工程应用案例

地热资源勘查作业规程 DB37T 4253—2021

2025-03-06 22:03:42 来源:学校/医院

  本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分:标准化文件的结构和起草规则》的规定

  请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。

  本文件起草单位:山东省地勘局第二水文地质工程地质大队(山东省鲁北地质工程勘察院)、山东

  省地质矿产勘查开发局、山东省地矿工程勘察院(山东省地勘局八〇一水文地质工程地质大队)、山东

  省鲁南地质工程勘察院(山东省第二地质矿产勘查院)、山东省地质环境监测总站。

  本文件主要起草人:杨亚宾、康凤新、赵季初、朱猛、秦耀军、王成明、朱智勇、冯克印、冯守涛、

  张东生、代娜、李常锁、杨询昌、啜云香、张明德、白通、刘帅、周群道、张平平、王明珠、彭磊、宋

  本文件规定了地热资源勘查总则、勘查要求、勘查工作方法与要求、地热储量计算与评价、地热流

  体质量评价、地热资源开发可行性评价以及地热资源勘查资料整理和报告编撰等基本要求。

  本文件适用于地热资源地质勘查设计、野外工作实施、地热资源储量评价、报告编撰和成果验收。

  本文件涉及的地热资源勘查为温度≥25℃的水热型地热资源勘查,不包括浅层地热能、干热岩与岩热

  下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文件,

  仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本

  为查明某一地区的地热资源而进行的地热地质、地球物理、地球化学综合调查以及钻探与试验、取

  注: 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。

  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

  构成相对独立的热量和流体储存、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

  单位面积、单位时间内,以热传导方式由地球内部垂向传输至地表,而后散发到大气中去的热量。

  注: 通常用恒温带以下每深入地下100 m所增加的地温值来表示。主要与新构造运动活动带、断裂发育规模、基底构

  注: 在实际在做的工作中,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。

  目前技术条件下可以采集的深度内,赋存有少数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,可用地热地质调查、物化探勘查等方法圈定的具有一定边界条件的特定范围,具有

  共同的热源,形成统一热储结构。其规模可从几平方千米至数百或上千平方千米不等。理想的地热田具有储热

  通过在井孔、坑道或海(深湖)底沉积物中进行温度直接测量,或者利用地球物理探测手段,如红

  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。

  分布面积大,以传导热为主,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。

  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。

  覆盖在热储上的不透水或弱透水岩层的总称。在层状地热储中,通常将覆盖在主要热储或开发利用

  注: 常见的热源有来自地壳内放射性元素的衰变热、地球深部的传导热、来自深大断裂的对流热、来自幔源的岩浆

  在当前技术经济可行的深度内,经过勘查工作,某些特定的程度上查明储存于热储岩石及其空隙中的地热

  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分储量,是地热储

  注: 通常是在地热田勘查、开采和监测的基础上,考虑到可持续开发,经拟合计算允许每年合理开采的地热流体量

  和热量。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。

  地热井降压期间,尤其是在降压初期,井口流体温度跟着时间的延续不断升高,而由于水的密度与

  温度的变化成反比,此时尽管地热井内水位上升或保持不变,但热储压力却下降,这种地热流体普遍具

  注: 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。

  指压力水头下降1个单位时,单位面积热储全部厚度的柱体中,由于水的膨胀和岩层的压缩所能释

  也称非冷凝气体,指在地热流体降温过程中无法随着水蒸气凝结为液态的气体总称,主要组分有CO2、

  H2S、H2、CH4、N2、He、Ar等,一般都会采用体积分数(%)表示其含量。

  涉及热储性质的工程数据和为取得这一些数据需进行的测试和研究,包括地热井井试、动态拟合、热

  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,一般又

  4.1 地热资源勘查评价是为开发与保护地热资源,提供资源储量及其所必需的地质资料,以及保护生

  4.2 地热资源勘查分为地热资源调查、预可行性勘查、可行性勘查及开采四个阶段。

  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,圈定地热异常区或地热田范围;查明

  热储盖层与地温场特征;查明热储特征及空间分布规律;查明地热流体的物理性质与化学组份,并对其

  利用方向做出评价;查明地热流体补径排条件及动态变化规律,计算评价地热资源储量,提出地热资源

  —— 地热资源调查阶段:在分析工作区已有的地质、地热地质、遥感解译、地球物理、地球化学

  等资料基础上,重点对地热井(泉)开展调查,预测调查区地热资源量,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

  —— 地热资源预可行性勘查阶段:在有地热资源开发前景但又存在一定风险的地区,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,进行地热资源预可行性勘查。通过地

