DZ/T 0331-2020 地热资源评价方法及估算规程.pdf

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DZ/T 0331-2020 地热资源评价方法及估算规程.pdf

DZ/T03312020

热储温度下降2℃减少的地热储存量的比例: 回灌条件下充许开采量,单位为立方来每天(m/d): Q地热井产量,单位为立方米每天(m/d): Q一回滋量,单位为立方米每天(m/d) 回灌温度,单位为摄氏度(℃); 一回灌前热储温度,单位为摄氏度(℃),取值为25℃; 基准温度,取恒温层温度或当地多年平均气温,单位为摄氏度(℃)

C.3.4地热流体可开采热量计算

真有多年动态监测料的地热用,可用统计分析建立的统计模型预测地热由在定(变)量开采条件下 压力(水位)变化趋势SY/T 6637-2018 天然气输送管道系统能耗测试和计算方法.pdf,并确定一定降深条件下地热流体可开采量,可采用相关分析、回归分析,时间序列 分析等统计分析法。置采用压力(水位)降低值和开采最之间建立的相关烧计模型对地热田进行预测。 用于预测的模型应具有较高的相关系数,预测的时限不应超过实际监测资料的时段长度

地热田的数值模型,用来计算/评价地热资源储量,并作为地热田管理的工具。 C.5.1.2数值模型的求解方法主要包括有限差分法、有限单元法和边界元法等。 C.5.1.3应查明研究区的地质构造,掌握热储和盖层的岩性、空间分布,掌握地热水的补给条件、水动力 特征,掌握地热田内温度的分布和变化规律,分析地热系统的热源以及热传递方式,同时收集地热试井、 回灌试脸资料,掌握热诺的渗透率、孔度、水系数等参数,测量热储和盗层的热导书、密度、比热容等 参数,收集地热田的监测资料,包括地热田的开发历史、开采量,开采井和专门监测井的压力、温度和水 化学变化情况

还地热水系统中水和热量均案的基本方程可写

JM Fondr+ed

其中,k表示不同的计算量,当k1时表示水,*=2时表示空气,x3时表示热量,式(C.20)中等号左 83

中,k表示不同的计算量,当x一1时表示水,一2时表示空气,k一3时表示热量,式(C.20)中等

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项表示热储中物质/热量的变化,等号右侧第一项表示通过边界流人(或流出)热储的物质/热量, 侧第二项表示物质/热量的源汇项, 在式(C.20)中,物质的变化量(k=1.2时)可表示为

其中各相态边界上的流人(流出)量为

式(C.24)中,等号右侧最后一项只与气相有关,表示因气体的扩散而引起的物质的增加或减少 边界上热量的流人(流出)包括热量的对流和传导:

相β的动力黏滞系数,单位为干克每米秒[kg/(m·s): 岩石固体骨架的密度,单位为千克每立方米(kg/m); 计算量*相β的密度,单位为于克每立方米(kg/m)。

C.5.3建立数值模型的基本步量

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C.5.31建立概念模型,综合分析收集到的资料,对地热由的地质条件进行合理概化,建立概念模型, 就念模型应反映热健和盖的分布观律、绝热水的补给来源、地热系统的热源、重要的热流体和热传遥通 道,流体动力特征,置概化为三维模型, C.5.3.2地质体的剖分:在概念模型的基础上,把模拟的地质体削分为著干单元体(也称为网格削分)。 应根据模型的求解方法计算程序的要求确定网格剖分方式,可分为立方体,长方体、校柱体等,单元 体的大小宜根据勘探程度,资料的多少确定,在集中开采区、压力变化显著处,网格应相对谢集,在地热田 的外周和压力变化不明显处,网格可相对精疏。 C.5.3.3进行天然状态的模拟:天然状态模是对地热田未进行开发之前的压力、温度,热流体的流动 状态和热传导情祝进行模拟。 C.5.3.4开采状态的模拟根据地热田的监测资料,对地热田开采状态下的压力和温度进行拟合,又称 为参数识别或模型校正,参数识别的方法有直接解法和间接解法两种,由于直接解法的稳定性差,可采 用间接解法进行参数识别。具体做法是,逐步调整模型参数,使模型的计算结果尽可能地逼近实际监测 资料,控制观测并压力的观测值与模拟计算值的拟合误差应小手拟合计算期间水位变化值的10%,在 压力变化较小时,压力拟合误差应小于1.0m水柱高度,最终得到一个可用来预测地热田对未来开采的 反映的模型。

