NB《基于可持续开发利用的地热能评价方法编制说明》.docx

基于可持续开发利用的地热能评价方法标准编制说明一、工作简况(一)任务来源2019年7月，根据国家能源局综合司关于下达2019年能源领域行业标准制(修)订计划及英文版翻译出版计划的通知(国能综合科技(2019)58号)文件的通知，中国石化集团新星石油有限责任公司与北京市地质工程勘察院等单位联合申请的基于可持续开发利用的地热能评价方法标准制定项目获批立项，计划编号：能源20190163o总体目标任务：在分析国内外地热资源评价技术现状的基础上，结合水热型地热资源勘查开发利用的特点和换热供暖利用后地热流体全部回灌利用的实际，分析现有地热资源评价方法存在的问题、弊端，提出基于可持续开发利用的前提下、适于水热型地热供热利用的资源评价技术方法，包括可行性论证和开采两个阶段应满足的要求、不同阶段的资源量计算方法、资料整理与报告编写要求等内容，为水热型地热供热可持续开发利用提供技术指导。起止时间：20192020年（二）标准起草单位和主要起草人本技术规程起草单位：中国石化集团新星石油有限责任公司、北京市地质工程勘察院、中国石油华北油田公司、中国科学院地质与地球物理研究所、水电水利规划设计总院本标准起草人：（三）主要工作过程1 .成立规程编制项目组能源行业地热能专业标准化技术委员会于2019年9月组织有关专家，对本课题的总体设计进行评审并通过了审查。为确保本次工作的正常进行，成立了标准制定工作组，安排部署相关的工作。项目组工作人员参加了能源行业地热能专业标准化技术委员会举办的行业标准编写要求培训。通过培训，掌握了标准编写的要点、方法、标准报批程序和要求、标准的结构和编写（含术语和制图）等内容，同时学习了标准规范编制过程中需遵守的技术规范性文件，从标准规范编写技术要求的角度接受了培训，为本技术规程最终成果的编制奠定了基础。2 .收集相关文献资料2019年10月2021年9月，按照标准的总体设计，课题组在前期工作的基础上，开展了大量的资料收集以及整理、研究。目前搜集了国内外地热资源开发利用相关专业技术文献、报告、技术规范、地方标准和地热资源评价方法等共计50余份，资料涵盖了全国大部分地区地热能开发利用地热资源评价、地热井评价的新技术、新方法。3 .编制规程草案对所有收集资料、资源评价技术工作实施过程中存在的问题进行综合分析研究，参考了地热资源地质勘查规范GB/T116152010、供水水文地质勘察规范GB500272001.地热资源评价方法及估算规程DZ/T0331,结合历年来国家地热能专家对各个地区地热资源评价报告的审查意见以及目前工作中存在的亟待解决的问题，参考了国内开发时间相对较久的典型地热田实际开发数据，与专家、有关技术人员及管理部门反复沟通、充分交流、广泛征询编制的建议和意见，确定标准中地热资源评价可行性论证和开采两个阶段应满足的要求、不同阶段的资源量计算方法、计算方法中有关参数的选取等，编制本规程草案。4 .制订规程征求意见稿结合当前及未来地热开发利用发展趋势和国家相关规范要求，重点考虑当前水热型地热资源供热利用必须实施采灌结合的利用方式，对草案进行修改完善。组织召开专家咨询研讨会，邀请地质学、热储工程、水工环等领域专家，召集长期从事地热资源评价的技术骨干参加专题研讨会，对规程草案进行深入讨论，同时及时与政府管理部门进行沟通，听取地热资源管理人员在地热资源评价、地热田储量审批等方面发现的问题，征求多方意见，形成技术规程征求意见稿。5 .形成规程送审稿在能源行业地热能专业标准化技术委员会网站向全社会公开征求意见，并主动联系目前地热行业知名专家学者，进行点对点的征求意见。编制组逐条讨论分析征求到的意见建议，投票决定采纳与否，最终形成技术规程送审稿。二、标准编制原则本技术规程的格式按照GB/T1.12009标准化工作规程第1部分：标准的结构和编写给出的规则起草Q本技术规程的内容执行了GB/T116152010地热资源地质勘查规范中的有关地热资源可行性论证和开采阶段的部分要求、地热资源量计算中的热储法、解析法和数值法三种计算方法和资料整理、报告编写的技术要求，并结合水热型地热供热利用完全回灌的要求和典型地热田地热供暖利用实践，有针对性的补充和修改规程的结构、主体内容、具体条款等方面。