  热地质调查、地球物理勘查、地球化学勘查等方法,初步查明地热田及其外围的地质、地热

  地质条件,圈定地热异常范围,划定地热田界线。按地热田勘查类型的不同,投入少量的地

  热钻探、产能测试等工作,查明热储特征及物理化学性质,计算热储资源量、地热流体可开

  采量,进行地热资源开发利用前景评价,提交预可行性勘查报告,为试采及进一步勘查与开

  —— 地热资源可行性勘查阶段:在预可行性勘查或开发利用工程选定区,结合地热资源开发利用

  规划或开发工程建设项目有必要进行。通过地热地质调查、地球物理勘查、地球化学勘查、动态监

  测等方法,基本查明勘查区地质、地热地质条件。选择代表性地段进行地热钻探、产能测试

  等工作,查明热储及其盖层的地热增温率;主要热储特征、地热流体特征、了解井间干扰情

  况及流体动力场变化特征,热储回灌能力等。建立热储概念模型,详细计算地热资源量、地

  —— 地热资源开采阶段:在已规模化开发的地热田或地区,结合开采中出现的问题与地热资源管

  理需要,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 年对地热资

  源储量、流体可采量及开采后对地质环境的影响进行核实与评价。在系统收集整理已有资料

  基础上,通过地温场调查、布设动态监测网、回灌试验等工作,详细查明地热田或地区的地

  质、地热地质条件,地温场特征,流体动力场特征,水化学场特征及演变规律;回灌对地温

  场、化学场、渗流场的影响,确定最佳回灌地段、层位、采灌比、采灌井合理布局及保持地

  热田持续开发利用的采灌强度。建立热储概念模型、地热资源评价数学模型与地热资源地理

  4.4.1 按勘查阶段循序渐进的原则,分阶段进行。地热地质条件简单或单个地热井勘查项目,可简化

  4.4.2 地热资源勘查工作应有效地应用遥感解译、地热地质调查、地温场调查、地球物理勘查、地球

  4.4.3 勘查工作部署应按照地热资源勘查工作流程布置。遵循在充分收集利用已有资料基础上,根据

  勘查阶段、勘探类型和工作区地热地质条件复杂程度等,选择工作手段,确定工作量,达到工作阶段要

  4.4.4 地热钻探应在地质调查、地球物理勘查等工作的基础上开展,按照“探采结合”的原则进行钻

  探孔布置和施工。地热勘查孔有条件成井的,应按地热生产井钻井技术方面的要求成井,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方面的要求进行钻井施工,进行地质编录,记录钻井施工及其他地热地

  4.4.5 区域调查项目,宜按地热系统开展工作,系统的边界应有必要的物探等勘探工程控制,以便调

  4.4.6 按照T/CMAS 0001 等有关要求工作,将绿色勘查贯穿于整个项目实施过程。

  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

  4.6.1 按热储岩性、埋藏条件、空隙特征、空间展布形态以及热源等,将山东省热储类型分为两大类,

  4.6.2 地热田规模按可开采热(电)能的大小分为大、中、小三型(见表3)。

  地热资源勘查工作应按图1流程开展。一般按照资料收集与现现场踏勘、设计编制(格式参考本文

  件附录A)、设计审查与验收、野外工作、野外验收、室内资料整理与综合研究、报告编制、报告审查

  验收与归档。具体工作方法根据地热田类型、勘查阶段、以往工作研究程度等真实的情况确定。

  应在充分收集利用已有资料和综合性勘查工作基础上,详细研究基底构造、地层结构和热储特征,

  划分热储和盖层,分析热源和地热流体通道,建立热储概念模型,评价资源储量及开发利用条件。

  应按照地质构造单元,着重研究各热储的岩性、厚度、分布、相互关系、边界条件以及有效孔隙度、

  渗透性能等物理参数,地热流体物理、化学性质;不同热储间地热流体相互关系,采灌条件下地热流体

  温度、压力、水质和开采量的动态变化规律等;分析热储聚热、聚水机理,划分地热流体富集区(带)。

  应按照地质构造单元,着重研究基底构造,热储地层埋藏、分布、边界;隐伏断裂构造的形态、规

  模、产状、组合关系,确定控热构造;分析断裂构造对岩溶裂隙率、热储渗透性能、地热流体温度的影

  响,确定主要热储埋藏、分布、厚度等;地热田成因模式,圈定地热流体富集区(带)或地热田边界。

  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,圈

  定地热异常区或地热田的边界。宜通过一定的调查、地球物理勘查等方法查明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,宜选用沿断裂线上的多井降压试验评价地

  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。

  6.1.1 收集工作区及周边地质、地热地质等成果资料和原始资料,并及时进行整理分析,避免重复布

  6.1.2 区域地质资料:地质、石油地质、地热地质成果等资料,水文地质资料也可作为研究程度低区

  资料的补充。了解区域地层、构造、层状热储区地层沉积环境、带状热储区活动断裂的分布及其性质、

  6.1.3 遥感解译:不同精度类型的遥感解译成果报告、图件等,了解区域地形地貌、断裂构造等信息。

  6.1.4 地球化学资料:地热流体常量、微量元素,同位素、放射性元素、岩体等水岩(土)测试资料,

  带状热储区代表性地表水、浅层地下水测试资料,了解地热流体化学特征,分析地热流体的年龄、来源、

  6.1.5 物探资料:重力勘探、磁法勘探、地震勘探、放射性勘探、电法勘探以、综合测井等报告、图

  6.1.6 地温场资料:现有地热井(泉)测井、温度场空间分布(平面上、垂向上)、地温梯度和大地

  热流等资料,圈定地热异常区范围,初步分析研究地温场特征及地热田形成原因。

  6.1.7 动态监测资料:现有的地热井(泉)的流量、开采量、温度、水位(压力)、流体质量以及开