层状热储中，通常将覆盖在主要热储或开发利用热储之上的地层通称之为主要热储的盖层。 3.11热源 heat source供给热储中岩石和地热流体热的来源, 可以是现代岩浆活动形成的岩浆房，也可以是来自地壳深部的热传导或来自沟通深部热源的现代活动性断裂带的热对流。3.12地热增温率 geothe

11、rmal gradient也称地温梯度, 指地球不受大气温度影响的地层温度隨深度增加的增长率。通常用恒温带以下每深入地下 100m 所增加的地温值（/100m）来表示。3.13地热储量 geothermal reserves在当前经济技术可行的勘查深度内，经过勘查工作，一定程度上查明储存于热储岩石及其空隙中的地热流体所赋存的地热资源量。GB/T 116152010 VI3.14可开采量 exploitable reserves经勘查或经开采验证的在当前开采经济技术条件下能够从热储中开采出来的那部份储量，是地热储量的一部份。通常是在热田勘查、开采和监测的基础上, 考虑到可持续开发, 经拟合计算允

12、许每年合理开采的地热流体量。依据勘查、开采程度不同，分为：验证的、探明的、控制的和推断的可开采量。3.15地热流体 geothermal fluid包括地热水和地热蒸气, 以及少量的非凝性气体, 但不包括天然的碳氢化合物可燃气体。3.16干度 steam fraction高温地热的两相流体中蒸气含量占水汽总流量的质量百分比。3.17试井 well testing 地热井成井后的产量试验, 需测定井产量、静压力、动压力、压力降、流体温度和流体质量等。3.18有效空隙率 effective porosity地热流体贮存空间（连通性孔隙、裂隙）体积占热储总体积的比率。3.19渗透性 permeabi

13、lity指地质体可以让流体渗透、透过的能力。一般以渗透率，即压力梯度为 1 时，动力粘滞系数为 1的液体在介质中的渗透速度来表示其能力的大小。3.20热导率 heat conductivity物质传递分子运动热能的能力。沿热传导方向单位厚度物质当两壁温差为 1时, 单位时间内所通过的热量（W/m.k） 。3.21比热 specific heat 即比热容的简称。指单位质量的物质当温度升高 1时所吸收的热量或降低 1时所释放出的热量(J/kg.） 。3.22容积压缩系数 volumetric compressibility factor指地热流体受压缩而缩小的体积与其原体积之比率。 3.23弹性

14、释水系数 elasticity releasable factor 因地热流体开采造成热储压力下降, 使受容积压缩系数控制的那部份地热流体逐渐得以膨胀释放的能力。3.24渗透联系 permeable linking 指不同地区或不同热储层之间热流体的运移、沟通能力。3.25GB/T 116152010 VII井产量 well production指单个地热井的热流体产率, m 3/d 或 l/s 或 t/h。3.26压（力）头 pressure head 又称承压水位和测压水头，是地热流体普遍具有的通性, 指作用于单位面积上的压力（P）与地热流体单位体积重量（R）的比值（P/R）。实际工作中，

15、通常以固定点（井口或地面）为基准进行测定，水头高出基准点以+压力表示，低于基准点以深度表示。为便于比较，则以海平面为零点，进行统一换算。3.27静压力 static pressure地热井在非井试条件下的闭井流体压力。3.28动压力 dynamic pressure地热井在井试时带有压力下降的流体压力。3.29压力降 pressure drawdown地热井在井试条件下静压力与动压力之差, 相当于抽水试验的降深。3.30单位产量 specific capacity指每米压力降的热流体产量, m 3/d m 或 l/s m。3.31地热回灌 geothermal reinjection为保持热储

