地热资源评价方法.doc

1、地热资源评价方法 (一) 发表日期：2004 年 11 月 5 日 DZ 中华人民共和国地质矿产部部标准 DZ 4085地 热 资 源 评 价 方 法 19851010发布 19860501实施 中华人民共和国地质矿产部 批 准 中华人民共和国地质矿产部部标准 DZ 4085 地热资源评价方法 地热资源是地质矿产资源之一，为加强地热资源的开发利用研究，特制定本标准。本标准可作为国家、省、市、自治区制定长远规划的依据；也作为本系统进行地热田普查和初步勘探的设计依据。1 名词、术语 1.1 地热资源 系指在当前的技术经济条件下可以开发利用的地下岩石和水中的热能，也包括在未来条件下具有替在价值的热能

2、。 根据研究程度，地热资源还可进一步划分为远景地热资源、推测地热资源及已查明地热资源（图 1）。 图 1 地热资源评价表 1.1.1 远景地热资源 系指在小比例尺（相当于 1100 万或 150 万）区域调查的基础上，根据某些地热现象，如温泉、浅层地温等物探资料，并基于一般的地热地质条件和理论，推测其存在的地热资源。 远景地热资源可作为进行中等比例尺调查和制定规划的依据。 1.1.2 推测地热资源 系指在中比例尺（相当于 120 万或 110 万区域调查的基础上，相应开展了地热地质、地热地球化学和地温调查，重、磁、电或地震等物探以及钻探工作，得出的地热资源。 推测地热资源可作为规划大比例尺地热

3、调查，编制地热普查、初步勘探设计的依据。 1.1.3 已查明地热资源 又称已确认地热资源，系指在大比例尺（相当于 15 万等）调查的基础上，相应开展了地热地质、地热地球化学、地温调查，重、磁、电或地震等物探工作，经钻探验证，地质构造和热储边界清楚。同时，经过长时间单井、多井抽水试验或放喷试验以后，在计算出的地热资源。 1.2 地热储量 系指已查明地热资源的一部分，即在当前条件下可以用地质学方法圈闭而又能经济、合理、合法地开采的有用能源。 1.3 热储 系指含有能被开发利用的热流体的岩石和岩层。 热储还可分为孔隙热储和裂隙热储。砂层、砂卯砾石层、胶结较差的砂岩、砾岩和部分碳酸盐岩等属孔隙热储。火

4、成岩、变质岩、部分碳酸盐岩和致密砂岩、砾岩属裂隙热储。在进行地热资源评价时，对于孔隙和裂隙二者兼有的热储，如砂岩、砾岩和碳酸盐岩等按孔隙热储考虑。 1.4 地热田 系指在一定范围内，具有盖层、热储、热流体通道和热源的地质体。其热能可供开发并具有社会经济效益。 1.5 有效利用地热资源量 被开发出来的地热能（即从井口得到的热量）只有一部分被利用，将被利用的部分称为有效利用资源量。由式（1）表示： （1） 式中：有效利用率； Qz有效利用资源量，kcal； QWh可采地热资源量（从井口得到的资源量），kcal。 有效利用率和利用目的及技术水平有关。2 进行地热资源评价的某些规定 2.1 深度 就总

5、的趋势而言，一个地区的温度随着深度增加而增加。从经济和技术条件考虑，钻进愈深技术愈复杂，钻井（孔）的成本愈高。为此，将 2000m以浅定为经济型地热资源，20003000m 定为亚经济型地热资源。 2.2 温度 对热储湿度划分如表 1：表 1 20 冷水 2040 低温 4060 中低温 60当地沸点 中温 当地沸点 高温 2.3 评价热储的规定 凡具有下述两条件者才能被当作可利用的热储加以评价： a.深度 1000m 以浅的温度大于 40。 b.单井出水量大于 20m3h，当无水量资料时，其导水系数必须大于 1 达西m。 2.4 地热田的规模 地热田分为大、中、小三种类型。其划分方法是将有效