C.5.4利用数值模型进行地热资源储量计算

经过校正的模型可认为在当前勘程度下模型是可靠的,可用来预测地热由对将来开采的反唤,应 选择多个可能的地热田管理方案,计算各方案对地热田带来的长期反映,包括压力场和温度场的变化趋 势,预测可能带来的不利影响,预测为了保持稳定开采量是否需要开凿新井以及新井的位置,预溯回滞的 效果和可能引起的地热田冷却。然后对各开采方案结果进行比较,提出推荐的地热田管理方案,提出地 热水的可开采量和可开采热量,利用地热系统的数值模型还可计算地热田的地热储存量和地热流体储 存量

比拟法又称类比法,即利用已知地热田的 地热地质条件相似的地热田的地热 量,或者用向一地热由内已知地热资源储量的部分来推算其他部分的地热资源储量,比拟法应是 的储藏,分布条件相似的两者之间进行的,否则比拟的结果与实际情况可能会存在很大的差异

地热流体可开采量,单位为立方米每年(m/a): 地热流体存储量,单位为立方米(m); 可采系数:对于孔原型层状热请层,取值为3%~5%100):即0.0003/8~0.0005/8:对

DZ/T03312020 于岩落型层状热储层,取值为5%(100a).即0.0005/a;对于裂限型层状热储层,取值为1%~2%(100 .即0.0001/a~0.0002/起

由于流体的开来会在热储孔队 生蒸汽弥补流体开采损失的体积。故在有大量 结气体存在、条件充许的情况下,可采用生产 且前此方法多用于中高温地热流体的开发 具体计算方法详见附录D

由于流体的开来会在 热储中将会 产生蒸汽弥补流体开采损失的体积。 条件充许的情况下,可采用生产试验 法,月前此方法多用于中高温地热 算方法详见附录D

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生产试验法常用于使用分离器的量测试中,自的是修正在大气压力下测得的水流到更高分离压力 的水流,即在较高的压力(P)下蒸汽和水分离后,分离的水再次闪蒸到大气中,二次蒸发后水的流量用 堰板测量,如果在大气压力下测得的水的滇量(W)对于在分离器压力和大气压力间闪蒸出来的蒸汽需 要修正则

X 一二次蒸发后的干度; W 分离压力下水的流量,单位为千克每秒(kg/s): Hotiti 标准大气压力下水的始,单位为焦(耳)每千克(J/kg): H.u(am 标准大气压力下汽化潜热的焙,单位为焦(耳)每千克(J/kg) H 在P下分离时水的恰,单位为焦耳每于克(J/k)

H 一大气压力下的汽化潜热始,单位为焦(耳)每千克(J/kg): 一大气压力下的蒸汽焰,单位为焦【耳每于克/kg); 大气压力为1har时

D.3.1.1流动地热流体的温度可在液体的条件下测量时,流体的熔直接从蒸汽表(参见表B2)中查找 获得, D.3.1.2若不发生沸腾,质量流体可使用标准的孔板(ISO.5167)或堰(ISO1438/1)直接测得,焙可通过 并口温度计算:流体焙较天可引起沸腾时,总的质量流量可通过液体的温度(在补给带的井底得)和在 大气压力下分离的水流,利用闪蒸修正系数进行计算,以H基于井口排放的热的焙或补给带的温度)代

D. 3. 2 高恰(蒸汽)并

高燃并的流量测量要求使用标准的孔板(1SO5167)或其他设备,如皮托管和利用温度测量技术,蒸 代中非赢结气体的含量很少(约小于2%,以质量计)且有轻微的过热现象耐·流动的热的焰可通过在 Mollier图上标绘出蒸汽的压力一温度条件而获得,若蒸汽稍微有湿”,可使用节流热量表进行测量, 将压力束在饱和压力条件下,此方法的前提是从暂道中可采集到具有代表性的流体样。蒸汽是真正 干时(即过热状态),就像位于排放管中一样是透明的,测定热的焙应测定温度和压力