一一充分考虑水热型地热供热利用的特点、地热资源评价的精度和准确性，对可行性论证与开采两个阶段地热资源评价应满足的要求提出了更详细、更明确的要求；基于水热型地热供热利用完全回灌的要求，确定了可行性论证和开采两个阶段计算热储中储存的热量和地热流体储存量，可采地热流体量和开采热量的计算方法；-解析法计算考虑回灌条件下的可采资源量计算中，100年的时间，基于典型地热田稳定运行条件下年消耗地热资源量的实际数据与解析法计算的可采地热资源量进行了对比分析，以分析认识为基础，对解析法中热储回收率的系数进行了修改，确定了解析法计算资源量热储回收率应处于15%-30%的范围；一一数值法计算中对考虑回灌供热利用条件下如何确定了地热田开发最优的方案进行了说明，对如何求取可采地热流体量和热量进行了补充；一一针对可行性论证阶段对解析法和数值法分别计算可开采地热流体量和可开采热量结果的取值问题进行了补充；一一对地热资源评价成果整理、地热资源评价报告编写等作了具体规定和要求。三、主要内容分析（一）标准主要内容本技术规程规定了水热型地热资源开发利用过程中可行性论证和开采两个阶段资源量计算的主要内容和方法，主要包括新增的专业术语和定义、地热资源可行性论证和开采阶段应满足的要求、地热资源可行性论证和开采阶段地热能可持续利用资源评价方法的选择，地热资源量计算中的热储法、解析法和数值法三种方法的具体内容和参数选取，资料整理、报告编写等相关内容。（二）确定主要内容的论据项目组根据分析研究所收集的有关地热资源评价的资料，在总结整理具备一定开发周期的地热田资源评价报告编写方法以及地热方面资深专家提出的意见建议，结合水热型地热供热利用完全回灌的要求及目前在地热资源评价中实际发现的相关问题，确定了本技术过程的主要内容。1 .主要内容的论据我国地热资源的开发始于上世纪70年代，全国多个省区完成了地热资源普查工作，大量的地热田得以开发。到目前国内已制定的相关规范和技术规程有国家标准GB116152010地热资源地质勘查规范、GB50027供水水文地质勘察规范，行业标准NB/T10263-2019地热储层评价方法，地质标准DZ/T0331-2020地热资源评价方法及估算规程、DZ40-85地热资源评价方法等，大多数地区或地热田的地热资源评价工作都是按照以上规范和技术规程的要求开展的。但上述规范和技术规程并未对回灌条件的供热利用如何开展资源评价进行说明。(1)地热资源地质勘查规范GB/T116152010中涉及到地热资源评价的有以下部分：第5条地热资源勘查内容与要求中5.2不同勘查阶段工作要求，对地热资源调查阶段、地热资源预可行性勘查阶段、地热资源可行性勘查阶段和地热资源开采阶段的工作要求进行了说明，但工作量和要求不够具体和详细。第8条地热资源/储量计算与评价中对地热资源/储量计算的原则、计算参数的要求、计算方法的要求、资源评价的可靠性、地热田或地热开发地区评价进行了说明。附录C地热资源/储量计算方法对地热资源评价计算参数的确定、地表热流量法、热储法、解析模型法、统计分析法、数值模型法、比拟法的计算过程和要求进行了说明。第11条资料整理与报告编写要求及附录G地热资源勘查报告编写提纲及附图附表要求中提出了地热资源勘查报告的编写提纲、报告主要附图和附表内容。(2)GB50027供水水文地质勘察规范中中涉及到地热资源评价的有以下部分：第9条地下水水量评价中9.4允许开采量的计算和确定对利用数值法计算允许开采量的过程进行了详细说明。(3)行业标准NBT102632019地热储层评价方法中涉及到地热资源评价的有以下部分：第5条地热资源勘查阶段划分中对地热资源调查阶段、地热资源预可行性勘查阶段、地热资源可行性勘查阶段和地热资源开采阶段的工作要求进行了说明，但工作量和要求不够具体和详细。第7条热储综合评价中7.3对热储地质模型的建立进行了说明。(4)地质标准DZT03312020地热资源评价方法及估算规程中涉及到地热资源评价的有以下部分：第5条地热资源量计算中规定了计算参数的确定、计算方法的要求、地热单(对)井地热资源储量的估算和不同类型地热资源储量的估算。