6、利用资源量折算成发电量，然后按发电量的大小进行划分（表 2）。同时规定用于高温发电的地热田服务年限应大于 30 年，用于综合利用的中低温地热田，其服务年限应大于 100 年。 表 2 地热田规模划分 地热田规模 发 电 量 104kW 热 量 104kcalh 煤 量 104ta 大型地热田 5 4300 15 中型地热田 15 8604300 315 小型地热田 1 860 3 注：工程上 1 度电相当于 860kcal 热量、0.5kg 煤。地热资源评价方法 (二) 发表日期：2004 年 11 月 5 日 3 符号、代号 本方法常用量和单位名称代号、符号是根据中华人民共和国法定计量单位有

7、关内容，并结合地热开发的具体需要编制的（表 3）。凡未列入的量和单位，仍应按国家标准的规定执行。 表 3 地热资源常用量代号和单位名称符号对照表 量 原 用 单 位 新 单 位 序 号 名 称 代号 名称与符号 名 称 符 号 附注 长度 L(L) 公里 千米（公里） km 宽度 b 高度 h 米（公尺） 米 m 厚度 (d.t) 厘米 厘米 cm 半径 r.R 直径 d.D 毫米 毫米 mm 1 长 度 距离 s 微米 微米 m 平方公里 平方公里 km2 平方米 平方米 m2 平方厘米 平方厘米 cm2 2 面 积 A (S) 平方毫米 平方毫米 mm2 立方米 立方米 m3 升 升 1.

8、L 体积 （容 积） V 毫升 毫升 ml 3 体 积 气体 体积 Vn 立方米 立方米 m3 地热资源评价方法 (三) 发表日期：2004 年 11 月 5 日 续表 3 量 原 用 单 位 新 单 位 序 号 名 称 代号 名称与符号 名 称 符 号 附注 时 间 t(T) 日（天） 日（天） d 周 期 T 时 （小）时 h 周 期 T 分 分 min 4 时间常数 t(T) 秒 秒 s 公里小时 公里每小 时 Km/h 5 速 度 v、 u、 w 米秒 米每秒 m/s 亿吨 亿吨 108t 万吨 万吨 104t 吨 吨 t 公斤 千克（公 斤） kg 克 克 g 6 质 量 （重量）

9、m 毫克 毫克 mg 吨昼夜 吨每日 t/d 吨小时 吨每小时 t/h 7 质量流量 (重量流量)qm 公斤秒 千克每秒 kg/s 米 3昼夜 立方米每 日 m3/d 米 3秒 立方米每 秒 m3/s 8 流量 (体积流量)qv 升 3秒 升每秒 l/s, L/s 吨米 3 吨每立方 米 t/m3 公斤米 3 千克每立 方米 kg/ m3 9 密 度 (容重) p 克厘米 3 克每立方 厘米 g/cm3 吨 兆牛 MN F=ma=力 F 吨力 千牛 kN W=mg 公斤 1N=1kg.m.s-2 10 力 重力 W (p.G) 公斤力 牛顿 N 1N0.1kgf 地热资源评价方法 (四) 发表

10、日期：2004 年 11 月 5 日 续表 3 量 原 用 单 位 新 单 位 序 号 名 称 代号 名称与符 号 名 称 符 号 附注 吨米 2 1kgf/cm2=9.8104Pa 压力(压强)p 吨力米 2 帕（斯 卡） Pa 1mmH2O=9.80665Pa 正应力 公斤厘米 2 帕（斯卡） Pa 1Pa=1N/m2 1kgf/cm2=98066.5Pa 11 切应力 (剪应力 ) 公斤力厘米 2 标准大气压 帕（斯卡） Pa 1atm=101325Pa k 米昼夜 米日（天） m/d 达西 平方厘 米 cm2 12 渗透 率 kd 毫达西 平方毫 米 mm2 泊 13 粘度 （ ） 厘