D.4.1 总流量热量计

武 计中的冷水混合·利用热量计

(D.12) A At (D.13) AY

D.4.2.3通过端压和测量的水流量计算井的产

a 利用式(D.19)计算Y值。 b) 利用式(D.21)计算熔(H) )利用式(D.23)计算质量流量(W)

D.4.3 垂向排放法

W (D.20) H202

2258W 2675H

进行初步估算,在完井和温度恢复不久后,通常用简单的垂向排放进行初始的流量测试,此试验无法取 得非常稳定的流量,但可对热井潜力进行初始评价,

当给单位为千焦(耳每干克(kJ/kg),热流量单位为兆瓦(特了(MW)时,其中的比例因子 为0.184,井的焙范遇为800kJ/kg~2800kJ/kg,H=变化很小,故可通过估算的流体焙 O

示踪稀释法,是通过向两相流体中注入示踪剂,测最分离的蒸汽和液相中的示踪剂稀释度,确定两相 流的热的焙和质量流量的方法。 稀释法对大多数两相系统均适用,当进行正式生产的两相流管线中无蒸汽损失,且常规测试及其他 试方法不能使用时,可采用此方法, a)液相的质量流量和气相的流量可通过下式得到

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下所有的热力学变量,利用蒸汽表可计算流体的

使用此方法,示踪剂选取的优先准则如下: 1) 液体和薪汽的示踪剂应完全区分进人各自的相,或应准确知道在各相中的分布。 2) 在注人和采样条件下,示踪剂应在化学上和热学上稳定, 3) 具有在较高浓度范围下的精确分析方法。 4 示踪剂的天然背最水平一定要保证较低且为常数。 5)注人和采样需婴的仪器应当简易和牢固

在阀门或孔板后压力降大的地方,利用非诞结气体(蒸汽一气相)或氧化物(液相)的浓度变化,能测 定干度的变化。假设在液体采样点之间没有热损耗(对于气体方法所有气体归入蒸汽一气相),利用浓度 和采样压力的变化能计算恰。 在上游采样点水一蒸汽一气混合相中,非凝结气体的摩尔分数为 X .(D.31)

在阀门或孔板后压力降大的地方,利用非凝结气体(蒸汽一气相)或氧化物(液相》的浓度变化, 干度的变化。假设在液体采样点之间没有热损耗(对于气体方法所有气体归入蒸汽一气相),利用 采样压力的变化能计算始, 在上游采样点水一蒸汽一气混合相中,非凝结气体的摩尔分数为

,非凝气体的摩尔分数,单位为意摩(尔)每摩(尔)(mmol/mol ——上游果集点的非凝结气体的摩尔分数,单位为童摩(尔]每摩【尔(mmol/mol) X,一一上游采样点的干度, 下游采样点非凝结气体的攀尔分数为

工一下游采样点的非凝结气体的摩尔分数,单位为毫摩(尔)每摩(尔)(mmol/mol) X,一下游采样点的于度 沿管线总的气体流量同两处采样点处相同,并假设在两采样点间流体的焙无变化,由于 变化在蒸汽相中气体的液度也发生变化

附票E (资料性附录) 地热常用量符号和单位名称

表E.1地热常用量特号和单位名称

表E1地热常用量符号和单位名称(线)

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理疗热矿水水质标准参见表F.1.

附录F (资料性附录) 理疗热矿水水质标准

表理疗热矿水水质标准

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地热利用的节煤减排量及居室采暖面积估算恶

地热利用的节煤量、减排量、节省污染治理费用及居室采暖面积分别按表G.1、表G.2、表G 4和表G.5所列方法计算

表G.1地热水开采一年所获热量与之相当的节煤量

表G.2地热水开采一年相当节煤量的减排量

表G.3节省污染治理费用

表G.4无调峰设施的地热水居室采暖面积估算表

.单为瓦 特每平方米(W/m),表中取值为50W/mQ为地热水流量,单位为立方米每天(m/d)t:为地热水采吸进 水溢度,单位为摄氏度(℃)为地热水采吸排水温度,单位为摄氏度(℃)

