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地热资源地质勘查规范
发布:2014-05-16   浏览次数:

GB

中华人民共和国国家标准

GB 11615—89

 


地热资源地质勘查规范

Geologic  exploration  standard  of  geothermal  resources

 

1989-08-29发布                        1990-06-01实施

国 家 技 术 监 督 局  发布

 


GB 11615—89

 

 

目    次

 

 

主题内容与适用范围

引用标准

总则

地热田地质勘查研究程度要求

地热田勘查类型与勘探工程控制

勘查工作技术及质量要求

地热储量分类、分级、计算和评价

地热流体质量与环境影响评价

地热田开发技术经济评价

10  资料整理与报告编写要求

附录地球化学温标计算方法(参考件)

附录地热流体分析样品的采集与保存方法(参考件)

附录医疗热矿水水质标准(热矿水温度25°C)(参考件)

附录热矿水矿物原料提取工业指标(参考件)

附录地热资源地质勘查规范名词、术语(参考件)

 


中华人民共和国国家标准

GB 11615—89

地热资源地质勘查规范

Geologic exploration standard of geothermal resources

 

主题内容与适用范围

本规范规定了地热田地质勘查研究程度、勘查类型与勘探工程控制、勘查工作技术及质量要求、地热储量分类、分级、计算和评价,地热流体与环境影响评价以及地热资源勘查资料整理和报告编写等基 本要求。

本规范适用于地热资源的地质勘查,作为地热资源地质勘查设计书编制、各项勘查工作布置、勘查 报告编写和审批的主要依据。

引用标准

GB 3838  地面水环境质量标准

GB 5084  农田灌溉水质标准

GB 5749  生活饮用水卫生标准

GB 8537  饮用天然矿泉水

GB J 4  工业“三废”排放试行标准

GB J 8  放射性防护规定

DZ 40  地热资源评价方法

TJ 35  渔业水质标准

TJ 36  工业企业设计卫生标准

总则

3.1  本规范所指地热资源是在我国当前技术经济条件下,地壳内可供开发利用的地热能、地热流体及其有用组分。地质勘查的目的在于查明地热田的地质条件、热储特征、地热资源的质量和数量,并对其开采技术经济条件做出评价,为合理开发利用提供依据。

3.2  地热资源按温度分为高温、中温、低温三类(见表1);按地热田规模分为大、中、小型三级(见表2)。

地热资源温度分级

温度分级

温度t界限,℃

主要用途

高温地热资源

t150

发电、烘干

中温地热资源

90t150

工业利用、烘干、发电

低温地

热资源

热水

60t90

采暖、工艺流程

温热水

40t60

医疗、洗浴、温室

温水

25t40

农业灌溉、养殖、土壤加温

注:表中温度是指主要热储代表性温度。

2   地热田规模分级

规模分级

高温地热田

中、低温地热田

电能

MW

能利用储量

计算年限

热能

MW

能利用储量

计算年限

   

50

30

50

100

   

1050

30

1050

100

   

10

30

10

100

3.3  地热资源勘查工作分为普查、详查、勘探三个阶段。勘探阶段之后,为地热田开发地质工作。

3.4  地热田勘查工作一般应遵循以下原则:

3.4.1  按规定的勘查阶段循序渐进,对地热地质条件简单或现有资料较多的小型地热田的勘查,可根据实际情况简化或合并上述勘查阶段。

3.4.2  在勘查程序上必须严格遵循在充分搜集利用已有资料的基础上,先进行航卫片解译、地面地质、地球化学、地球物理等项工作,然后再上钻探的原则。没有上述工作的综合研究成果,不得盲目布置钻探工作。

3.4.3  勘查工作内容和投入的工作量应根据勘查阶段、勘探类型和工作区地热地质复杂程度等因素综合考虑确定。应选择经济有效的勘查技术方法、手段和合理的设计施工方案,达到工作阶段的要求。

3.4.4 由详查阶段转入勘探阶段,一般应与使用部门对口,应具有使用单位的委托书或与使用单位签订的承包合同书或省、市、自治区厅(局)级以上(含厅局级)主管部门下达的项目任务书。

3.4.5  各阶段的勘查工作,必须按本规范要求编写勘查设计书,经主管部门审定后严格组织实施。设计书的主要内容应包括:目的、任务、地理概况、研究程度、区域地质、地热地质条件、工作布置及工作量、地热流体的动态观测、储量计算与评价方法、人员组成、设备、工作计划、钻探施工设计、经济预算、预期成果和提交报告时间等。