16、压力、充分利用能源和减少地热流体直接排放对环境的污染, 对经过利用（降低了温度）的地热流体通过地热井重新注回热储，也可利用其他清洁水源进行回灌。3.32热储工程 reservoir engineering指涉及热储性质的工程数据和为取得这些数据需进行的测试和研究, 包括地热井井试、动态拟合、热储模型和回灌等。3.33概念模型 conceptual model指对地热田包括热储、盖层、热源和热传递、流体运动等要素的几何及物理形态的简化描述。3.34热储模型 reservoir modeling在掌握热田机制和开采生产的全系列工程测试数据的基础上, 建立的类比、统计、解析、数值法等模型, 以拟合热

17、储生产的历史和现状条件, 为地热资源规划、利用、管理和保护等服务。4 总则4.1 本标准涉及的地热资源勘查为水热型地热资源勘查, 尚不包括干热岩型、岩浆型地热资源勘查和通过热泵换热技术开采利用的浅层地热资源勘查。GB/T 116152010 VIII4.2 地热资源勘查评价的目的是为开发与保护地热资源提供资源/储量及其所必须的地质资料, 以减少开发风险、取得地热资源开发利用最大的社会经济效益和环境效益, 并最大限度地保持资源的可持续利用。4.3 地热资源勘查评价的重点是在查明地热地质背景的前提下,确定地热资源可开发利用的地区及合理的开发利用深度；查明热储的岩性、空间分布、空隙率、渗透性、产能及

18、其与断裂构造的密切程度；查明热储盖层岩性、厚度变化、对热储的封闭情况及其地热增温率；查明地热流体的温度、赋存状态、物理性质与化学组份, 并对其利用方向做出评价；查明地热流体动力场特征、补径排条件，计算评价地热资源/储量，提出地热资源可持续开发利用的建议。 4.4 地热资源勘查分为地热资源调查、预可行性勘查、可行性勘查及开采 4 个阶段。大、中型地热资源勘查项目分阶段进行, 地热地质条件简单的中、小型或单个地热井勘查项目可合并进行。4.5 地热资源勘查工作应有效地应用航卫片图像解译、地质调查、地球物理、地球化学、地热钻井、产能测试、分析化验、动态监测等方法技术进行综合性勘查。地热钻井, 尤其是深

19、部地热钻井应在地球物理勘查工作的基础上进行。4.6 地热勘查钻井,应按照“探采结合”的原则进行布置和施工。地热勘查孔有条件成井的, 应按地热生产井钻井技术要求成井, 完井后转为生产井利用；地热生产井应按地质勘查孔的技术要求进行钻井施工, 取全取准各项钻井地质及地热参数资料，做好地质编录, 为地热田地质研究和资源的开发与保护提供地质资料。4.7 经过勘查的地热田或边采边探已形成一定开采规模的地热开采区, 应及时总结分析勘查资料, 对地热资源/储量进行计算评价, 提出相应的地热资源勘查评价报告,为科学制定地热资源开发利用规划或方案提供依据。对已投入规模化开采的地热田或地热集中开采区，宜每隔 5 年

20、依据开采动态资料对其可开采量进行核实评价，为资源管理保护、确保资源可持续利用提供依据。 4.8 经勘查评价的地热资源/储量，地热流体可开采量依据地质勘查可靠程度分为:验证的、探明的、控制的和推断的四级（见表 1）。表 1 地热资源/储量分类简表勘 查 阶 段 开 采 可行性勘查 预可行性勘查 调 查地热流体可开采量 验证的 探明的 控制的 推断的地热资源/储量分类 地热储量 热 储 存 量5 地热资源勘查内容与要求 5.1 地热资源勘查内容5.1.1 地质研究5.1.1.1 研究地热田的地层、构造、岩浆（火山）活动及地热显示等特点, 确定热储、盖层、控热构造、热储类型及不同类型地热田勘查工作重

