中石化绿源地热能开发有限公司 清河县森鼎雅苑等区域地热供暖项目 可行性研究报告 (第 0 版) 胜利油田森诺胜利工程有限公司 2019 年 6 月
中石化绿源地热能开发有限公司 清河县森鼎雅苑等区域地热供暖项目 可行性研究报告 (第 0 版) 胜利油田森诺胜利工程有限公司 2019 年 6 月
中石化绿源地热能开发有限公司 清河县森鼎雅苑等区域地热供暖项目 可行性研究报告 项目编号:KY201906017 项目负责人: 公司领导:
中石化绿源地热能开发有限公司 清河县森鼎雅苑等区域地热供暖项目 可行性研究报告 编制 校对 审核 审定 热工 造价
目录 1 总论 .............................................................................................................. 1 1.1 项目概述 ................................................................................................................ 1 1.2 编制依据 ................................................................................................................ 2 1.3 编制原则 ................................................................................................................ 2 1.4 研究目的 ................................................................................................................ 3 1.5 遵循的标准及规范 ................................................................................................ 3 1.6 自然条件 ................................................................................................................ 3 2 现状 .............................................................................................................. 5 2.1 清河县现状 ............................................................................................................ 5 2.2 与地方政府签约情况 ............................................................................................ 6 2.3 供暖区域现状 ........................................................................................................ 7 2.4 目前已实施项目 .................................................................................................. 15 3 必要性分析 ................................................................................................ 20 4 地热资源评价 ............................................................................................ 21 4.1 区域地质构造特征 .............................................................................................. 21 4.2 区域地层特征 ...................................................................................................... 22 4.3 热储层特征 .......................................................................................................... 28 4.4 盖层 ...................................................................................................................... 29 4.5 地温场 .................................................................................................................. 