3.4.6  各勘查阶段工作结束后,应编写阶段报告,按规定报有关主管部门审查,供建设使用的勘探报告,经主管部门审查后,报国家或省(区、市)矿产储量审批机构审批。未提交上一阶段报告和未经技术经济论证的认可,不得转入下一阶段工作。

地热田地质勘查研究程度要求

4.1  地质勘查研究内容

4.1.1  地热田地质

a.     研究地热田的地层、构造、岩浆(火山)活动及地热显示等特点,以阐明控制地热田的地质条件,确定热储、盖层、导水和控热构造。

b.     对于受断裂控制的地热田,要着重研究断裂的形态、规模、产状、组合配套关系等特点,阐明断裂系统与地热的关系。

c.     对于层控的地热田,应详细划分地层,确定地层时代,区分储层和盖层。着重研究热储结构、热储的岩性、厚度及其分布范围,以及热储的孔隙、裂隙或岩溶发育情况等影响地热流体储存、运移、富集的地质因素。

d.     对地热田的外围有关地区应进行必要的地质调查和地球物理、地球化学工作。探索地热田的形成,地热流体的补给来源和循环途径。

4.1.2  地温场

查明地热田内的地温及地温梯度的空间变化,圈定地热异常范围,计算热流密度,推算热储温度,并对地热异常的成因、热储结构特征、控热构造及可能存在的热源做出合理的分析推断。

4.1.3  热储

查明热储分布面积、岩性与厚度变化、埋深及边界条件,查明热储结构、各热储间的关系及热储内的渗透性能、地热流体的温度、压力、产量及其变化规律,测定热储的孔隙率、渗透系数、传导系数、给水度 (弹性释水系数)和压缩系数等,为储量计算提供依据。

4.1.4  地热流体

一般应测定地热流体的化学成分、同位素组成、有用组分以及有害成分等。分析地热流体与大气降水、地表水和常温地下水的关系,查明地热流体的来源及其补给、储集、运移、排泄条件;对高温地热田还应查明地热流体的相态、地热井排放的汽水比例、蒸汽干度、不凝气体成分,为地热资源开发利用与环境影响评价提供依据。

4.2  不同勘查阶段研究程度要求

4.2.1  普查阶段

a.     主要是寻找地热异常区或对已发现的地热异常区开展地热地质普查。

b.     初步查明地热田及其外围的地层、构造、岩浆(火山)活动情况,研究它们与地热显示、地热异常的关系,推断地热田的热储、盖层、导水和控热构造。

c.     初步查明地热田的地表热显示特征,测定地热流体的天然排放量及其化学成分,估算地热田的热储温度和地热田的天然热流量,初步圈定地热异常的范围,提出热储概念模型。

d.     探求D+E级储量,估价地热田开发利用前景。提交普查报告,为是否须进行详查工作提供依据。

4.2.2  详查阶段

a. 在初步查明地热田的地球化学场、地球物理场及热储边界条件的基础上,对地热田是否具有开发价值以及近期内能否被开发利用,进行详查工作。

b. 基本查明地热田及其外围的地层、构造、岩浆活动情况,初步查明地热田内的断裂及其产状、各地层的孔隙、节理裂隙、岩溶及水热蚀变发育情况,划分热储、盖层、导水与控热构造。

c. 基本查明地热田内地温及地温梯度和空间变化,进一步圈定地热异常的范围,计算热储温度,分析推断地热异常的成因。

d. 基本查明热储的岩性、厚度、埋深及其边界条件,各热储内地热流体的温度、压力、产量及其变化关系,热储的孔隙率及渗透性能,圈定地热流体富集地段。

e. 基本查明热储中地热流体的相态、地热井排放的汽水比例、地热流体的化学成分、有用组分和有害成分以及地热流体的补给、运移、排泄条件。建立热储理论参数模型。

f. 探求CD级储量,提交详查报告,为地热田开发总体规划和是否转入勘探阶段提供依据。

4.2.3  勘探阶段

a. 一般应在经过详查工作证实具有开发价值的基础上进行,主要是对地热田开发经济效益高的地热流体富集地段进行勘探。

b. 详细查明地热田内的地层、构造、岩浆(火山)活动和水热蚀变等特点,基本查明热储、导水、控热构造的空间展布及其组合关系。

c. 详细查明地热流体特征,包括地热流体在热储中的相态、温度、地热井排放时的汽水比例、蒸汽干度、流体化学成分和同位素组成。阐明地热流体中不同用途的有用组分和有害成分、地热流体的来源、补给、径流、排泄条件以及地热流体运移过程中可能出现的相变和与冷水混合过程。

d. 详细查明地热田内的地温、地温梯度及有关物性参数的空间分布及其变化规律。详细圈定地热流体的富集地段。

e. 详细查明地热田的热储结构,各热储的分布面积、厚度、产状、埋深及边界条件,各热储内地热流体的温度、压力、产量的变化规律及各热储的相互关系。实测各项储量计算参数,建立热储参数模型,探求B+C级储量,提出合理开发方案并作出环境影响评价,提交勘探报告,为地热田开发利用提供依据。