21、点。5.1.1.2 对地热田周边及相关地区, 应进行必要的地质调查和地球物理、地球化学勘查, 研究地热田形成的地质背景及地热流体的动力场、温度场和循环途径；5.1.1.3 对地表热显示及井（孔）温度进行系统调查，确定地热异常区范围，分析研究热异常区形成的原因和条件。5.1.1.4 查明地热田的范围、热储、盖层、地热流体通道及地热田的边界条件，确定地热田的地热地质模型。5.1.1.5 研究地热资源形成的地质环境条件及开发地热资源对地质环境可能造成的影响。5.1.2 地温场研究GB/T 116152010 IX5.1.2.1 查明地热田不同地段、不同深度的地温变化, 确定恒温带深度、热储盖层的地热

22、增温率和热储的温度，研究勘查深度内的地温场特征, 圈定地热田范围。5.1.2.2 利用地热增温率或地球化学温标估算热储温度（参见附录 A），并对热田成因、控热构造和热源做出分析推断。5.1.3 热储研究查明各热储的岩性、厚度、埋深、分布、相互关系及其边界条件, 测定各热储的空隙率、有效空隙率、弹性释水系数、渗透系数、压力传导系数、压力水头高度等参数,详细研究主要热储或近期具有开发利用价值热储的渗透性、地热流体的产量、温度、压力及其变化，为地热资源/储量计算提供依据。5.1.4 地热流体研究5.1.4.1 查明地热流体的温度、相态、排放时的汽、水比例（蒸汽干度）、非凝气体成份, 为地热资源的开发

23、利用与环境影响评价提供依据。 5.1.4.2 测定地热流体的物理性质与化学成份、微生物含量、同位素组成、有用组份及有害成份, 评价地热流体的可能利用方向；5.1.4.3 测量各地热井（孔）地热流体的压力、产量特征, 研究地热流体与大气降水、常温地下水和不同热储间地热流体的相互关系，分析地热流体的来源、储集、运移、排泄条件； 5.1.4.4 研究地热流体的温度、压力、产量及化学组份的动态变化。 5.2 不同勘查阶段工作要求5.2.1 地热资源调查阶段以分析研究区内已有的地质、航卫片图像地质解译、地球物理、地球化学、放射性调查以及地热资源勘查开发资料为主。开展调查的范围可根据需要确定。重点对地热天

24、然露头（泉）和地热井开展野外调查,依据地热资源勘查研究程度的不同, 预测调查区的地热资源量,提交地热资源调查报告或开发利用前景分析报告, 确定地热资源重点勘查开发前景区, 为国家或地区地热资源勘查远景规划提供依据。5.2.2 地热资源预可行性勘查阶段选定在有地热资源开发前景但又存在一定风险的地区进行地热资源预可行性勘查。包括下述内容：a) 对选定的有开发前景的地热显示区（热泉等）或隐伏地热异常区,根据地热资源勘查要求与区域地热地质条件确定合理的勘查范围；b) 采用地质调查、地球物理、地球化学等勘查方法, 初步查明地热田及其外围的地层、构造、岩浆（火山）活动情况, 地温异常范围, 地热流体的天然

25、排放量、温度、物理性质和化学成份 , 圈定地热资源有利开发的范围, 确定进一步勘查地段；c) 按热田勘查类型的不同, 投入少量的控制性地热钻井工程, 初步查明地热田的地层结构，地热增温率，热储的埋藏深度、岩性、厚度与分布，地热流体温度、压力和化学组分, 并通过井产能测试, 初步了解热储的渗透性、井的热流体产率、温度等。d) 利用地热钻井测试资料及经验参数,采用热储法、比拟法等方法计算地热储量、地热流体可开采量, 对地热资源开发利用前景做出评价, 提出地热资源预可行性勘查报告, 为地热资源试采及进一步勘查与开发远景规划的制定提供依据。5.2.3 地热资源可行性勘查阶段结合地热资源开发规划或开发工