29 4.6 水化学特征 .......................................................................................................... 30 4.7 地热资源量计算 .................................................................................................. 30 4.8 单井采灌产能评价 .............................................................................................. 35 4.9 采灌井距评价 ...................................................................................................... 48 4.10 小结 .................................................................................................................. 51 5 建设方案 .................................................................................................... 52 5.1 热负荷分析 .......................................................................................................... 52 I
5.2 工程范围 .............................................................................................................. 52 5.3 方案提出 .............................................................................................................. 52 5.4 地热井设计 .......................................................................................................... 53 5.5 地热站设计 .......................................................................................................... 58 5.6 系统配套 .............................................................................................................. 67 6 环境保护 .................................................................................................... 79 6.1 主要污染源和污染物 .......................................................................................... 79 6.2 污染及防治措施 .................................................................................................. 79 6.3 尾水处理 .............................................................................................................. 81 6.4 环境保护投资 ...................................................................................................... 81 7 节能减排 .................................................................................................... 83 7.1 节能方案分析 ...................................................................................................... 83 7.2 环境效益分析 ...................................................................................................... 84 7.3 生态设计分析 ...................................................................................................... 85 8 劳动安全 .................................................................................................... 86 8.1 危险有害因素分析 .............................................................................................. 86 8.2 劳动安全危害管理措施 ...................................................................................... 88 8.3 结论 ...................................................................................................................... 88 9 职业卫生 .................................................................................................... 90 9.1 职业病危害因素分析 .......................................................................................... 90 9.2 职业病防治管理措施 .......................................................................................... 91 9.3 预期效果评价 ...................................................................................................... 93 10 人力资源配置 ............................................................................................ 94 11 项目实施计划 ............................................................................................ 95 12 投资估算 .................................................................................................... 96 12.1 编制依据 .......................................................................................................... 96 II
12.2 建设投资估算 .................................................................................................. 96 12.3 建设期利息 ...................................................................................................... 97 12.4 铺底流动资金 .................................................................................................. 97 12.5 项目总投资估算 .............................................................................................. 97 13 经济评价 .................................................................................................... 98 13.1 评价原则 .......................................................................................................... 98 13.2 评价范围及方法 .............................................................................................. 98 13.3 评价基础数据 .................................................................................................. 98 13.4 收入、税金及附加 .......................................................................................... 98 13.5 成本 .................................................................................................................. 