ICS 27 CCS F 15 13 河 北 省 地 方 标 准 DB 13/T 2554—2022 代替 DB13/T 2554-2017 单井地热资源评价规范 Technical procedures of Single-well provide geothermal resources evaluation 2022 - 08 - 10 发布 2022 - 09 - 10 实施 河北省市场监督管理局 发 布 DB 13/T 2554—2022 前 言 本文件按照GB/T 1.1—2020《标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规 定起草。 本文件代替DB13/T 2554-2017《单井地热资源评价技术规程》，与DB13/T 2554-2017相比，除 结构调整和编辑性改动外，主要技术变化如下： a) 根据实际需要，将术语和定义的条款进行了补充和删减； b) 资料收集中添加了对地热井钻探资料的收集内容； c) 增加了回灌试验的技术要求； d) 对地热流体可开采量计算方法进行了修订。 本文件由河北省自然资源厅提出并归口。 本文件起草单位：河北省地热资源开发研究所、河北省地矿局地质勘查技术中心。 本文件要起草人：苏永强、刘福东、郜洪强、陈穆贤、李德祺、宋倩、赵素杰、李郡、李国记、 鞠照亮、景龙、姚金宇、邢凯荣、田万强、赵琳如。 I DB 13/T 2554—2022 单井地热资源评价规范 1 范围 本文件规定了单井地热资源评价的资料收集、降压试验、回灌试验、热储层水文地质参数计算、 单井地热流体可开采量计算、采灌井距计算、地热流体质量评价、报告编制等要求。 本文件适用于层状热储水热型单井地热资源评价。 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 5084 农田灌溉水质标准 GB 5749 生活饮用水卫生标准 GB 8537 饮用天然矿泉水标准 GB 11607 渔业水质标准 GB/T 11615—2010 地热资源地质勘查规范 GB 50027 供水水文地质勘察规范 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 热突破 thermal breakthrough 通过回灌井灌入较低温度的水使附近同层地热井地热水温度明显降低的现象。 3.2 回灌试验 injection test 向回灌井中连续注水，并记录回灌量、水位及水温随时间的变化来测定热储层回灌能力的试验。 3.3 利用热储层段 segment of exploiting geothermal reservoir 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。 3.4 最小热水位埋深 minimum buried depth of water level in the borehole 在地热井口水温达到最高且稳定时的最小水位埋深。 3.5 多井降压试验 multi-well pumping test 一个地热井抽水，带有一个或多个观测井的降压试验。 4 总则 单井地热资源评价应在掌握区域地热地质资料，已有地热井钻探、地球物理测井、降压试验、 回灌试验、水质检测、动态监测等数据的基础上进行。 地热井应按勘查孔技术要求取全取准各项钻井地质参数，并开展降压试验、回灌试验及水质检 测等工作，查明利用热储层的岩性、空间结构、空隙率、渗透性、地热流体物理性质与化学组分，计 算评价地热流体可开采量和采灌井距。 单井地热资源评价按 100 年计算，以保证地热流体连续稳定的开采。 5 资料收集 1 DB 13/T 2554—2022 收集区域地质、水文地质、地热地质、地球物理测井、近似稳态地温、降压试验、回灌试验、 水温、水位、水质及其动态等资料。 5.2 收集地热井钻探施工阶段取得的各项资料，包括地层结构、岩性、地温、热储层空隙率、 渗透率、井身结构、钻井液配比、地质编录、地球物理测井、洗井等资料，并对资料的可靠性和代表 性进行分析评价。 6 降压试验 一般要求 6.1.1 降压试验前要进行试降压，初步确定地热井最大出水能力，并采用水位恢复法观测最小热水 位埋深，试降压时间不应小于 2 h。 6.1.2 降压试验前应制定试验方案，根据试验目的确定试验方法。 6.1.3 流量、水温、水位宜使用仪器自动观测并用人工观测进行校核，以保证获取数据的及时、可 靠、准确。 6.1.4 试验时应做好现场记录，并绘制 S—t、Q—t 曲线草图，确定试验数据是否正常，发现问题 及时纠正。 单井降压试验 6.2.1 宜进行 3 次降深的稳定流或非稳定流试验，先进行最大降深降压试验，再进行中、小降深降 压试验，中、小降深比例分别为最大降深的 2/3 和 1/3 左右。 6.2.2 最大一次降深试验的延续时间不少于 48 h，其他两次试验延续时间分别不少于 12 h。 多井降压试验 条件允许时，宜开展多井降压试验。宜进行1～2次降深的稳定流或非稳定流试验，最大一次降 深试验的延续时间不少于120h。抽水井抽水对最近观测井引起的水位下降值不应小于20cm。 