DB37/T 4243-2020 单井地热资源评价技术规程

ICS27.010

CCSF15

DB37

山东省地方标准

DB37/T4243—2020

单井地热资源评价技术规程

Technicalregulationforgeothermalresourcesevaluationofsinglewell

2020-12-04发布2021-01-01实施

山东省市场监督管理局发布

DB37/T4243—2020

目次

前言................................................................................II

1范围..............................................................................1

2规范性引用文件....................................................................1

3术语和定义........................................................................1

4总则..............................................................................2

5资料收集..........................................................................3

6产能测试..........................................................................4

7样品采集与测试....................................................................6

8动态监测..........................................................................6

9热储水文地质参数计算..............................................................6

10单井地热资源估算.................................................................7

11地热流体质量评价................................................................10

12地热资源开发利用评价............................................................10

13资料整理、报告编写..............................................................10

附录A（资料性）单井地热资源评价报告编写提纲.......................................11

附录B（资料性）降压试验观测原始记录表.............................................13

附录C（资料性）回灌试验观测原始记录表.............................................14

附录D（资料性）地热井动态监测资料汇总表...........................................16

附录E（资料性）理疗热矿水水质标准.................................................17

附录F（资料性）几种常见岩石和物质的比热、密度.....................................18

附录G（资料性）地热常用量代号和单位名称...........................................19

参考文献............................................................................20