99 13.6 财务盈利能力分析 ........................................................................................ 101 13.7 盈亏平衡分析 ................................................................................................ 101 13.8 敏感性分析 .................................................................................................... 102 14 风险分析 .................................................................................................. 104 14.1 风险因素识别 ................................................................................................ 104 14.2 防范和降低风险对策 .................................................................................... 105 15 结论 .......................................................................................................... 107 附表 1 投资估算表...................................................................................... 108 附表 2 投资使用计划及资金筹措表 ......................................................... 113 附表 3 流动资金估算表.............................................................................. 114 附表 4 销售收入、销售税金及附加和增值税估算表 ............................. 115 附表 5 总成本费用估算表.......................................................................... 116 附表 6 新增项目投资现金流量表.............................................................. 117 附表 7 累计经济增加值表.......................................................................... 118 附表 8 利润与利润分配表.......................................................................... 119 附表 9 借款还本付息计划表...................................................................... 120 附表 10 固定资产折旧估算表.................................................................... 121 III
附图 1 地热站工艺流程示意图.................................................................. 122 附图 2 地热站平面布置图.......................................................................... 123 附件 1 综合开发利用清河县地热资源合作框架协议 ............................. 124 附件 2 好泰御捷城地热井水质分析报告 .................................................. 129 附件 3 高新技术企业证书.......................................................................... 130 附件 4 清河县物价局关于集中供热价格执行临时价格的通知 ............. 131 附件 5 清河县人民政府关于县城区供热管网建设收费标准通知 ......... 133 附件 6 清河县城区地热资源开发合作协议 ............................................. 134 附件 7 河北省南部电网销售电价表 ......................................................... 141 IV
