DB13T2554-2022 单丼地热资源评价规范.pdf
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9.1.1计算深度下限一般为4000m,计算单并利用热储层热储的地热流体可开采量,并估算未利 用热储的地热资源储量。若仅对主要利用热储层的地热资源进行计算,其计算深度下限为主要利用 热储层的底界 9.1.2热储层顶底板埋深、水位埋深均以自然地面算起。 9.1.3计算时将热储层概化为均质、等厚、各向同性、各处初始压力相等的无限承压含水层,各热 储层间均有稳定的隔水层,垂向上无明显的水力联系。 9.1.4热储层隔水隔热,热量只靠对流方式传递,除了抽取和回灌的热量外,系统与外界没有能量 交换。 9.1.5地热资源开采年限按100年计算。 916计管范围 主管盛门批准的矿业权范围确定
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不考虑回灌条件下地热流体可开采量,可采用降压试验法、可采系数法、最大降深法、统计 法和类比法进行计算;考虑回灌条件下地热流体可开采量,可采用回收率法、解析法和数值模 进行计算。计算方法参见附录B。
的距离主要取决于冷热水的混合峰面自回灌井向 条件后施工组织设计标准规范范本,采灌井距计算公式为:
PwCw PwCw+(1)prCr
式中: D一一回灌井与开采井的最小间距(m); Q一一回灌量(m/a),取开采期平均回灌水量; 冷热水的混合峰面到达开采井的时间,取100年,若利用方向已确定为建筑物冬季供暖, 则每年开采(回灌)时间为120天; M一一热储层有效厚度(m); P一一地热流体的密度(kg/m); P一一热储岩石的密度(kg/m); C一一地热流体的比热(kJ/kg·℃); C.一一 热储岩石的比热(kJ/kg·℃); 中一一热储岩石空隙率,无量纲。
1.2.1对氯离子含量高(≥25%摩尔当量)的地热流体,宜采用拉申指数进行评价 计算公式:
[C]+[SO4]. I = [ALK]
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LI一一拉申指数(无量纲): [C1]一一氯化物浓度; [SO.]一一硫酸盐浓度; [ALK]一一总碱度。 以上三项均以等当量的CaCOs计,单位为毫克每升(mg/L)表示。 当LI≤0.5时,可能结垢,没有腐蚀性; 0.5
- 10.0时,有强腐蚀性,
11.2.2对氯离子含量低(<25%摩尔当量)的地热流体,地热流体的腐蚀性宜参照工业上用腐蚀系 数来衡量。
.3.1地热流体中的二氧化硅、钙和铁等组分因温度变化而结垢,可参照工业上用锅垢总量Ho 价其的结垢性:
式中: Ho一一锅垢总量(mg/L); S一一地热流体中的悬浮物含量(mg/L); C——胶体含量C=Si02+Fe20s+A1203(mg/L) 判别标准: H<125为锅垢很少的水; 125≤H≤250为锅垢少的水; 250
500为锅垢很多的水, 式中: F一一起泡系数(mmol/L) 判别标准: F<60为不起泡的水; 60≤F≤200为半起泡的水; F>200为起泡的水。
A.1单并降压试验求参方法
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利用地热井单井稳定流降压试验资料,采用裘布依Dupuit公式及奚哈特w.Sihardt影响半径经验 公式,采用叠代法求取热储渗透系数、影响半径和导水系数。
求取热储渗透系数、影响半径和导水系数。
A.2多井降压试验求参方法
A.2.1当带有一个观测井时,如果观测井受抽水井影响水位有变化时,影响半径和渗透系数的计算 公式如下。
式中: K一一热储层平均渗透系数(m/d); R一 一 一影响半径(m); S一一观测井稳定水位降深(m); r一一观测井与抽水井距离(m); S.一一抽水井稳定水位降深(m); M一一热储层厚度(m); Q一一单井涌水量(m/d); r一一抽水井利用热储层段井径(m)。 A.2.2当带有两个观测井时,影响半径和渗透系数的计算公式如下
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式中: 一热储层平均渗透系数(m/d); 影响半径(m); 热储层厚度(m); Q 一单井涌水量(m/d): S1 一近观测井稳定水位降深(m); S2一一远观测井稳定水位降深(m); ri 一近观测井与抽水井距离(m); 一远观测井与抽水井距离(m)。
A.3非稳定流降压试验求参方法
通过绘制w(u)一1/u标准曲线,以及实测的s一t/r"曲线或s一t曲线,采用Theis配线法计算 参数,计算公式如下:
(A.8) sM μ"= r 1 ... (A. 9) 4t u a: (A.10) 1 (A.11)
式中: K一一热储层平均渗透系数(m/d); Q一一单井涌水量(m/d); W(u)一一井函数; s一一抽水任一时刻的水位降深(m); u*一一含水层的弹性释水系数,无量纲; 一一含水层的导压系数(m/d); t一一抽水开始到计算时的延续时间(d); 一观测孔与抽水孔距离(m); 一导水系数(m/d)
A.3.2Jacob直线图解法
验时间较长,u=r/(4at)<0.01时,可采用Jacc
式中: s一一抽水任一时刻的水位降深(m); Q一一单井涌水量(m/d); T一一导水系数(m/d); 一观测孔与抽水孔距离(m): μ一一含水层的弹性释水系数,无量纲。
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B.1不考虑回灌条件下地热流体可开采量计算
根据三次降深降压试验拟合的 并的可开采量。单井产量小于10m/d 量作为可开采量,
平均布井法 地热勘查区块,其地热流体可开采量为单井地热流体可开采量与可布井数的乘积
对于地热勘查区块,其地热流体可开采量为单井地热流体可开采量与可布井数的乘积
对于地热勘查区块,其地热流体可开采量为单井地热流体可开采量与可布井数
式中: Qa 勘查区块地热流体可开采量(m/a); Qd 单井地热流体可开采量(m/a),利用B.1.1降压试验法计算确定; 勘查区块区面积(m); R 单井权益保护半径(m); M一一热储层厚度(m);
B. 1. 3 可采系数法
QdA TtR2 36500Qaf R 0.15M元
对于地热远景区采用可采系数法计算地热 流体可开采量,可采系数的大小,取决于热储岩性 无补给情况下取小值。
Qwk = Qws X........