I

DB37/T4243—2020

前言

本文件按照GB/T1.1—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。

请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。

本文件由山东省自然资源厅提出并组织实施。

本文件由山东省自然资源标准化技术委员会归口。

本文件起草单位：山东省地勘局第二水文地质工程地质大队（山东省鲁北地质工程勘察院）、山东

省地质环境监测总站。

本文件主要起草人：冯守涛、刘帅、刘志涛、康凤新、蒋书杰、秦耀军、聂德久、黄松、王学鹏、

刘欢、周群道、杨询昌、张震宇、杨亚宾、黄星、冯克印、申中华、孙晓晓、张平平、王明珠、冯颖、

陈京鹏、段晓飞、邱恺毅。

本文件为首次发布。

II

DB37/T4243—2020

单井地热资源评价技术规程

1范围

本文件规定了单井地热资源评价的总则、资料收集、产能测试、样品采集与测试、动态监测、热储

层水文地质参数确定、单井地热资源估算、地热流体质量评价、地热资源开发利用评价、资料整理与报

告编写等工作要求。

本文件适用于水热型单井地热资源评价工作。

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/T11615—2010地热资源地质勘查规范

DB37/T4253地热资源勘查技术规程

3术语和定义

GB/T11615—2010界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

3.1

水热型地热资源geothemlalresourceofhydrothermaltype

以蒸气为主的地热资源和以液态水为主的地热资源的统称。

3.2

产能测试yieldtest

地热井完井后通过测试取得地热流体压力、产量、温度、采灌量比及热储层的渗透性能等参数的试

验，包括降压试验、放喷试验和回灌试验。

3.3

可开采量recoverableresources

经勘查或开采验证的在当前开采经济技术条件下能够从热储中开采出来的单井资源量，考虑到可持

续开发，经估算允许每年合理开采的地热流体量。

3.4

静水位埋深staticwaterleveldepth

地热井在非扰动条件下，静止液面到自然地面的垂直距离。

注：单位为米。

1

DB37/T4243—2020

3.5

热水头hotwaterhead

在地热井井口水温达到最高且稳定时的最高水位标高。

注：单位为米。

3.6

动水位埋深dynamicwaterleveldepth

地热井在开采条件下的水位埋深。

注：单位为米。

3.7

回灌试验reinjectiontest

在一定周期内将地热尾水灌入回灌井中，根据动态监测数据，对回灌井可灌性进行的试验和评价。

3.8

井筒效应wellboreeffect

地热井降压期间，尤其是在降压初期，井口流体温度随着时间的延续不断升高，而由于水的密度与

温度的变化成反比，此时尽管地热井内水位上升或保持不变，但热储压力却下降，这种地热流体普遍具

有的现象即为井筒效应。

3.9

动态监测dynamicmonitoring

对地热井的水位（压力）、温度（含开采井水温、回灌尾水温度）、流量（含开采量、回灌量）、

流体化学特征、地温场等，进行的定期观测。

3.10

热突破geothermalbreakthrough

灌入的地热尾水使开采井温度降低的现象。

3.11

权益保护半径protectionradiusofexploitationrights

整个开采期内，地热井维持正常开采，且产量与流体温度不会受周边地热开采（回灌）影响的热储

权益保护半径。

4总则

4.1单井地热资源评价目的是提供较为可靠的单井地热资源量及必要的地质资料，以减少开发风险、

取得单井地热开发利用最大的社会经济效益和环境效益，并最大限度的保持地热资源的可持续利用。

4.2单井地热资源评价的重点是在按相关技术规范要求施工开采（回灌）井，明确钻遇地层，求取地

热参数资料的前提下，开展现场调查，查明地热井开发利用现状及与周边地热井的相互关系，并进行产

能测试及流体化学特征分析工作；查明地热流体物理性质及化学组分，对其可利用方向做出评价；估算

单井地热可开采量及权益保护半径，提出动态监测方案、地热资源保护与可持续开发利用建议。

2

DB37/T4243—2020

4.3单井地热资源评价原则：

a)以50年服务年限考虑；

b)开采井水位年下降速率不大于2m；

c)回灌条件下，应贯彻“以灌定采、取热不取水”原则，并且不产生热突破。

4.4单井地热资源评价工作流程参照图1。

图1工作流程图

5资料收集

进行单井地热资源评价工作应收集以下资料：

a)区域地质、水文地质条件、地热地质条件、矿业权设置、周边地热井等资料；

b)地热井钻探施工阶段取得的各项资料，主要包括：工程概况、钻探施工过程、钻完井工艺、地

热地质编录、钻孔和井身结构、地球物理测井、洗井、产能测试及流体特征等资料；

c)地热井揭露的地层结构、岩性、地温变化、热储特征等资料。

3

DB37/T4243—2020

6产能测试

6.1一般要求

6.1.1对负水头承压井采用降压试验，对自流井采用放喷试验。

6.1.2产能测试前应进行洗井，疏通热储层，以达到最佳出水能力和回灌效果。