中石化绿源地热能开发有限公司清河县森鼎雅苑等区域地热供暖项目可行性研究报告 1 总论 1.1 项目概述 中石化绿源地热能开发有限公司(以下简称“绿源公司”)于 2006 年 12 月由中国 石化集团新星石油有限责任公司(以下简称“新星公司”)和冰岛极地绿色能源公司 (以下简称“极地绿源”)合资成立,注册资本 60091 万元,主要从事地热资源综合利 用与开发、节能技术服务、碳资产咨询管理和余热资源产业化开发利用等业务。截 至 2018 年底,公司共设置 8 个职能部门、2 个直属单位、4 个省级子公司、2 个参控 股公司,33 个市、县级分公司,形成以绿源公司、省级子公司、项目部为一体的三 级管理架构。 清河县隶属于河北省邢台市,地处河北省东南部、邢台市东部。该地区地热资 源具有埋藏浅、储量大、水温高、水质优的特点,是良好的区域供暖热源。2017 年 6 月 21 日,中石化绿源地热能开发有限公司与河北省清河县人民政府签订了《综合 开发利用清河县地热合作框架协议》(见附件 1,以下简称《协议》),共同推进清河 县地热资源开发利用,打造环境优美,生态宜居的清河供热无烟城,促进清河县生 态文明建设。在《协议》中,清河县政府将地热资源开发纳入清河县建设总体规划 和经济发展规划,依法依规将地热资源开发全部授权给绿源公司,甲方不再批准其 他企业和个人在规划区域内取得地热资源探、采矿权,以免无序开发,破坏和浪费 资源;为推进和保障地热资源的开发利用,双方一致同意成立专门的地热开发领导 小组并指定有关职能部门,支持地热发展;不再批准其他单位建设用于供暖的燃煤 锅炉等;针对规划区域内的供暖现状,绿源公司按照相关规则对规划区域内的地热 资源进行整合开发,清河县政府协助配合并宏观引导地热资源开发利用。 本次项目拟在森鼎雅苑附近新建地热站 1 座,利用深层地热水作为供暖热源, 采用“板式换热器直供+热泵机组提温+电蓄热锅炉调峰”的方式为森鼎雅苑附近 9 座二级换热站提供热源。项目总供暖面积 21.62×104m2,其中:森鼎雅苑换热站承担 供暖面积 4.2×104m2;工行换热站承担供暖面积 3.20×104m2;运河小区换热站承担 供暖面积 1.20×104m2;尚客优换热站承担供暖面积 0.22×104m2;建设局换热站承担 供暖面积 3.30×104m2;教育局站承担供暖面积 2.20×104m2;地税局站承担供暖面积 3.50×104m2;财政局站承担供暖面积 1.90×104m2;燕山站承担供暖面积 1.90×104m2。 -1-
中石化绿源地热能开发有限公司清河县森鼎雅苑等区域地热供暖项目可行性研究报告 受绿源公司的委托,胜利油田森诺胜利工程有限公司开展了中石化绿源地热能 开发有限公司清河县森鼎雅苑等区域地热供暖项目的可行性研究工作并编制了该项 目的可行性研究报告,形成结论如下: (1) 项目拟利用深层地热水作为供暖热源,采用“板式换热器直供+热泵机组二 次提温”的工艺流程,为森鼎雅苑等区域冬季供暖。 (2) 项目新建地热井 4 口,其中生产井 2 口,回灌井 2 口。新建 PE-RT 地热水 管线 200m,供暖管线 1280m;新建地热站 1 座,包含板式换热器 5 台,热泵机组 2 台,电蓄热常压热水锅炉 1 台,循环水泵 6 台;总供暖能力 10400.40kW,负责森鼎 雅苑等区域共计 21.62×104m2 建筑冬季供暖任务。 (3) 项目总投资为 2736.07 万元,其中:建设投资 2644.19 万元(工程费用 1439.16 万元,其他费用 151.41 万元,预备费用 63.62 万元,地热井投资 990.00 万 元),建设期利息 72.72 万元,铺底流动资金 19.16 万元。 (4) 项目税前静态投资回收期 9.21 年,税前财务内部收益率为 9.93%,税前财 务净现值 207.95 万元。项目税后静态投资回收期 10.14 年,税后财务内部收益率为 8.26%,税后财务净现值 28.90 万元。 (5) 项目节能减排效果较好,建设完成后相比于燃煤锅炉房集中供暖,每个采 暖季可节省标准煤 2284.97t,减排颗粒物 0.29t,减排二氧化碳 7026.85t,减排二 氧化硫 1.01t,减排氮氧化物 1.43t。 1.2 编制依据 (1) 绿源公司关于编制《中石化绿源地热能开发有限公司清河县森鼎雅苑等区 域地热供暖项目可行性研究报告》的委托; (2) 绿源公司提供的《清河县森鼎雅苑等区域地热供暖方案》; (3) 绿源公司提供的其他相关资料; (4) 现场调研的相关资料。 1.3 编制原则 (1) 遵循国家节能降耗政策和环保政策; (2) 坚持社会效益、经济效益和环境效益并重的原则; (3) 符合绿源公司地热发展规划,做到近远期相结合; (4) 遵循国家安全生产政策,提高管理水平; -2-
中石化绿源地热能开发有限公司清河县森鼎雅苑等区域地热供暖项目可行性研究报告 (5) 严格执行国家及行业有关设计标准、规范; (6) 技术先进,经济合理。 1.4 研究目的 采用地热供暖技术,保证森鼎雅苑等区域的冬季供暖,实现供暖绿色低碳环保, 推进绿源公司在清河县的地热开发利用步伐。 1.5 遵循的标准及规范 (1) 《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》(GB 50736-2012) (2) 《城镇供热管网设计规范》(CJJ 34-2010) (3) 《城镇地热供热工程技术规程》(CJJ 138-2010) (4) 《地源热泵系统工程技术规范》(GB 50366-2005[2009 年版]) (5) 《建筑设计防火规范》(GB 50016-2014[2018 年版]) (6) 《建筑地基基础设计规范》(GB 50007-2011) (7) 《建筑抗震设计规范》(GB 50011-2010[2016 年版]) (8) 《建筑地基处理技术规范》(JGJ 79-2012) (9) 《20kV 及以下变电所设计规范》(GB 50053-2013) (10) 《电力工程电缆设计标准》(GB 50217-2018) (11) 《自动化仪表选型设计规范》(HG/T 20507-2014) (12) 《低压配电设计规范》(GB 50054-2011) (13) 《供配电系统设计规范》(GB 50052-2009) (14) 《工业电视系统工程设计规范》(GB 50115-2009) (15)《视频安防监控系统工程设计规范》(GB 50395-2007) (16)《建筑物电子信息系统防雷技术规范》(GB 50343-2012) (17)《安全防范工程技术标准》(GB 50348-2018) (18) 《石油化工可燃气体和有毒气体检测报警设计规范》(GB 50493-2009) 1.6 自然条件 -3-