地热田开发地质工作中,应加强系统的动态观测工作,利用长期观测和开采过程中的实际资料,进行热储工程研究,计算A级储量,进行回灌试验和开发利用中有关(如地面沉降、结垢等)问题的研究,建立地热田的开发管理模型。

地热田勘查类型与勘探工程控制

5.1  地热田勘查类型

根据我国已知地热田特征,按妞热田的温度、热储形态、规模和构造复杂程度,将地热田勘查类型划分为两类六型(见表3 )。

5.2  钻探工程布置原则

5.2.1  地热资源勘探应充分发挥航卫片解译、地面测绘、物化探工作在地热勘查中的作用,对研究程度较高的地区,则必须充分利用已有资料,综合分析研究地热田的地层、构造、地热异常的范围、地热田的边界,争取尽量减少钻探工作量,提高勘探效益。

地热田勘查类型

           

高温

地热田

(Ⅰ)

Ⅰ—1

热储呈层状,岩性和厚度变化不大或呈规则变化,构造条件一般比较简单

Ⅰ—2

热储呈带状,受断裂构造控制,地质构造条件比较复杂

Ⅰ—3

地热田兼有层状热储和带状热储特征,彼此存在成生关系,地质构造条件复杂

中低温

地热田

Ⅱ)

Ⅱ—1

热储呈层状,分布面积广,岩性、厚度稳定或呈规则变化,构造条件一般比较简单

Ⅱ—2

热储呈带状,受断裂构造控制,地热田规模较小,地面多有温、热泉出露

Ⅱ—3

地热田兼有层状热储和带状热储特征,彼此存在成生关系,地质构造条件比较复杂

5.2.2  钻探工程布置应区别不同地热田勘查类型和规模,以能控制热储分布,取得有代表性的储量计算参数和查明地热田的开采条件和边界条件,满足相应阶段的要求为原则。

5.2.3  在部署钻探工程时,必须统筹兼顾,重点突出,在探明可供开采的主要热储的同时,兼顾其他热储,查明各热储间的相互关系。

5.2.4  地热田的钻探深度应根据其勘查类型和当前开采技术经济条件和社会需要来确定,一般钻探深度不宜过深,深埋层状热储一般控制深度在2000m以内,浅埋带状热储控制深度在1000m以内。

5.2.5  在地热田勘查工作中,钻井的设计除高温裂隙型热储外,应实行以探为主,探采结合,按有关规定或协议交付使用。在勘探区内施工的生产井,也应做到以采为主,采探结合,充分发挥其在地热勘探中的作用。

5.3  钻探工程控制

根据我国目前地热资源勘查和开发的实践经验,地热田钻探工程可按具体条件参照表4执行。


地热田钻探工程控制

勘查阶段

钻探井数量

(个/热田)

 

勘查类型

   

   

   

Ⅰ—1

02

510

715

Ⅰ—2

02

57

1015

Ⅰ—3

02

710

715

Ⅱ—1

02

57

710

Ⅱ—2

02

35

57

Ⅱ—3

02

37

510

注:同一类型中地热田面积大,构造条件复杂,具有多层热储者应取高值。地热田面积小,构造条件比较简单者取低值。

勘查工作技术及质量要求

6.1  航卫片解译

6.1.1  航卫片主要判断下列地热地质问题:

a.  地貌、地层、地质构造基本轮廓及地热区隐伏构造;

b.  地面泉点、泉群和地热溢出带,地面地热显示位置及地表水体位置范围;

c.  地面水热蚀变带的分布范围。

6.1.2  遥感图像解译应先于地质测量工作,卫星图像和航空像片两者结合使用,必要时可进行航空红外测量。遥感图像解译应结合地面地质、物探资料进行。

6.1.3  卫片宜用不同时间、不同波段的影像进行综合解译。注意卫片质量,收集不同地质体的光谱特征,建立地质、地热地质直接和间接解译标志。视工作要求和条件许可,用计算机图像处理,提高解译水平和效果。