6.1.3产能试验前宜先进行初步测试，根据测试情况，初步确定不同降深值，选择扬程、功率、流量、

耐温等技术指标相适宜的热水泵。

6.1.4宜采用自动监测设备进行数据的采集。

6.1.5要做好现场记录，并绘制必要草图（如Q-t、S-t、Q-S、q-S、S-lgt等曲线），判断是否存在

问题，对存在问题及时纠正，必要时补做试验。

6.2降压试验

6.2.1测试资料应满足确定井流量方程，计算热储层渗透系数、影响半径等热储水文地质参数，为确

定地热井的可开采量提供依据。

6.2.2应充分利用周围已有的同层地热井做观测孔，试验引起观测孔降深值不应小于10cm。

6.2.3观测内容包括：水位（压力）、流量、水温、气温等。

6.2.4在同一试验中应采用同一方法和工具进行数据观测和采集。

6.2.5试验期间宜采用井下压力计测量压力变化，条件不具备只能从井口测量水位（压）时，应同时

测得井内地热流体温度，换算准确反映压力的水头。

6.2.6水位观测数据精确到5mm；水温观测数据精确到0.1℃；采用堰箱或孔板流量计进行流量观测

时，水位测量应读数到1mm，采用水表进行流量观测时读数精确到0.01m3。

6.2.7宜进行3个落程，最少不得少于2个落程，最大压降值按含水层厚度及埋藏条件确定。压降一

般先大后小逐次进行，另外两次压降比例分别为最大压降的2/3和1/3左右。其中一次压降值宜接近

0.3MPa。

6.2.8最大一次降压的延续时间不少于48h，单井产量小于10m3/（d·m）及流体压力持续下降的，

应适当延长实验时间；带有观测孔的降压试验最大一次降压的延续时间不少于120h。

6.2.9降压试验方法分为稳定流降压试验和非稳定流降压试验。

6.2.10稳定流降压试验按下列要求进行：

a)稳定流降压试验稳定标准，应符合在降压稳定延续时间内，降压孔流量和动水位与时间关系曲

线只在一定的范围内波动，且没有持续上升或下降的趋势，当有观测孔时，应以最远观测孔的

动水位判断。水位波动值一般不超过5cm，涌水量波动值不超过平均流量的3%；

b)最大压降稳定延续时间不少于24h，其他两次稳定延续时间分别为16h、8h；

c)水位观测时间一般在降压开始后第1min、3min、5min、10min、20min、30min、45min、60

min、75min、90min进行观测，以后每隔30min观测一次，稳定后可延至1h观测一次；水

温、流量宜1h观测一次，观测时间应与水位观测时间一致；

d)观测孔水位与降压孔同步观测；

e)恢复水位观测频率与降压时观测频率相同。

6.2.11非稳定流降压试验按下列要求进行：

a)降压孔的出水量应保持常量，变幅不大于3%；

b)降压延续时间宜按水位下降与时间关系曲线[S-lgt]来确定：

1)当S-lgt曲线至拐点后出现平缓段，并可以推出最大水位降深时，降压方可结束；

2)当S-lgt曲线没有拐点或出现几个拐点，则延续时间宜根据试验的目的确定。

4

DB37/T4243—2020

c)水位观测宜按第0.5min、1min、2min、3min、4min、6min、8min、10min、15min、20min、

25min、30min、40min、50min、60min、80min、100min、120min进行观测，以后每隔30min

观测一次。水温、流量宜1h观测一次，观测时间应与水位观测时间一致。

6.3放喷试验

6.3.1热储水头高于地面的地热井（即自流井）应进行放喷试验，分为单井放喷试验和多井放喷试验。

6.3.2放喷试验的方法和技术要求按GB/T11615—2010执行。

6.4回灌试验

6.4.1试验应准确测定回灌井的回灌量、压力随时间变化、地热流体温度、压力、产量和化学组分变

化等，为确定稳定回灌量提供依据。

6.4.2一般按下列要求进行试验：

a)回灌应为同层回灌；

b)回灌试验前宜先进行降压试验；

c)回灌水源应为经过利用后未污染的地热原水，防止回灌水源对热储和地热流体造成污染；

d)自然回灌时，应能确定最大自然回灌量；加压回灌时，应能确定安全、经济的压力值；

e)回灌流量宜以20m3/h的梯度增量进行逐级回灌，每级水位应稳定48h。最大自然回灌量确定

时回灌水位距井口不应少于10m，稳定时间不应小于120h；

f)回灌时宜采用泵管回灌，泵管末端浸入水中深度宜大于5m，保证回灌密封进行；

g)对回灌水源应采取过滤措施，以防物理堵塞；回灌系统应采取密封、隔氧措施，以防生物和化

学堵塞。

6.4.3按下列要求进行观测：

a)应对采灌井的开采量、回灌量、水位、水温进行观测，同时观测气温；

b)水位观测宜采用自动监测与人工监测相结合方式进行，观测时间为第1min、2min、3min、4

min、6min、8min、10min、15min、20min、25min、30min、35min、40min、50min、60min、

80min、100min、120min，之后每30min观测一次，水位读数精确到5mm；

c)水温、气温同步观测，宜每隔1h一次，读数精确到0.1℃，并与水位观测相对应；

d)回灌量、开采量与水位同步观测，每隔1h一次，观测数据精确到0.01m3；

e)停灌后，宜继续对水位、水温、气温等进行观测，观测频率与试验开始时相同，直至水位稳定

48h后，试验结束。

6.5产能测试资料整理