.1流体开采量分类统计方法

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日.2流体开采热量计算方法

日3地热盗源开发利用潜力评价

3.1根据客地热用主要热据层的地热流体开 体热量潜力模数和最大水位降速: 确定地热资源开发利用潜力,取三个指标中最不利者将其分为严重超采区、超采区、基本平衡区, 定开采潜力区、具有开采潜力区和极具开采潜力区, 3.2采用地热流体热量开采系数指标衡量地热资源开发利用潜力

式中: C—地热流体热量开采系数,数值用“%”表示: E——地热流体开采热量,单位为千焦(耳门每年(kJ/a): E,地热流体允许开采热量,单位为千焦(耳)每年(kJ/a) 采用地热流体热量开采系数来划分六个区,具体参见表H.1

表H.1地热流体热量开采系数分区表

表Ⅱ2最大水位降速分区表

日.3.4采用地热流体热量潜力模数衡量地热资源开发利用潜力:地热流体热量潜力模数依据下式进 行计算

式中:: M一地热流体热量潜力模数,单位为干焦C耳】每平方千米年[kJ/(km·s): E,一地热流体允许开采热量,单位为焦C耳)每年(kJ/a): E一 一地热流体开采热量,单位为千焦(耳每年(kJ/a): R 地热流体热量补给量,千焦(耳每年(/): A 一面积,单位为平方千米(km)

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L.1地热资源梯级利用温度分级

,1.1.1根据主要热储代表 T将地热资源梯级利用划分为I、Ⅱ、Ⅲ、IV、V五个利用级别、在开 没利用时,应从工级至V级蓬级进行考惠 1.1.1.2对于理疗、工业提炼、矿泉饮用、农业灌溉和养殖等用途,应考感地热流体质量。 . 1.1.3上一级利用的出口溢 一级利用的人口温度

L.1.2地热资源梯级利用温度分级

L.1.2.1!1级:主要用于发电、烘干等工业利用和采暖,流体温度大于150℃ L1.2.2级:主要用于烘干、发电和采暖等,温度大于90℃且小于或等于150℃ L1.2.3I级:主要用于采暖,理疗、洗浴和温室种植,温度大于60℃且小于或等于90℃。 L.1.2.4IN级,主要用于理疗、休闲洗浴,采暖、温室种植和养殖,温度大于40℃且小于或等于60℃ L1.2.5.V级:主要为洗浴、滋室种植、养殖、农业薄溅和采用热泵技术的制冷供热,温度大于25C且小 于或等于40℃

L.2流体按质量分类综合利用

DB11/T 1258-2015 清洁生产评价指标体系 洗衣业表工1热矿水矿物原料提取工业指标

资源 与管理的主要依据,报告 内茶

原评价 地热资源统计,开及利用规文 主要依据,报告内容应能 照下列内容编写

报告编写提钢如下: 1前言 简要介绍研究区地形地税、水文地质条钟和社会经济概况, 2地热地质研究程度 区城地热地质景件 简要闸达研究区地层和区城地质构造等区城地热地质特征: 4地热田(区)地热地质条件 4.1地球物理与地温场特征 4.2热储特征及其理藏条件 4.3地热流体动态特征 5地热流体化学特征 5.1地热流体水化学特征 S.2环境位素与地热日成因分析 6地热资源计算与评价 6.1热储模型 6.2主要计算参数 6.3地热资源可开采量计算 佳化信息系统 6.4地热责源评价 7地热流体质量评价 开展地热流体不同用途评价、地热流体中有用矿物组分评价、地热流体扇蚀性评价以及 地热流体结据评价。 8经济马环境彩响评价 开展地热利用的节能和减掩效果估算、地热流体排放对环境影响的评价、地面沉降及地 面端陷评价以及其他地质环境彩响评价: 9地热贵源开发利用与保护 站合地热资源开发利用现状与潜力评价结果,进行地热资源综合开发利用评价GB50477-2017 纺织工业职业安全卫生设施设计标准及条文说明,提出地 热资源开发利用与保护方案, 10精论

报告丰要附图如下 )实际材料图

V2 b) 地热地质图 地热资源分布图。 d) 地热资源开发利用现状图 地热资源开发利用潜力评价图。 地热田地温分布图或一定深度内的地温等值线图。 8 地热流体化学图, h) 地热井(泉)动态曲线图: i) 地热井综合地质柱状图册,

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