6.1.4  宜用大比例尺航片。用目视和航空立体镜解译,还可用立体测图仪成图。

6.1.5 航卫片解译,应提交相应比例尺的解译图及文字说明。

6.2  地质测量

6.2.1  地质测量在充分利用航卫片解译和区域地质调查资料的基础上进行,其主要任务是:

a. 实地验证航卫片解译的疑难点,提高航卫片解译质量。

b. 查明地热田的地层时代、岩性特征、地质构造、岩浆活动,阐明地热田形成的地质条件。

c. 查明地表地热显示的类型、分布和规模,阐述地热异常与地质构造的关系。

6.2.2  地质测量范围应包括可能的补给区和排泄区。图件比例尺应根据勘查类型和地质构造复杂程度,参照表5选定。

地质测量比例尺

类别

勘查类型

区域性图件

地热田图件

层状热储

1/10万~1/2.5

1/5万~1/2.5

带状热储

1/2.5万~1/1

1/1万~1/5

6.3  地球化学调查

6.3.1  在地热资源勘查各阶段中都应进行地球化学调查,并尽量采用多种地球化学地面调查方法,确定地热异常分布范围。

6.3.2  采取具有代表性的地热流体(泉、井)、常温地下水、地表水、大气降水等样品进行化验分析,对比分析它们与地热流体的关系。地热流体分析样品采集方法按本规范附录B(参考件)要求采取。

6.3.3  进行温标计算,推断深部热储温度。

6.3.4  测定稳定同位素和放射性同位素,推断地热流体的成因与年龄。

6.3.5  计算地热流体中的Cl / BC1 / FC1 / SiO2等组分的比率,对比分析地热流体和冷水间的关系及其变化趋势,并进行水、岩均衡计算。

6.3.6  对地表岩石和勘探井岩芯中的水热蚀变矿物进行取样鉴定,分析推断地热活动特征及其发展历史。

6.3.7  地球化学调查比例尺应与地质测量比例尺一致。

6.4  地球物理调查

6.4.1  地球物理调查是地热资源勘查工作中的重要组成部分,一般应在普查阶段进行,详查阶段要在普查的基础上,对有希望的地区进行补充工作,主要查明以下问题:

a. 圈定地热异常范围和热储体的空间分布;

b. 确定地热田的基底起伏及隐伏断裂的空间展布;

c. 圈定隐伏火成岩体和岩浆房位置;

d. 圈定地热蚀变带。

6.4.2  根据地热田的地质条件和被探测体的物性特征选用物探方法(见表6 )。一般利用地温勘探圈定地热异常区;利用重力法确定地热田基底起伏(凸起和凹陷)及断裂构造的空间展布;利用磁法确定水热蚀变带位置和隐伏火成岩体的分布、厚度及其与断裂带的关系;利用电法、α卡、210Po法圈定热异常和确定热储体的范围及深度;利用人工地震法较准确的测定断裂位置、产状和热储结构;利用磁大地电流法确定高温地热田的岩浆房及热储位置和规模;利用微地震法测定活动断裂带。

6.4.3  地球物理调查比例尺应与地面测绘比例尺一致。对获得的物探资料,应结合地热地质条件、地热流体特征进行分析,提出综合解译成果,作为勘探井的布置依据。

6.5  钻探工作

6.5.1  勘探井的设计、施工以及勘探井内各种测试应满足查明地热地质条件,取得有代表性的计算参数和评价地热资源的需要。

6.5.2  地热田内存在多个热储时,应分别查明热储的压力、水位、温度、流量和地热流体质量。勘探井穿透不同热储时应做好下套管固井或止水工作,防止破坏热储的自然特征。

6.5.3  除专门设计的定向井外,勘探井应保持垂直,在100 m深度内其井斜不应大于1°。

各勘查阶段不同类型地热田物探方法

勘查阶段

方法

勘查类型

   

   

   

Ⅰ—1

1/10万~1/20万重磁面积测量,1/10万电测深面积测量,1/10万浅层测温面积测量

1/5万重磁面积测量,1/5万电测深面积测量

详细电测深面积测量,钻孔测温及各种测井,人工地震(反射波法)

Ⅰ—2

Ⅰ—3

1/10万~1/20万重磁面积测量,MT路线测量,1/10万浅孔地温测量

1/5万重磁面积测量,MT面积测量(至少三条控制剖面)

人工反射地震,MT详细工作,地热流测量,微震网观测综合测井

Ⅱ—1

1/10万~1/20万重磁面积测量

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