中石化绿源地热能开发有限公司清河县森鼎雅苑等区域地热供暖项目可行性研究报告 1.6.1 地形地貌 清河县系古黄河、海河等水系泛滥冲积而成,属冲积平原,地面开阔,地势较 为平坦,西部和北部略高,地面坡降为 0.1‰~0.2‰。海拔高程为 28m~31m。地貌 分类为:沙丘平地、沙岗地,黄河古道和浅平洼地,小二坡地形,河旁洼地。 1.6.2 气象条件 清河县属暖温带半湿润大陆性气候,四季分明。春季干旱多风,夏季炎热多雨, 秋季晴朗气爽,冬季寒冷少雪。气温的变化为一峰一谷型,夏高冬低,春秋居中。 清河县降水年际变化大,年变化为单峰型,多雨年与少雨年可差 5 倍,最多年为 1030mm,最少年份为 212mm,历年平均降水量为 505.5mm。 冬季室外大气压 1017.7hPa 年平均温度 13.9℃ 极端最高气温 41.1℃ 极端最低气温 -20.2℃ 最大冻土深度 46cm 供暖室外计算温度 -5.5℃ 冬季空气调节室外计算温度 -8.0℃ 年最多风向 C SSW 1.6.3 地质条件 6度 抗震设防烈度 0.05g 设计基本地震加速度值 -4-
中石化绿源地热能开发有限公司清河县森鼎雅苑等区域地热供暖项目可行性研究报告 2 现状 2.1 清河县现状 2.1.1 地理位置 清河县位于河北省东南部、地处黑龙港流域南运河西岸属邢台地区。西距邢台 市 100km,北距衡水市 80km,东距山东省德州市 70km。面积 502km2,最大纵距 28km, 最大横距 27km。清河县地理位置见图 2-1。 衡水市 80km 德州市 70km 邢台市 100km 清河县 图 2-1 清河县地理位置图 2.1.2 供暖现状 目前,清河县总供暖需求面积为 767.62×104m2,其中:老旧建筑供暖面积 330.92 ×104m2,新建建筑供暖面积 436.70×104m2。老旧建筑的供暖热源形式主要分为五种: 集中供热、深层地热供暖、电热采暖、浅层地源热泵、燃气锅炉,其中:集中供热 面积为 96.50×104m2,深层地热供暖面积 154.41×104m2,浅层地源热泵供暖面积 29.90 -5-
中石化绿源地热能开发有限公司清河县森鼎雅苑等区域地热供暖项目可行性研究报告 ×104m2,电热采暖面积 9.20×104m2,天然气供暖面积 40.91×104m2。清河县老旧建 筑供暖形式供暖面积占比见图 2-2。 图 2-2 清河县老旧建筑各供暖形式供暖面积占比图 2.1.3 存在问题 (1) 清河县集中供热由恒基热力中心运营,现有燃煤锅炉房 1 座,装机容量为 2 台 40t/h 的燃煤热水锅炉,实际总供热能力为 39.2MW,随着城区的快速发展,现有 供热能力已无法满足已有建筑的供暖需求。另外,随着烟气排放标准的提高,现有 锅炉已无法满足排放要求。 (2) 深层地热供暖区域中有 11 口地热井由开发商自主建设,因采用裸采、直供、 直排的开采方式,不仅导致供暖效率降低,而且因地热井未采取回灌措施,致使地 热水水位逐年下降,严重影响了地热资源的可持续开采。 2.2 与地方政府签约情况 为解决清河县燃煤锅炉供暖能力不足、排放不达标,私人井无序开发,裸采直 排等问题,清河县政府将地热资源开发纳入清河县建设总体规划和经济发展规划, 依法依规将地热资源开发全部授权给绿源公司,并与绿源公司先后签订了《综合开 -6-
中石化绿源地热能开发有限公司清河县森鼎雅苑等区域地热供暖项目可行性研究报告 发利用清河县地热合作框架协议》、《清河县城区地热资源开发的合作协议》、《青 阳新区地热资源开发示范项目合作协议》。协议中主要做了以下约定: (1) 清河县政府将地热资源开发纳入清河县建设总体规划和经济发展规划,依 法依规将地热资源开发全部授权给绿源公司,甲方不再批准其他企业和个人在规划 区域内取得地热资源探、采矿权,以免无序开发,破坏和浪费资源。 (2) 绿源公司在清河注册的公司应依法取得供热特许经营权,由绿源公司投资、 建设、运营规划区域内地热供热系统。 (3) 确定将长江大街以南及长城大街以北区域、好泰·御捷城、昆仑城项目作 为地热能示范区,清河政府及用热单位负责无偿提供地热井钻凿、供热站建设一级 管网铺设的临时性施工用地和永久性建设用地。 (4) 清河县城区将按照“整体规划,分步实施,综合利用,良性发展”的原则, 由绿源公司先行试点开发示范配套项目,以点扩面,逐步代替燃煤锅炉,分步实现 规划目标。且在绿源公司达到回灌要求后,对城区内现有地热井,由政府主导进行 整合,在 2018 年 11 月前,对不符合回灌要求的地热井予以关停,确保地热资源合 理开发。 2.3 供暖区域现状 2.3.1 地理位置 项目位于河北省邢台市清河县县城中部,三羊东街以北,渤海路以西,南距清 河县政府 4.2km。森鼎雅苑区域地理位置见图 2-3。 -7-