第6条地热资源量可靠性评价中6.1对地热田或地热开发区可靠性评价进行了说明。第9条资料整理与报告编写要求中提出了地热资源勘查报告的编写提纲、报告主要附图和附表内容。附录C地热资源储量计算方法对热储法、地表热流量法、解析法、统计分析法、数值模型法、比拟法、经验系数法和生产试验法的基本要求、计算公式进行了说明。是目前为止涉及地热资源评价方法最多的地热资源评价规范。2 .主要技术指标的说明(1)第4条总则主要是对地热资源评价的目的和资源量评价方法适用的阶段进行说明。(2)第5条地热评价应满足的要求主要是在国家标准GB116152010地热资源地质勘查规范和地质标准DZ"03312020地热资源评价方法及估算规程的基础上，考虑水热型地热供热利用的特点对地热资源可行性论证和开采两个阶段应满足的要求进行了更为详细和具体的规定。5.1 可行性论证阶段的要求对投入钻井工作量的控制范围进行了规定，要求投入控制性地热钻井工程，平均每IOtOkn?范围内至少1口地热勘探井，查明地热田的地层结构，地热增温率，热储的埋藏深度、岩性、厚度与分布，地热流体温度、压力和化学组分，并通过井产能测试，初步了解热储的渗透性、井的热流体产出能力、回灌能力、温度等。对地热动态监测工作的时间和内容进行了规定，要求开展1年及以上的地热动态监测工作，并规定地热开采量、流体压力、流体产出温度、流体回灌温度等参数的监测频率依据采灌条件确定。5.2 开采阶段的要求对投入钻井工作量的控制范围进行了规定，要求投入控制性地热钻井工程，平均每510km2范围内至少1口地热勘探井，形成地热田详查的相关参数，地质调查工作精度应不小于1/5万，建立准确的地热地质模型。要求对热储进行回灌试验和示踪试验研究，查明回灌对地温场与渗流场的影响，确定最佳的回灌地段、层位、采灌比、采灌井的合理布局及保持地热田持续开发利用的采灌强度。对地热动态监测工作的时间和内容进行了规定，要求开展2年及以上的地热动态监测工作；开采量和回灌量监测要求应覆盖区域内所有地热井，按日进行监测；流体压力、温度、地热流体化学成分监测要设立至少1口监测井。(3)第6条资源量计算方法是在国家标准GB116152010地热资源地质勘查规范和地质标准DZT03312020地热资源评价方法及估算规程的多个资源评价方法的基础上，考虑供热回灌利用、可行性论证和开发两个阶段的资料丰度选择了热储法、解析法和数值模型法三种方法计算地热资源量。6.1 计算方法的选择考虑可行性论证阶段资料丰度低于可采阶段，采用热储法计算热储中储存的热量和地热流体储存量，采用解析法和数值法分别计算可开采地热流体量和可开采热量；开采阶段采用数值法计算热储中储存的热量、地热流体储存量、可开采地热流体量和可开采热量。6.2 热储法计算热储中储存的热量和地热流体储存量，参照国家标准GB116152010地热资源地质勘查规范和地质标准DZ/T03312020地热资源评价方法及估算规程的热储法执行。6.3 解析法在地质标准DZT03312020地热资源评价方法及估算规程考虑回灌条件下地热流体开采量计算方法的基础上进行修正，一是考虑水热型地热供热长期稳定利用的要求，在计算公式中将单井抽水试验降深20m的采水量作为单井回灌条件下允许开采量值；二是考虑100年的时间，基于已开发的典型地热田稳定运行条件下年消耗地热资源量的实际数据与解析法计算的可采地热资源量进行了对比分析，对解析法中热储回收率的系数进行了修改，确定了热储回收率15%30%的范围，具体取值可根据地热水补给强度和开发经验决定；三是将公式中有关热储温度的取值改为地热流体温度。6.4 数值法数值模型法将国家标准GB116152010地热资源地质勘查规范和地质标准DZ/T0331-2020地热资源评价方法及估算规程中将建立概念模型明确为建立地质模型，网格剖分、天然状态模拟、模型识别和检验、储存热量和流体量计算参照上述规范执行，可开采地热流体量和热量的计算要按照供热后地热流体全部同层回灌的原则制定开发方案，将开发方案井网添加到三维数值模型中，为三维数值模型设置时间周期函数，将每年离散成供暖季和非供暖季两个时间段，模拟计算该固定评价单元内不同部署方案下开采井水量、压力、温度等在保持稳定条件下合理的开采井采水量、回灌井回灌温度、采灌比和采灌井距，比选确定最优方案。