11、泊 帕（斯卡）秒 Pas 1 泊=0.1 帕秒(Pas) 兆焦 MJ 功 w、 (A) 千克力米 千焦 kJ 1kgm=9.80665J 14 能量 、（W） 瓦(特)小时 (Wh) 焦（耳） J 1Wh=3.6kJ 热力学温度 T、 () 开氏度 开（尔 文） K 15 摄氏温度 t、 () 摄氏度 摄氏度 兆焦 MJ 千卡（大卡） 千焦 kJ 16 热、热量 Q 卡（cal） 焦（耳） J 1cal=4.1868J 17 热导率 （导热系数） (k) 卡/厘米秒 卡/米秒 瓦(特)每米开(尔文) W/mK W/m 1cal/cms= 4.1868102W/mK 18 传热系数 (总)传热系

12、数 K、 k 卡/厘米2秒 大卡/米2秒 瓦(特)每平方米开(尔文) W/m2K W/m2 1cal/cm2s= 4.1868104W/m2K 焦(耳)每开(尔文) J K 19 热 容 C 卡 焦(耳)每摄氏度 J 焦(耳)每千克开(尔文) J/kgK J/kg 20 比热容 c 卡/ 克 大卡/公斤 焦(耳)每千克摄氏度 KJ/kgK 1kcal/kgs= 4.1868103J/kgK 地热资源评价方法 (五) 发表日期：2004 年 11 月 5 日 续表 3 量 原 用 单 位 新 单 位 序 号 名 称 代号 名称与符号 名 称 符 号 附注 兆瓦 MW 千瓦 千瓦 kW 瓦 瓦（特

13、） W 21 有功功率 P 微微瓦 皮瓦 PW 兆焦 mJ 1kWh=3.6MJ 千焦 kJ 22 电能（量） W 千瓦小时 （度） 焦（耳） J 千瓦小时 kWh 千克每立方米 kg/ m3 毫克每立方米 mg/ m3 千克每升 kg/l 23 质量浓度 PB 毫克/升 毫克每升 mg/l 4 地热资源量评价 地热资源类型不同，其计算方法也不相同。目前我国已发现的地热资源类型大致有：沉积盆地型、断裂（裂隙）型和近期岩浆活动型三种类型。 4.1 热储法 4.1.1 计算 热储法的地热资源量按式（2）计算： QR= Ad（t rt j）（2） 式中：Q R地热资源量，kcal； A热储量面积，m

14、2； d热储厚度，m； tr热储温度，； tj基准温度（即当地地下恒温层温度或年平均气温），； 热储岩石和水的平均热容量，kcalm 3 ，由式（3）求出：=PcCc（1）P wCw （3） 式中：P c、P w分别为岩石和水的密度，kgm 3； Cc、C w分别为岩石及水的比热容，kcal kg ； 岩石的孔隙度，。 将式（3）代入式（2）即得式（4）： QR=AdP cCc（1） PwCw（t rt j）（4） 热储法不但适用于非火山型地热资源量的计算，而且适用于与近期火山活动有关的地热资源量计算。不仅适用孔隙型热储，而且也适用于裂隙型热储。凡条件具备的地方，一律采用这种方法。 地热资源评

15、价方法 （六） 发表日期：2004 年 11 月 5 日 4.1.2 回收率 用热储法计算出的资源量不可能全部被开采出来，只能开采出一部分，二者的比值称为回收率。用式（5）表示： RE=（5） 式中：R E回收率； Qwh开采出的热量，即从井口得到的热量； QR埋藏在地下热储中的地热资源量。 回收率的大小取决于热储的岩性，孔隙及裂隙发育情况，是否采取回灌措施以及回灌井布置是否科学合理等等。在进行地热资源评价时，对回收率作如下规定：对大型沉积盆地的新生代砂岩，当孔隙度大于 20时，热储回收率定为0.25；碳酸盐岩裂隙热储定为 0.15；中生代砂岩和花岗岩等火成岩类热储则根据裂隙发育情况定为 0.050.1。 4.1.3 参数确定 4.1.3.1 比热、岩石密度 热储岩石的比热、密度由试验获得，但在初期工作阶段缺少试验数据时，可参照表 4、表 5。