中石化绿源地热能开发有限公司清河县森鼎雅苑等区域地热供暖项目可行性研究报告 森鼎雅苑区域 4.2km 图 2-3 森鼎雅苑供暖区域位置图 2.3.2 面积统计 项目总供暖面积 21.62×104m2,其中:末端形式为地板辐射采暖的节能住宅供暖 面积为 4.20×104m2;末端形式为地板辐射采暖的节能公建供暖面积为 0.22×104m2; 末端形式为散热器采暖的非节能住宅供暖面积为 10.10×104m2;末端形式为散热器采 暖的非节能公建供暖面积为 5.10×104m2, 末端形式为散热器采暖的非节能商铺散户 供暖面积为 2.00×104m2。供暖面积统计见表 2-1。 表 2-1 供暖面积统计表 序号 建筑形式 节能情况 末端形式 供暖面积(104m2) 1 住宅 节能 地板辐射 4.20 2 住宅 非节能 散热器 10.10 3 非节能 散热器 2.00 4 商铺散户 节能 地板辐射 0.22 5 公建 非节能 散热器 5.10 公建 合计 21.62 -8-
中石化绿源地热能开发有限公司清河县森鼎雅苑等区域地热供暖项目可行性研究报告 2.3.3 换热站现状 本次项目共有 9 个换热站,分别为森鼎站换热站、工行站、运河小区换热站、 尚客优换热站,建设局换热站,教育局换热站,地税局换热站,财政局换热站,燕 山站。各换热热站供暖区域分布见图 2-4。 图 2-4 各换热站供暖区域分布图 (1) 森鼎雅苑换热站 森鼎雅苑换热站位于森鼎雅苑小区地下车库,主要森鼎雅苑小区建筑冬季供暖 任务,总供暖面积 4.20×104m2,均为住宅,末端形式均为地板辐射,建筑最高楼层 为 9 层,不分高地低区,与 2019 年 9 月交房。森鼎雅苑换热站供暖面积统计见表 2-2, 森鼎雅苑建筑现状见图 2-5。 -9-
中石化绿源地热能开发有限公司清河县森鼎雅苑等区域地热供暖项目可行性研究报告 表 2-2 森鼎雅苑换热站供暖面积统计表 序号 建筑名称 建筑形式 节能情况 末端形式 建筑面积(104m2) 1 森鼎雅苑 住宅 节能 地板辐射 4.20 4.20 合计 图 2-5 森鼎雅苑建筑现状图 (2) 工行换热站 工行换热站位于泰山路南侧,始建于 2007 年,主要承担行人行办公楼、京九宾 馆、清耐小区等建筑冬季供暖任务,总供暖面积 3.2×104m2。清耐小区为非节能住宅, 建筑面积 1.6×104m2,末端形式为地板辐射,最高楼层为 6 层。人行办公楼等为非节 能公建,建筑面积 1.2×104m2,末端形式为散热器,建筑最高楼层为 4 层,不分高低 区。工行换热站供暖面积统计见表 2-3,工行换热站建筑现状见图 2-6。 表 2-3 工行换热站供暖面积统计表 序号 建筑名称 建筑形式 节能情况 末端形式 供暖面积(104m2) 1 清奈小区 散热器 1.6 2 人行办公楼等 住宅 非节能 散热器 1.2 3 商铺散户 散热器 0.4 公建 非节能 3.2 非节能 合计 - 10 -
中石化绿源地热能开发有限公司清河县森鼎雅苑等区域地热供暖项目可行性研究报告 图 2-6 工行站建筑现状图 (3) 建设局换热站 建设局换热站位于清河县建设局,始建于 2004 年,主要承担检察院家属楼、建设 局、国土局、苗苗幼儿园等建筑冬季供暖任务,供暖面积 3.30×104m2。均为非节能 公建,末端形式为散热器,最高楼层为 3 层。建设局换热站供暖面积统计见表 2-4, 苗苗幼儿园建筑现状见图 2-7。 表 2-4 建设局换热站供暖面积统计表 序号 建筑名称 建筑形式 节能情况 末端形式 供暖面积(104m2) 1 检察院家属楼等 住宅 非节能 散热器 1.2 2 非节能 散热器 0.6 3 商铺散户 公建 非节能 散热器 1.5 建设局等办公楼 合计 3.3 - 11 -
中石化绿源地热能开发有限公司清河县森鼎雅苑等区域地热供暖项目可行性研究报告 图 2-7 苗苗幼儿园建筑现状图 (4) 教育局换热站 教育局换热站位于清河县教育局,始建于 2006 年,主要教育局办公楼、三小等 建筑冬季供暖任务,供暖面积 2.2×104m2。均为非节能公建,末端形式为散热器,最 高楼层为 4 层。教育局换热站供暖面积统计见表 2-5,教育局建筑现状见图 2-8。 表 2-5 教育局换热站供暖面积统计表 序号 建筑名称 建筑形式 节能情况 末端形式 供暖面积(104m2) 1 家属楼 住宅 非节能 散热器 0.9 2 商铺散户 非节能 散热器 0.3 3 教育局等办公楼 公建 非节能 散热器 1.0 合计 2.2 - 12 -
中石化绿源地热能开发有限公司清河县森鼎雅苑等区域地热供暖项目可行性研究报告 图 2-8 教育局建筑现状图 (5) 地税局换热站 地税局换热站位于清河县地税局,始建于 2005 年,主要地税局办公楼、电力小 区、宝隆公寓等建筑冬季供暖任务,供暖面积 3.5×104m2。地税局办公楼为非节能公 建,末端形式为散热器,最高楼层为 4 层。电力小区、宝隆公寓为非节能住宅,末 端形式为散热器,最高楼层为 6 层。地税局换热站供暖面积统计见表 2-6,宝隆公寓 小区建筑现状见图 2-9。 表 2-6 地税局换热站供暖面积统计表 序号 建筑名称 建筑形式 节能情况 末端形式 供暖面积(104m2) 1 电力小区、宝隆 散热器 2 住宅 非节能 散热器 2.3 3 公寓 散热器 地税局等办公楼 公建 非节能 0.9 合计 非节能 0.3 商铺散户 3.5 - 13 -
中石化绿源地热能开发有限公司清河县森鼎雅苑等区域地热供暖项目可行性研究报告 图 2-9 宝隆公寓小区建筑现状图 (6) 财政局换热站 财政局换热站位于清河县财政局,始建于 2002 年,主要为财政局办公楼及家属 楼等建筑冬季供暖任务,供暖面积 1.9×104m2。财政局办公楼为非节能公建,末端形 式为散热器,最高楼层为 5 层。财政局家属楼为非节能住宅,末端形式为散热器, 最高楼层为 6 层。财政局换热站供暖面积统计见表 2-7,财政局建筑现状见图 2-10。 表 2-7 财政局局换热站供暖面积统计表 序号 建筑名称 建筑形式 节能情况 末端形式 供暖面积(104m2) 1 财政局办公楼 公建 非节能 散热器 0.5 2 财政局家属楼 住宅 非节能 散热器 1.4 合计 1.9 图 2-10 财政局建筑现状图 - 14 -