以最优方案确定的采水井井数、采水量、回灌温度为基础，求取可采地热流体量和热量。（4）第7条地热能可持续利用的资源评价部分对于不同阶段计算的地热资源量精度和用途进行了说明；将采用解析法和数值法分别计算可开采地热流体量和可开采热量的最小值作为地热田或固定区域内可行性论证阶段可采地热流体量和可采热量的上限；对于开采阶段资源量的重新计算和评价做了进一步的要求，要求根据最新研究成果和动态监测资料对数值模型进行修改，对资源量进行重新计算和评价。（5）第8条资料整理与报告编写部分有关资料整理要求，报告编写，报告主要的附图在GB116152010地热资源地质勘查规范的基础上根据本技术规程所涉及的内容进行优化。四、知识产权专利等涉及情况无。五、预期的社会效益、对产业发展的作用等情况（一）本规程颁布实施能促进地热能科学合理化的应用和规范化有序开发利用，确保地热资源开发利用的可持续性，达到实现节能减排目标，为净化环境清新空气行动做出贡献。（二）本技术规程是国内首个基于水热型地热资源供热利用，供热后地热流体全部回灌确定地热可采资源量的规范，对国内沉积盆型地热供热开发利用具有非常强的指导性，能够有效规避地热超采可能引发的地质和环境风险。六、采用国际标准和国外先进标准情况未采用国际标准，国外无同类标准。七、在标准体系中的位置，与现行相关法律、法规、规章及相关标准的协调性目前涉及地热资源评价的标准包括：国家标准GBII615-2010地热资源地质勘查规范，行业标准NB/T10263-2019地热储层评价方法，地热井产能评价技术规程（待发布），地热资源/储量分级评价方法（待发布），地质标准DZ/T0331-2020地热资源评价方法及估算规程。本标准编制主要参考了GB/T11615地热资源地质勘查规范、GB50027供水水文地质勘察规范、DZ/T0331地热资源评价方法及估算规程三个标准中的部分内容，并基于水热型地热供热可持续利用的要求而编制，可作为水热型地热回灌供热利用条件下的地热资源评价方法和操作指南。八、重大分歧意见的处理经过和依据本规程在制定的过程中相关重点内容在征集国内从事地热资源勘查、开发利用和监测等工作的重要科研院所、科技公司等单位的专家意见，得到了各单位的肯定与支持。分歧主要体现在解析法计算资源量中热储回收系数的确定，后经过讨论决定以国内地热供热开发利用周期最久、数据最全的雄县为例进行反算热储回收系数，反算结果为29%。据此为基础，经过讨论后将热储回收系数定为15230%的区间，具体取值可根据地热水补给强度和开发经验决定。九、标准性质的建议说明本技术规程是指导地热资源供热利用地热资源评价工作的技术要求，具有系统性、全面性和技术指导性，与现行有关技术规范一起配套使用，对促进科学合理评价地热资源，规范地热资源开发利用工作有重要意义。因此，建议作为推荐性地方标准发布实施。十、贯彻标准的要求和措施建议（一）主管部门抓好贯彻与落实为贯彻标准，建议技术规程发布后，由能源行业地热能专业标准化技术委员会提请国家能源局适时发布贯标的通知，并委托起草单位组织培训，切实推动这项行业标准的贯彻实施。（二）编写单位提供技术支撑本标准编制单位在地热资源勘查、开发、利用方面具有丰富的经验，积累了大量的技术，均为全国进行地热资源研究的专业技术单位。围绕本标准制定做了大量的调研、研究工作，取得了丰硕的成果。在本规程的贯彻实施中，编写单位应切实承担技术支撑的责任和业务，为相关使用部门做好条文解释，给予供热投资单位必要的技术指导。（三）地热供热利用开发企业自觉遵照执行地热资源是一种可再生绿色能源，科学合理的利用可更好地实现节能减排目标。水热型地热供热利用规模逐年增长，规模化开发的地热供热项目不断增加，供热投资单位希望加强地热能的法制和规范管理，确保所属开发区地热的可持续利用，保障自身的合法权益和经济收益，急需技术标准来规范工作行为，合理开发利用地热能资源。地热供热企业应在主管部门、行业的统一要求下，依法依规控制好地热开发规模，加强本标准在实际工程应用中的推广实施，确保地热资源的可持续利用。十一、废止现行相关标准的建议无O十二、其他应予说明的事项无O