關于地熱水水量計算的探討

■鄧建軍

（江西省地礦局水文地質工程地質大隊 江西南昌 330095）

關于地熱水水量計算的探討

■鄧建軍

（江西省地礦局水文地質工程地質大隊 江西南昌 330095）

地熱水是一種新型清潔能源，地熱水的開發現在很多城市建設中是很常見的。本文介紹了一些概念和地熱水資源論證工作的步驟和方法，希望能和大家探討和交流。

地熱水地熱田地熱地質條件

1 地熱水資源綜述

地熱水資源是指在可預見的時期內，地殼可以被開發和利用，以其熱能為主要利用目的的地下水(含水汽)及其有用組分。地熱田是指在目前技術經濟條件下可以采集的深度內,富含可經濟開發和利用的地熱水資源的地域。它一般包括熱能儲、蓋層、地熱水通道和熱源四大要素，是具有共同的熱源，形成統一熱儲結構，可用地質、物化探方法圈閉的特定范圍。

根據成因類型地熱水資源大致可以分為：沉積盆地型、隆起山地型和干熱巖三種類型。地熱水的成因類型決定其發生環境，溫度和水質，不同溫度的地熱水主要用途是不同的，地熱水資源論證可以根據地熱資源的分類，地熱資源按溫度為高溫和中溫、低溫三種。根據地熱田規模分為大型、中型、小型三種。

2 地熱地質條件分析

接到任務后的論證單位，應首先了解業主采取地下水熱水的使用目的（工業，農業，水產養殖，取暖，醫療，旅游，等等）和熱的要求、水的數量和質量，再確定的工作量，工作內容，技術要求及精度。

2.1 資料收集

充分利用現有的數據，收集地熱田以往的地熱水資源勘查成果。已開發利用的地區，對地熱水資源開發利用現狀進行詳細調查。收集地熱田動態監測數據，掌握地熱資源水位、水溫和水量的變化；預測熱水利用率，計算開采范圍，了解降落漏斗的范圍和發展趨勢，為地面塌陷、地面沉降等環境地質問題提供基礎資料。

2.2 地熱地質條件分析

2.2.1 地熱田地質研究

地熱地質條件包括地熱地質條件，地熱田，地熱儲層和儲水條件四個方面分析。地熱地質研究包括地層，構造，巖漿地熱田（火山）的研究活動和地熱地質條件的顯示特性，闡明地熱田，地熱熱儲蓋層的控制，確定水的電導率和熱控制結構。地熱田是受斷層控制，重點應放在斷層的形態，大小，形狀，匹配關系等特點，闡明斷裂系統和地熱的關系。層狀地熱田，詳細劃分地層，確定地層時代，區分儲層和蓋層。針對儲層結構，研究儲層的巖性，厚度及分布范圍，與儲層孔隙的地質因素，地熱流體儲存，斷裂和喀斯特影響遷移，富集。應對地熱田周邊進行地質調查、地球物理和地球化學等必要的工作。

探索地熱田的形成及補給、徑流和排泄條件。

2.2.2 地溫場研究

地溫場的研究包括確定地溫和地溫場梯度的空間變化，地熱異常圈定的范圍，熱通量的計算，和熱儲溫度計算，地熱異常的成因，熱儲結構，熱控制結構和可能的熱源來進行合理的分析和推理。對儲層巖性和厚度的識別研究，熱儲層埋藏深度和邊界條件的分布區域，確定儲層結構，在滲透性儲熱、儲熱，地熱流體的壓力，溫度，產量及其變化，儲層的孔隙度，測定滲透系數，熱導率，水（彈性貯水系數）和壓縮系數，對資源量的計算提供依據。