观测记录 6.4.1 水位观测时间为降压开始后第 1、2、3、5、7、10、15、20、25、30、40、50、60、80、100、 120 min，之后每 30 min 观测一次。恢复水位观测频率与降压观测频率相同。多井降压试验抽水井 和观测井的水位同步观测。 6.4.2 降压试验过程中，要求流量、水温、气温同步观测。 3 3 6.4.3 水位观测单位为 m，精确到 0.01 m；流量单位为 m /h，精确到 0.01 m /h；水温、气温单位 为℃，精确到 0.1 ℃。 资料整理 6.5.1 降压试验结束后，及时检查流量、水温、水位等数据，发现异常分析原因并及时纠正，原始 观测数据严禁改动。 6.5.2 根据观测数据绘制涌水量历时曲线（Q—t 曲线）、降深历时曲线（S—t 曲线、S—lgt 曲线）、 涌水量降深关系曲线（Q—f(S)）等曲线图，并依据涌水量—降深关系，确定曲线类型，计算给定降 深的涌水量。 最小热水位埋深的确定方法 6.6.1 公式计算法 h=H− 式中： h——校正后最小热水位埋深(m)； H——利用热储层段中点的埋深（m）； h1——观测水位埋深（m）； 2 ρ平 ×[H−(h1 −h0 )] ρ高 …………………………………………(1) DB 13/T 2554—2022 h0——基点高度（m）； 3 ρ平——地热井筒内水柱平均密度（kg/m ）； 3 ρ高——热储中部温度对应水的密度（kg/m ）。 6.6.2 水位恢复法 试降压时，停泵后立即观测恢复水位，观测的最小水位埋深即为最小热水位埋深。 7 回灌试验 技术要求 7.1.1 回灌试验一般为对井同层回灌，即一个地热井抽水，另一个地热井回灌，回灌水源可为供暖 降温后未受污染的地热原水。如果利用未降温的原水进行回灌，应将回灌水位换算到水温为 20℃时 的水位。 7.1.2 在不具备同层回灌条件时，可采用第四系冷水或其他清洁水源进行回灌，但应保证回灌水质 优于回灌井水质，且在回灌前宜进行配伍试验，确保回灌水不会对热储层造成不良影响。 7.1.3 回灌系统应为密闭的系统，进行除砂、粗过滤（过滤精度小于 50 μm）、精过滤（过滤精度 小于 5 μm）、排气后进行回灌，回灌水管应下入回灌井水位液面 5 m 以下。 7.1.4 宜进行 3 个以上升程的回灌试验，首先进行最小升程的回灌试验，最小升程采用的回灌水量 参照单井降压试验最大稳定涌水量的 1/3 进行回灌，其后各回灌水量逐步增大；确定最大自然回灌 量时，回灌水位距井口一般不应大于 10 m。最大升程的稳定时间不少于 48 h，其余升程稳定时间分 别不少于 8 h。 7.1.5 回灌时，回灌量和回灌水位按照稳定流降压试验的要求进行观测，在回灌开始后的第 5、10、 15、20、25、30 min 各观测一次，以后每隔 30 min 观测一次，抽水井进行同步观测，同时做好现场 记录，并绘制 S 升—t、Q 灌—t 草图，判断确定回灌试验是否正常，发现问题及时纠正。 资料整理 7.2.1 回灌试验结束后，及时检查涌水量、回灌量、水位、水温等数据，发现异常分析原因并及时 纠正。 7.2.2 根据观测数据绘制回灌量历时曲线（Q 灌—t 曲线）、升程历时曲线（S 升—t 曲线）、回灌量 升程关系曲线（Q 灌—f（S 升））等曲线图，并依据回灌量—升程关系，确定曲线类型，可采用内插 法（外推法）计算回灌水位距地面 10m 时的回灌量，作为最大稳定回灌量。用外推法计算时，外推 的升程值不宜超过最大升程值的 1/3，且不大于 20m。 8 热储层水文地质参数计算 热储层水文地质参数可利用降压试验数据通过计算求取，具体方法参照附录A。 9 单井地热流体可开采量计算 计算原则 9.1.1 计算深度下限一般为 4000 m，计算单井利用热储层热储的地热流体可开采量，并估算未利 用热储的地热资源储量。若仅对主要利用热储层的地热资源进行计算，其计算深度下限为主要利用 热储层的底界。 9.1.2 热储层顶底板埋深、水位埋深均以自然地面算起。 9.1.3 计算时将热储层概化为均质、等厚、各向同性、各处初始压力相等的无限承压含水层，各热 储层间均有稳定的隔水层，垂向上无明显的水力联系。 9.1.4 热储层隔水隔热，热量只靠对流方式传递，除了抽取和回灌的热量外，系统与外界没有能量 交换。 9.1.5 地热资源开采年限按 100 年计算。 9.1.6 计算范围根据行政主管部门批准的矿业权范围确定。 3 DB 13/T 2554—2022 计算方法 不考虑回灌条件下地热流体可开采量，可采用降压试验法、可采系数法、最大降深法、统计分 析法和类比法进行计算；考虑回灌条件下地热流体可开采量，可采用回收率法、解析法和数值模型 法进行计算。计算方法参见附录B。 10 采灌井距计算 回灌井与开采井的距离主要取决于冷热水的混合峰面自回灌井向开采井的运移时间和速度，概 化研究区内地热地质条件后，采灌井距计算公式为： 3Qh tf D=√ f = φρ πM ………………………………………（2） ρ w Cw w Cw +(1−φ)ρr Cr ………………………………………（3） 式中： D——回灌井与开采井的最小间距（m）； 3 Qh——回灌量（m /a），取开采期平均回灌水量； t——冷热水的混合峰面到达开采井的时间，取100年，若利用方向已确定为建筑物冬季供暖， 则每年开采（回灌）时间为120