26、程项目要求, 在地热资源预可行性勘查阶段选定的地区或开发工程所选定的地段上进行。勘查范围可以是一个地热田，也可以是划定的拟开采地区。应进行下述工作：a) 详细进行地温调查, 地质及地球物理、地球化学勘查, 基本查明勘查区的地层结构、岩浆岩分布与主要控热构造，各热储的岩性、厚度、分布、埋藏条件及其相互关系； GB/T 116152010 Xb) 选择代表性地段进行地热钻探或探采结合钻井工程,查明其地层结构、热储及其盖层的地热增温率；主要热储特征（渗透性、有效空隙率等）、地热流体温度、压力、产量及化学组分等；c) 进行地热群井生产性测试, 了解井间干扰情况及流体动力场变化特征, 为确定合理的开采生

27、产井群布局提供可靠依据；d) 对地热流体动态（开采量、水头压力、水温、水质）进行长期观测研究, 掌握其年内或多年动态特征； e) 根据多个地热钻井（孔）测试资料、年动态监测及经验参数, 采用热储法、比拟法、解析法、数值法，详细计算勘查区内的地热储量、地热流体可开采量, 提出地热资源勘查报告, 其成果满足地热资源开采设计的需要。5.2.4 地热资源开采阶段 对已规模化开采地热资源的地热田或地区, 应结合开采中出现的问题与地热资源管理的需要, 加强开采动态监测、采灌测试、热储工程与地热田水、热均衡研究, 每5年对地热流体可开采量及开采后对环境的影响进行重新评价,为地热资源合理利用、有效保护和可持续

28、开发提供依据。应进行下述工作：a) 综合分析区内已有的地质、水文地质、地热地质、深部地热钻井及地球物理勘查资料, 详细查明地热田或研究区内的地质构造、岩浆活动, 热储岩性、厚度、分布范围及其埋藏条件,建立准确的地热地质概念模型。b) 全面分析地表热显示及井孔测温资料, 详细查明区内的地热增温率、勘查深度内地温场的空间变化规律,准确确定热储温度。c) 对地热流体动态（开采量、水头压力、水温、水质）进行长期观测研究, 定期普测全区地热流体压力、温度、化学组份变化, 分析不同储层和主要开采热储层的开采量变化及其引起的地热流体压力、温度、水质动态变化规律, 建立评价区热储渗流模型与地球化学模型。d)

29、依据热储特征、地热田开发的实际需要与可能, 对热储进行回灌试验研究, 查明回灌对地温场与渗流场的影响, 确定最佳的回灌地段、层位、采灌比、采灌井的合理布局及保持地热田持续开发利用的采灌强度。e) 建立地热资源地理管理信息系统与地热资源评价的数学模型, 主要利用地热勘查、采灌试验及多年动态监测资料, 采用数值法、解析法、统计分析法与热储法，计算验证地热流体可开采量、地热储量并做出评价, 提出相应时段的地热资源 /储量报告 , 其成果应满足地热资源持续开发与科学管理的需要。5.3 不同类型地热田勘查重点 5.3.1 高温地热田通过地质调查圈定地热异常分布范围, 对区内新构造运动与岩浆活动的进行研究

30、, 开展深部地球物理、地球化学勘查，查明热源、热通道及其与热储、载热流体的关系。5.3.2 地压型地热田应查明热储的空间展布、封闭条件及形成机理；查明地热流体温度、压力及其伴生气体（通常有CO2和可燃气体）组份和特征, 对热储资源做出综合评价。5.3.3 主要受断裂构造控制呈带状分布的地热田应研究控制或影响地热资源分布的主要断裂构造的形态、规模、产状、力学性质及其组合关系。在地质调查的基础上, 结合地球物理、地球化学勘查圈定地热异常区或地热田的边界。宜在断裂交汇部位及主要控热断裂构造的上盘并沿断裂构造延伸方向布置地热钻井查明其条件, 通过沿断裂线上的群井降压试验参数评价地热田的地热流体可开采量。对于受断裂构造控制的天然温泉则以多年流量动态观测资料评价其可开采量。5.3.4 呈层状分布的盆地型地热田