DB13T 2554-2017 -br-单井地热资源评价技术规程

ICS27F15DB13河北省地方标准DB13/T2554—2017单井地热资源评价技术规程Technicalproceduresofsingle-wellprovidegeothermalresourcesevaluation2017-09-06发布2017-10-06实施河北省质量技术监督局发布DB13/T2554—2017I目次前言.................................................................................II引言................................................................................III1范围...............................................................................12规范性引用文件.....................................................................13术语和定义.........................................................................14总则...............................................................................35基础资料收集要求...................................................................36抽水试验技术要求...................................................................37热储层水文地质参数的计算方法.......................................................68地热单井可开采量计算与确定.........................................................69采灌井距的确定.....................................................................710回灌井回灌量的确定................................................................811地热水质量评价....................................................................8参考文献.............................................................................12DB13/T2554—2017II前言本标准按照GB/T1.1-2009给出的规则起草。本标准由河北省国土资源厅提出。本标准起草单位：河北省地热资源开发研究所。本标准主要起草人：马云青、刘福东、张德忠、刘江涛、郑喜珍、苏永强、李志军、董加力、董卿卿。DB13/T2554—2017III引言地热资源是一种清洁的能源，开发利用地热资源，对我省经济社会发展和大气环境保护起到了一定的促进作用。河北省地热资源丰富，地热开采井已遍及全省各地。地热资源的开发利用，源于地热单井的开采。因此，在区域地热资源评价的基础上，统一评价方法和标准，对单井地热资源进行评价，是科学开发利用地热资源的基础。单井地热资源评价可为地热资源管理和科学规划提供依据，使地热资源开发利用布局更合理，实现地热资源有效保护和可持续利用。DB13/T2554—20171单井地热资源评价技术规程1范围本标准规定了地热单井抽水试验、热储层水文地质参数确定、可开采量计算与评价、采灌井井距及回灌量的确定、地热水质量评价等技术工作的要求。本标准适用于河北省所有开发利用的地热井地热资源评价。2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是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。GB5084农田灌溉水质标准GB5749生活饮用水卫生标准GB8537饮用天然矿泉水标准GB8978污水综合排放标准GB11607渔业水质标准GB/T11615-2010地热资源地质勘查规范GB50027供水水文地质勘察规范GB/T14848地下水质量标准3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1地热资源geothermalresources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。目前可利用的地热资源主要包括:天然出露的温泉、通过热泵技术开采利用的浅层地热能、通过人工钻井直接开采利用的地热流体以及干热岩体中的地热资源。本规程中的地热资源仅特指天然出露的温泉、通过人工钻井直接开采利用的地热流体中的地热资源。3.2地热资源评价geothermalresourcesassessment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、可开采量及质量进行的计算与评价。3.3地热储geothermalreservoir简称热储（heatreservoir），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。可分为孔隙型热储和裂隙型热储。DB13/T2554—201723.4地热增温率geothermalgradient又称地温梯度，地球不受大气温度影响的地层温度随深度增加的增长率。通常用恒温带以下每深入地下100m所增加的地温值来表示。