地熱資源評價方法的探討-論文.pdf

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1、20142O14V01．9Z1李鈁：地熱資源評價方法的探討第9卷增刊地熱資源評價方法的探討李鈁(北京市地質工程設計研究院，北京101500)摘要：本文以北京市朝陽區(qū)姚家團公園地熱井為例，利用該井的抽水試驗數(shù)據(jù)、水質化驗數(shù)據(jù)和其它相關成井數(shù)據(jù)，通過適當?shù)姆椒ㄔu價了該地熱井地熱資源利用情況，求取了該地熱井含水層的滲透系數(shù)，以合理的方法確定該地熱井的影響半徑和地熱井的保護范Ii。通過對該地熱井熱儲量的計算與評價、熱水的腐蝕性結垢和起泡的評價、投資成本與回收效益方面的研究，對量化評價單個地熱井的一些關鍵的技術和經(jīng)濟指標進行了探討，為評價地熱井效益提供了一種參考模式。關鍵詞：地熱井；地

2、熱資源；效益：評價中圖分類號：TK521文獻標識碼：A文章編號：1007～1903(2014)Z1—0025—050前言穩(wěn)定流抽水試驗工作，抽水設備為250QJR32—207型號的熱水泵，泵下入深度198m。自上世紀70年代至2005年，經(jīng)過多年的勘查，北京市抽水前靜止水位埋深110．9m，于2013年8月6El早8點已經(jīng)在全市范圍內(nèi)開發(fā)了地熱井362111~，深度在3000m內(nèi)開泵，總抽水時間12天，其中每個降次抽水試驗穩(wěn)定時間溫度大于50~C的地熱田面積約有2763，構成了10個比較為36／J~時。大降深S1穩(wěn)定動水位埋深175．1m，降深64．2m，大的地熱田，為北京的

3、社會經(jīng)濟發(fā)展提供了巨大的清潔涌水量810m／d(9．375l／s)；中降深S2穩(wěn)定動水位埋深能源，減少了不可再生能源的耗費，帶來了巨大的社會經(jīng)156．9m，降深46．0m，涌水量600mVd(6．944l／s)；小降深濟效益。為了量化開發(fā)地熱資源帶來的經(jīng)濟效益，本文以S3穩(wěn)定動水位埋深147．1m，降深36．2m，涌水量500m，／d最近在北京市朝陽區(qū)姚家園公園地區(qū)新鉆的一眼地熱井(5．787l／s)；井口出水溫度66~C。具體成果見表l和圖1：為例，進行方法的探討。根據(jù)本井抽水結果，用承壓完整井穩(wěn)定流公式求水文地質參數(shù)：1熱水井可開采量的計算與評價·g(1)R=10s以姚家

4、園公園地熱井的抽水試驗數(shù)據(jù)為基礎(見表1和圖1)，來開始對地熱資源評價方法的探討。在以公式(1)中，為含水層滲透系數(shù)(m／d)；R為含水層影響半徑(m)；滲透系數(shù)和影響半徑為待1．1地熱井涌水量及其保護范圍的評價求值。姚家園公園地熱井于2012年8月6Et至8月l8日進行了Q為涌水量(m／d)；』喲含水層厚度(m)；S為抽水表1姚家園公園地熱井抽水試驗成果表[2]回次靜水位(m)動水位(m)降深(m)出水量(m／d)單位出水量(L／s．m)穩(wěn)定延續(xù)時間(h)出水溫度(。C)大降深l75．164．281O0．14603666中降深110．9156．946．0600O．151O3

5、666小降深147．136．25000．15993666201420l4V01．9Z1李鈁：地熱資源評價方法的探討第9卷增刊將參數(shù)代入公式(4)和(5)，得到以下計算成果：水有輕腐蝕性。所以本井水在利用過程中應注意熱水管CIr=2ll7．4kJ／m．oc，Qr=8．06X10kJ／m。道和設備的防腐措施。1．2．4熱水井保護范圍的確定根據(jù)均衡原理，按該地熱井可以保持穩(wěn)定的出水量2．2熱水的結垢評價和出水溫度使用50年計算，熱儲可采儲存量與地熱井開按規(guī)范要求，參照工業(yè)上用鍋垢總量H0(mg／L)來采50年排放的總熱量保持均衡，其所需的熱田面積為：衡量地熱流體的結垢性。F=50*

6、ZWt／=50Xl12．2X10~2／8．06X109=6．96×105(m)H0=S+CB6rlF(12十+17rAl+20rMg3++59rCa2+[。(7)根據(jù)所需熱田面積按圓面積估算，則該熱水井的影式中S一地熱流體的懸浮物含量，單位為毫克每升響半徑為：(mg／L)；RO=√=470(m)C一膠體含量C=SiO2+Fe2O3十Al2O3，單位為毫克每升而根據(jù)2．1可知影響地熱井涌水量的影響半徑(mg／L)；Rl=107m，比較影響熱量的保護半徑R0和影響涌水量的r_-離子含量的每升毫克當量數(shù)。保護半徑R1，取二者中的大值為地熱井的保護半徑，故將水質化驗表的對應的各項數(shù)據(jù)

7、代入(7)式，計算該地熱井的保護半徑R=470m。即以該井為中心，470m范得~I]H0=I17．82mg，介于125mg／L和250mg／L之間，按規(guī)圍內(nèi)不宜再布置新的抽水地熱井。范為鍋垢很少的地熱流體。但在安裝設備時仍應充分考慮到設備和輸送管道的防水垢和除水垢措施，以防止時2熱水井地熱流體的質量評價間長水垢堵塞管道和設備。地熱流體質量的評價一般包括腐蝕性評價、結垢評2．3熱水的起泡評價價和起泡評價，下面我們從上述3個方面分別進行討論。起泡作用是指水沸騰時產(chǎn)生大量氣泡的作用，如果水泡不能及時破裂，會在