DB37/T 4253-2021 地热资源勘查技术规程

ICS 73.020
CCS D 10
山东省 地方标准
DB 37/T 4253—2021
地热资源勘查技术规程
Technical regulation for geothermal resources exploration
2021 - 02 - 02 发布 2021 - 03 - 02 实施
山东省市场监督管理局 发 布

1 范围
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写等基本要求。
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、报告编写和成果验收。
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、干热岩与岩热型地热资源勘查。
2 规范性引用文件
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）适用于本文件。
GB 5749 生活饮用水卫生标准
GB 8978 污水综合排放标准
GB/T 11615—2010 地热资源地质勘查规范
GB/T 13727 天然矿泉水资源地质勘查规范
NB/T 10097 地热能术语
NB/T 10264 地热地球物理勘查技术规范
DB37/T 1921 地热钻探规程
DB37/T 4243 单井地热资源评价技术规程
T/CMAS 0001 绿色勘查指南
3 术语和定义
GB/T 11615—2010、NB/T 10097界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1
地热资源 geothermal resources
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。
3.2
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热地质、地球物理、地球化学综合调查以及钻探与试验、取样测试、动态监测等工作。
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。
[来源：GB/T 11615—2010，定义3.3]
3.3
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。
2 [来源：GB/T 11615—2010，定义3.4]
3.4
地热系统 geothermal system
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地热系统和传导型地热系统。
[来源：GB/T 11615—2010，定义3.7]
3.5
大地热流 heat flow
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：也称大地热流密度、热流，指单位mW/m2或HFU，1HFU=41.86 mW/m2。无测量值时可用计算值，等于岩石热导率和垂向地温梯度的乘积。
3.6
地热增温率 geothermal gradient
地温随深度变化的速率，也称地温梯度。
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、基底构造、热储层埋藏特征、热储盖层的岩性与厚度等有关。
3.7
地热异常区 geothermal anomalous area
大地热流值、地温或地温梯度明显高于区域平均值的地区。
注：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。
3.8
地热田 geothermal field
目前技术条件下可以采集的深度内，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，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层（热储）、盖层、地热流体通道和热源四个要素。
3.9
地温测量 geo-temperature measurement
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，如红外电磁波，以及地球化学方法，比如化学地温计，获得地下温度的方法。
[来源：NB/T 10097—2018，2.4.3]
3.10
热储 geothermal reservoir
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。
[来源：GB/T 11615—2010，定义3.9]
3.10.1
层状热储 stratified geothermal reservoir
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。
3.10.2
带状热储 zoned geothermal reservoir
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。
[来源：GB/T 11615—2010，定义3.9.2]
3.11
盖层 cap rock
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热储之上的地层通称之为主要热储的盖层。
[来源：GB/T 11615—2010，定义3.10]
3.12
热源 heat source
地热储的热能补给源。
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、来自幔源的岩浆热以及壳内的构造变形热等。
[来源：NB/T 10097—2018，2.3.7]
3.13
地热储量 geothermal reserve
在当前技术经济可行的深度内，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和热能的资源总量。
[来源：NB/T 10097—2018，2.4.13]
3.14
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分储量，是地热储量的一部分。
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。
[来源：GB/T 11615—2010，定义3.14]
3.15
静压力 static pressure
地热井在非扰动条件下的储层部位的井筒流体压力。
注：可通过直接测量或流体水位换算取得。
3.16
动压力 dynamic pressure
地热井在试井或生产条件下的储层部位的井筒流体压力。
[来源：NB/T 10097—2018，2.4.18]
3.17
压力降 pressure drawdown
地热井在试井条件下静压力与动压力之差，相当于降压试验的降深。
3.18
井筒效应 wellbore effect
地热井降压期间，尤其是在降压初期，井口流体温度随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有的现象即为井筒效应。
3.19
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。
3.20
渗透性 permeability
地质体可以让流体渗透、透过的能力。
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。
3.21
弹性释水系数（储水系数） Storativity
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放出热水的水量；或是压力水头升高1个单位时，其所储入的水量。
3.22
不凝结气体 non-condensable gas
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，一般采用体积分数（%）表示其含量。
[来源：NB/T 10097—2018，2.3.15]
3.23
单位产量 specific capacity
每米压力降的热流体产量，相当于降压试验的单位涌水量。
3.24
热储工程 reservoir engineering
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。
[来源：GB/T 11615—2010，定义3.32]
3.25
概念模型 conceptual model
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，一般又称热储概念模型。
[来源：GB/T 11615—2010，定义3.34]
4 总则
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，以及保护生态环境、降低开发风险，最大限度地保持资源的可持续利用。
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，提出地热资源可持续开发利用的建议。地热资源勘查评价的任务：
——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勘查远景规划提供依据；
——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发远景规划的制定提供依据；
——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项目需要进行。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、地热流体可开采量，提交地热资源勘查报告，满足地热资源开采设计的需要；
——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信息管理系统。

投稿会员：芳华