3.5抽水试验pumpingtest一种在井中进行计时计量抽取地下水，并测量水位变化的试验，目的是了解含水层富水性，并获取水文地质参数。3.6利用热储层段segmentofexploitinggeothermalreservoir简称利用段，地热井止水位置以下、下入筛管段或射孔所对应的热储层段或裸眼段。孔隙型热储地热井为下入筛管段或水泥固井射孔段所对应的最上部含水砂岩的顶至最下部含水砂岩的底。裂隙型热储地热井为水泥固井止水以下钻凿揭露的热储层段。3.7可开采量exploitablereserves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储量，是地热储量的一部分，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。3.8最高热水位埋深minimumburieddepthofwaterlevelintheborehole在地热井井口水温达到最高且稳定时的最小水位埋深（最高水位标高）。3.9动水位埋深dynamicwaterleveldepth地热井在开采条件下的水位埋深。3.10空隙率voidfraction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。3.11渗透性permeability地质体可以让流体渗透、透过的能力。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。3.12地热回灌geothermalreinjection为保持热储压力、充分利用能源和减少地热流体直接排放对环境的污染，对经过利用（降低了温度）的地热流体通过地热井重新注回热储，也可利用其他清洁水源进行回灌。DB13/T2554—201734总则4.1地热井地热资源评价工作应在掌握区域地热地质资料，附近已有地热井钻探、物探测井、抽水试验、分析检测、动态监测等数据基础上进行综合性评价工作基础上进行单井评价。4.2地热井地热资源评价工作的重点是:a)在地热井按地热地质勘查孔的技术要求钻井施工，取全取准各项钻井地质及地热参数资料的前提下，开展抽水试验及水质检测分析工作；b)查明利用热储层段的岩性、空间分布、空隙率、渗透性及产能；c)查明热储盖层岩性、厚度变化、对热储的封闭情况及其地热增温率；d)查明地热水物理性质与化学组分，并对其可利用方向做出评价；e)计算评价地热井地热资源量、可开采的控制范围、可开采量及采灌井距的确定，提出地热资源保护与可持续开发利用的建议。4.3单井地热资源评价原则：要维持连续、稳定的开采量，以最少50年的服务年限考虑，其地热流体资源量必须得以保证；在计算可开采量的同时，也要考虑回灌量的调节作用，要强化保护，合理开采，可持续利用。5基础资料收集要求5.1应充分收集地热井钻探施工阶段取得的各项资料，主要包括：钻探施工过程、钻井液配比与记录、地热地质编录、井身井管结构、地球物理测井及洗井等资料。5.2应重点收集地热井钻凿揭露的地层结构、岩性、地温变化、热储的空隙率及渗透率等资料。6抽水试验技术要求6.1抽水试验的目的确定抽水井的特性曲线和实际涌水量，评价含水层的富水性、确定热储层水文地质参数，了解各含水层间的水力联系，计算井的最大涌水量、单位涌水量和可开采量。为评价地热资源提供依据。6.2抽水试验前试抽的要求抽水试验前要进行试抽水，根据试抽水情况，选择扬程、出水量、耐温度、功率等技术指标相适宜的热水泵型号，初步确定抽水最大降深（Smax）及采用水位恢复法初步确定最高热水位埋深。6.3抽水试验技术要求6.3.1一般要求6.3.1.1抽水试验前应制定抽水试验方案，其技术要求应满足GB/T11615-2010中单孔、多孔抽水试验要求，依据热储类型及现有地热井分布状况确定抽水试验的方法和试验要求，严格按照方案进行。6.3.1.2应充分利用周围已有的同层地热井做观测孔。6.3.1.3抽水试验时，最大降深试验宜按非稳定流方法进行。DB13/T2554—201746.3.1.4要做好现场记录，并绘制必要的草图，现场确定抽水试验是否正常，试验中发现问题及时纠正。6.3.2抽水试验方法的选取6.3.2.1对负水头承压井采用定流量抽水试验，对自流井（正水头）采用定降深（压）放水试验。6.3.2.2在条件允许的情况下，采用压力观测进行抽水降压试验。6.3.2.3通过地热井试水，若动水位在较短时间达到稳定，宜采用稳定流方法进行抽水试验；若动水位较长时间才达到稳定，宜采用非稳定流方法进行抽水试验。多孔抽水、群孔干扰抽水和试验性开采抽水试验一般采用非稳定流抽水试验方法。6.3.3稳定流抽水试验6.3.3.1该方法通过涌水量及所对应的井中水位降深计算热储层水文地质参数，并通过抽水降深与其对应的涌水量关系，拟合Q-f(S)曲线，推算单井最大涌水量。6.3.3.2为确定Q-S曲线形态，宜进行3次降深试验，反向抽水，先进行最大降深（S3=Smax）抽水试验，其后为中、小降深，降深比例分别为大降深的2/3和1/3左右。各抽水降次稳定（即观测水位每小时波动小于5～8cm）时间分别为24、8、8小时。6.3.4非稳定流抽水试验6.3.4.1宜进行3次降深抽水试验，最大降深试验延续时间大于48小时（视具体情况在水温稳定情况下，应满足两个对数周期），中、小降深稳定时间分别为8、8小时即可。6.3.4.2当进行多孔抽水试验时，以地热井最大出水能力作为抽水量，抽水延续时间不少于168小时。6.3.4.3抽水试验结束前，应取全分析水样一组。6.3.4.4恢复水位观测至拐点出现后再连续观测10个小时即可结束。6.3.5抽水试验观测记录要求6.3.5.1正式抽水前应先进行试验抽水，确保热水潜水泵、配电装置及测量装备可以正常运转后，停泵，准备正式抽水试验。停泵的同时，应追测最高热水位埋深，待井孔内水位上升到最高点（该水位最高点作为抽水试验最高热水位埋深），然后进行正式抽水试验；若未进行最高热水位埋深追测，抽水前应准确观测水位埋深，同时测量静水水面温度。抽水试验过程中，要求水温、流量及主井和观测孔水位同步观测。6.3.5.2观测时间为抽水开始后第1、2、3、4、6、8、10、15、20、25、30、35、40、