式中: Qs一一地热流体储存量(m); 一热储岩石空隙率; 一 热储体积(m); S 一一弹性释水系数; h一一地热井静水位标高(m); 一热储顶面标高(m); A 计算区面积(㎡); 一地热流体可开采量(m/a): X 可采系数,对于孔隙型层状热储,取值为3~5%(100a),岩溶型层状热储取值为5%(100a) 裂隙型层状热储取值为1~2%(100a)
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自评价基准年开始100年内,计算区中心水位降深与单井开采附加水位降深之和不大于100m日 得的最大开采量为计算区地热流体可开采量
对具有多年动态监 开采条件下水位变化趋势,并确定一 定降深条件 下地热流体可开采量。统计分析法可采用相关分析、 回归分析、时间序列分析等方法。宜采用水位降低值和累计开采量之间建立的相关统计模型对计算 区进行预测。监测数据不宜少于5年,且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间段长度
利用已知地热田的地热流体可开采量推算地热地质条件相似地热田的地热流体可开采量,或者 用同一地热田内已知地热流体可开采量的部分来推算其他部分的地热流体可开采量。类比法应是在 地热的储藏、分布条件相似的两者之间进行,否则类比的结果与实际情况可能会存在很大的差异,
B.2考虑回灌条件下地热流体可开采量计算
B. 2. 1 回收率法
计算区内热储层地热资源量乘以回收率,求取地热井开采100年可利用热能,进而反推地热流体 可开采量。
Q一一地热流体可开采量(m"); RE 一回收率(%),一般取值15%; Q一一地热资源储存热量(J); P一一地热流体的密度(kg/m); C一一地热流体的比热(kJ/kg·℃); T.一一回灌前热储温度(℃); T—恒温层温度(℃)
Qk一一地热流体可开采量(m); RE 一回收率(%),一般取值15%; Q一一地热资源储存热量(J); P一一地热流体的密度(kg/m): C一一地热流体的比热(kJ/kg·℃); T一一回灌前热储温度(℃); T—恒温层温度(℃)
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对于采灌对并,取以下三个约束条件的最小值作为采灌对并地热流体可开采量。①在满足回灌 条件下开采100年不会产生热突破;②开采出的热量不超过热储层总热量的15%;以回灌试验取得 的最大稳定回灌量, 对于采灌对井,回灌条件下不产生热突破时地热流体可开采量计算公式为
开采出的热量占热储层总热量的比例计算公式
式中: Q一一回灌条件下采灌对井允许开采量(m/d); 1 一一采灌井距(m); 一 一一热储层厚度(m); t一一热突破时间(d),取36500d(若已确定利用方向为建筑物冬季供暖,则取12000d); 一水的密度(kg/m): C一一水的比热(kJ/kg·℃); P一一热储岩石的密度(kg/m): C一一热储岩石的比热(kJ/kg·℃); Φ一一热储岩石空隙率; K一一开采出的热量占热储层总热量的比例; Q一一回灌量(m/d); Q 一一开采量(m/d); 回灌温度(℃),取20℃; 回灌前热储温度(℃); T 恒温层温度(℃)
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式中: Qa一一回灌条件下勘查区块地热流体可开采量(m/a); Qd一一采灌对井地热流体可开采量(m/a)灌注桩标准规范范本,利用B.2.2解析法计算确定; A一一勘查区块区面积(m); R一一回灌条件下采灌对井对热储的影响半径(m); 其他同上。
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。数值模型法基本步骤包 活建立概念模型、地质体的剖分、进行天然状态的模拟、开采状态的模拟,经过矫正的模型可认为 生当前勘查程度下模型是可靠的,可用来预测地热由对将来开采的反映。应选择多个可能的地热由 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,预测回灌的效果和可能 引起的地热田冷却。然后对各开采方案结果进行比较,提出地热流体的可开采量。
B.3地热流体可开采热量计算
式中: Qt一一地热流体可开采热量(J/a); Qnk 地热流体可开采量(m/a); C——地热流体比热容(KJ/(kg·K)); P一一地热流体的密度(kg/m); t一一热储温度(℃); to一一恒温层温度(℃)
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基坑标准规范范本附录C (资料性) 单井地热资源勘查报
1水质检测报告表 2地热井降压(回灌)试验成果资料汇总表 3地热井动态观测资料汇总表 4地热井开采(回灌)量统计表
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