2.2.3 地熱水賦存條件研究

地熱水賦存條件分析一般應化學成分組成，地熱水同位素測定，有用組分、有害成分等。地熱水和大氣降水的關系分析，在室溫條件下，地表水和地下水，并確定供水，儲存，運輸源，設置放電條件；高溫地熱領域應當認定為水相，地熱排放汽水比，干蒸汽，氣體成分，并為開發地熱資源利用和環境影響評價的基礎。

2.2.4 地熱水資源勘查

地熱水資源勘查工作分為調查、預可行性勘查、可行性勘查和開采四個階段，論證范圍內地熱水資源量的分析計算是在地熱田的詳成果的基礎上進行，開采階段的工作內容和技術要求如下所述。

（1）綜合分析區內已有的地質、水文地質、地熱地質、深部地熱鉆井及地球物理勘查資料,詳細查明地熱田或研究區內的地質構造、巖漿活動,熱儲巖性、厚度、分布范圍及其埋藏條件,建立準確的地熱地質概念模型。

（2）全面分析地表熱顯示及井孔測溫資料,詳細查明區內的地熱增溫率、勘查深度內地溫場的空間變化規律,準確確定熱儲溫度。

（3）對地熱流體動態（開采量、水頭壓力、水溫、水質）進行長期觀測研究,定期普測全區地熱流體壓力、溫度、化學組份變化,分析不同儲層和主要開采熱儲層的開采量變化及其引起的地熱流體壓力、溫度、水質動態變化規律,建立評價區熱儲滲流模型與地球化學模型。

（4）依據熱儲特征、地熱田開發的實際需要與可能,對熱儲進行回灌試驗研究,查明回灌對地溫場與滲流場的影響,確定最佳的回灌地段、層位、采灌比、采灌井的合理布局及保持地熱田持續開發利用的采灌強度。

（5）建立地熱資源地理管理信息系統與地熱資源評價的數學模型,主要利用地熱勘查、采灌試驗及多年動態監測資料,采用數值法、解析法、統計分析法與熱儲法，計算驗證地熱流體可開采量、地熱儲量并做出評價,提出相應時段的地熱資源/儲量報告,其成果應滿足地熱資源持續開發與科學管理的需要。

工作內容和技術要求可依據GB/T 11615-2010《地熱資源地質勘查規范》執行。

3 地熱水資源量的計算

一般情況下，建設項目對地熱水資源量的需求涉及兩個方面：一是指地熱水的可回收地熱資源量(熱量)；二是指地熱水的可采資源量(水量)。

3.1 地熱資源量(熱量)計算

地熱資源量(熱量)計算在地熱田綜合分析研究基礎上，根據形成地熱田的熱源、地熱地質條件和地熱流體牲，建立計算模型，采用國際上通用的儲量體積法進行計算，分析計算參數的選取和確定方法應符合GB/T 11615-2010《地熱資源地質勘查規范》和DZ40-85《地熱資源評價方法》。儲量體積法不但適用于非火山型地熱資源量的計算，而且適用于與近期火山活動有關的地熱資源量計算。不僅適用孔隙裂隙型熱儲。凡條件具備的地方，都可以采用這種方法。

地熱資源量其他計算方法還有自然放熱量推算法、水熱均衡法以及類比法和水文地質學計算法等，具體方法和技術要求按照GB/ T 11615-2010《地熱資源地質勘查規范》中的規定，參照DZ40-85《地熱資源評價方法》執行。

3.2 地熱水的可開采量(水量)

地熱水相對于一般地下水資源量來說，埋藏較深，在進行地熱水的可開采量計算時，要根據地熱水成因和賦存條件確定是孔隙水、裂隙水還是巖溶水，然后，按照相應的地下可開采量的計算方法計算地熱水可開采量，本文就不再介紹了。

[1]金麗燕，魯云龍，王益軍.關于地熱水水量計算的探討 [J].地下水，2010（06）.

[2]兀少波，邵睿濤.混層開采地熱井水量分配方法探討 [J].地下水，2013（06）.

P314[文獻碼]B

1000-405X（2015）-11-360-1