6.5.1检查产能测试记录表中水位、流量、水温、观测时间等数据，表格见附录B、附录C，发现有误

可根据情况进行校正。

6.5.2试验结束后，应编制试验小结，并绘制产能测试综合图表，一般包括以下图表：

a)Q、S、T-t历时曲线；

b)Q-f（S）曲线；

c)q-f（S）曲线；

d)S-lgt曲线；

e)计算参数时所需要的其他相应曲线；

f)钻孔综合柱状图表。

7样品采集与测试

5

DB37/T4243—2020

7.1样品采集与测试目的是了解流体的物理、化学特征，为地热流体质量评价提供资料。

7.2产能测试结束前，按DB37/T4253有关规定进行地热流体样品采集。

7.3回灌试验前后宜分别采集采、灌井地热流体样品进行测试分析。

7.4分析项目包括全分析和同位素分析，按DB37/T4253有关规定执行。

7.5可充分利用附近同层地热井同位素分析结果，进行评价。

7.6凡有气体逸出的地热井，按DB37/T4253有关规定进行气体样品的采集、分析、评价。

8动态监测

8.1动态观测目的是掌握地热流体动态变化，为地热资源评价、管理、开发利用提供基础资料。

8.2动态监测应贯穿整个服务期。

8.3监测内容：水位（压力）、温度（含开采井水温、回灌尾水温度）、流量（含开采量、回灌量）、

流体化学特征、地温场等。

8.4水位（压力）、温度、流量、流体化学特征按下列要求进行监测频率的设定：

a)水位（压力）、温度、流量宜统一监测时间；

b)开采期水位（压力）、温度、流量按每月1日、6日、11日、16日、21日、26日各监测一次；

c)非开采期水位每10天监测一次；

d)流体化学特征宜每年监测一次，开采井水温、水位出现异常变化的，应加密监测。

8.5宜建立自动监测系统，实现地热资源开发远程自动化动态监测。

8.6地热尾水回灌时，宜在回灌前后进行井内测温，观测开采井、回灌井垂向上的温度序列变化，分

析回灌对地温场的影响。

9热储水文地质参数计算

9.1地热流体水位校正

9.1.1为消除井筒效应，需将产能测试获得的不同温度的观测水位统一换算到某一温度下的校正水位。

9.1.2校正方法：观测水位换算到某一温度下的水位校正可采用式（1）式进行。

平Hh中t

HHt中................................(1)

校

式中：

Ht——校正后水位埋深，单位为米（m）；

H中——取水段中点垂深，单位为米（m）；

3

ρ平——地热井内水柱平均密度，单位为千克每立方米（kg/m），一般取热储与液面的平均温度所

对应的密度；

ht——观测水位埋深，单位为米（m）；

3

ρ校——校正温度对应的密度，单位为千克每立方米（kg/m）。

注：ρ平、ρ校取值可查询GB/T11615—2010附录C中表C.2。

9.1.3热水头的确定方法如下：

a)公式计算法：利用公式（1）将观测到的静水位埋深，按热储平均温度进行水位校正；

b)作图法：依据降压试验时3次降深测得的动水位埋深（h）和流量（Q）作图，通过回归计算得

出热水头埋深值；

6

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c)水位恢复法：降压试验停泵后，立即观测恢复水位。恢复水位出现的峰值即为热水头。

9.1.4降压试验动水位埋深一般采用开采井出水温度按公式（1）进行校正。

9.1.5回灌试验水位埋深一般采用回灌温度按公式（1）进行校正。

9.2热储水文地质参数的计算方法

9.2.1根据试验方法的不同，分为稳定流降压试验求参方法和非稳定流降压试验求参方法。

9.2.2稳定流降压试验求参方法。根据降压试验中观测孔数量不同，分为以下三种计算方法：

a)只有降压孔观测资料，无观测孔时，按式（2）、式（3）迭代进行参数的求取：

QR

KlnW....................................(2)

2SMrw

RW10SK......................................(3)

式中：

K——含水层渗透系数，单位为米每天（m/d）；

Q——降压孔流量，单位为立方米每天（m3/d）；

M——地热井利用热储厚度，单位为米（m）；

S——降压孔中水位降深，单位为米（m）；

Rw——影响半径，单位为米（m）；

rw——降压孔半径，单位为米（m）。

b)当有降压孔和一个观测孔的观测资料时，按式（4）进行参数的求取：

Qr

Kln1.................................(4)

2Mhwwh1r

式中：

h1——观测孔稳定水位埋深，单位为米（m）；

hw——降压孔动水位埋深，单位为米（m）；

r1——观测孔与降压孔距离，单位为米（m）。

c)当有降压孔和两个观测孔的观测资料时，按式（5）进行参数的求取：

Qr

Kln2.................................(5)

2Mh2h1r1

式中：

h2——观测孔稳定水位埋深，单位为米（m）；

r2——观测孔与降压孔距离，单位为米（m）。

9.2.3非稳定流降压试验求参方法参照GB50027有关规定执行。

10单井地热资源估算

10.1估算原则

10.1.1根据地热流体利用方式的不同，分为非回灌和回灌两种不同条件的估算。

7

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10.1.2