中石化绿源地热能开发有限公司清河县森鼎雅苑等区域地热供暖项目可行性研究报告 (7) 燕山换热站 燕山换热站位于清河县燕山片区,始建于 2005 年,主要为燕山片区住宅楼等建 筑冬季供暖任务,供暖面积 1.9×104m2。均为非节能住宅,末端形式为散热器,最高 楼层为 6 层。燕山换热站供暖面积统计见表 2-8。 表 2-8 燕山换热站供暖面积统计表 序号 建筑名称 建筑形式 节能情况 末端形式 供暖面积(104m2) 1 燕山片区住宅楼 住宅 非节能 散热器 1.5 2 非节能 散热器 0.4 商铺散户 合计 1.9 (8) 运河小区换热站 运河小区换热站位于清河县运河小区,始建于 2003 年,主要为运河小区住宅楼 等建筑冬季供暖任务,供暖面积 1.2×104m2。均为非节能住宅,末端形式为散热器, 最高楼层为 6 层。运河小区换热站供暖面积统计见表 2-9。 表 2-9 运河小区换热站供暖面积统计表 序号 建筑名称 建筑形式 节能情况 末端形式 供暖面积(104m2) 1 运河小区住宅楼 住宅 非节能 散热器 1.2 合计 1.2 (9) 尚客优换热站 尚客优换热站位于清河县武松中街,建于 2014 年,主要为尚客优快捷酒店建筑 冬季供暖任务,供暖面积 0.22×104m2。为节能公建,末端形式为地板辐射,最高楼 层为 4 层。尚客优换热站供暖面积统计见表 2-10。 表 2-10 尚客优换热站供暖面积统计表 序号 建筑名称 建筑形式 节能情况 末端形式 供暖面积(104m2) 1 尚客优 公建 节能 地板辐射 0.22 合计 0.22 2.4 目前已实施项目 - 15 -
中石化绿源地热能开发有限公司清河县森鼎雅苑等区域地热供暖项目可行性研究报告 绿源公司于 2017 年开展清河县地热利用开发工作,截至 2019 年 4 月,已实施 地热供暖面积 160.82×104m2,其中:2017 年实施了好泰御捷城地热供暖项目,供暖 面积 17.98×104m2;2018 年实施宇联港湾、亿力观湖城等 7 个地热供暖项目,供暖 面积 142.84×104m2。已实施项目统计见表 2-11,已实施项目分布见图 2-11。 表 2-11 已实施项目统计表 序号 项目名称 供热面积(×104m2) 供热能力(kW) 1 好泰御捷城地热供暖项目 17.98 7269 1 亿力观湖城一期及王嘴社区地热供暖项目 24.38 7800 2 宇联港湾、清新湖畔小区一期地热供暖项目 18.75 6000 3 电子商务一期地热供暖项目 12.25 4900 4 国富奥城等小区一期地热供暖项目 11.81 3780 5 绒都商城、雀屏小区等小区地热供暖项目 26.90 11150 6 滨江小区、园丁苑等小区一期地热供暖项目 25.75 11580 7 银河御府、东方华府等小区一期地热供暖项目 23.00 7380 合计 160.82 59859 - 16 -
中石化绿源地热能开发有限公司清河县森鼎雅苑等区域地热供暖项目可行性研究报告 图 2-11 已实施项目分布图 目前,绿源公司在清河县城区内已建地热井 24 口,开采层位均为新近系馆陶组, 地热井井深 1430m~1750m,地热井水量 87m3/h~93m3/h,井口地热水温度 56℃~59℃。 清河县部分地热井参数统计见表 2-12,清河县部分地热井钻完井设计参数统计见表 2-13,清河县部分地热井分布见图 2-12。 表 2-12 清河县部分地热井参数统计表 序号 井名 井别 井型 垂深(m) 水量(m3/h) 水温(℃) 1 好泰御捷城 1 井 生产井 定向井 1570 92 56 2 好泰御捷城 2 井 回灌井 定向井 1468 92 58 3 好泰御捷城 3 井 生产井 定向井 1486 93 57 - 17 -
中石化绿源地热能开发有限公司清河县森鼎雅苑等区域地热供暖项目可行性研究报告 序号 井名 井别 井型 垂深(m) 水量(m3/h) 水温(℃) 4 好泰御捷城 4 井 回灌井 定向井 1477 91 57 5 生产井 定向井 1382 87 58 6 宇联港湾 1 井 回灌井 定向井 1396 90 58 7 宇联港湾 2 井 生产井 定向井 1404 89 58 8 宇联港湾 3 井 回灌井 定向井 1399 90 59 9 宇联港湾 4 井 生产井 定向井 1378 92 58 10 泰山路 1 井 回灌井 定向井 1382 87 58 11 泰山路 2 井 生产井 定向井 1375 92 58 12 泰山路 3 井 回灌井 定向井 1378 91 58 13 泰山路 4 井 生产井 定向井 1387 93 59 14 珠江路 1 井 回灌井 定向井 1390 87 58 15 珠江路 2 井 生产井 定向井 1406 87 58 16 珠江路 3 井 回灌井 定向井 1403 90 58 珠江路 4 井 表 2-13 清河县部分地热井钻完井设计参数统计表 井名 井别 完钻井深 第四系 明化镇组底 馆陶组底深 完井 井身 防砂工 (m) 周期 结构 艺 底深(m) 深(m) (m) (天) 二开 取水层 好泰御捷 生产井 1750 470/469 1090/988 1561/1391 34 分级 采用防 城1井 回灌井 固井 砂滤水 好泰御捷 生产井 1675 470/470 1177/1056 1658/1454 27 管,非 城2井 回灌井 取水层 好泰御捷 1680 470/469 1171/1057 1659/1468 25 水泥固 城3井 井止 好泰御捷 1670 472/472 1172/1054 1651/1461 25 水。 城4井 - 18 -
中石化绿源地热能开发有限公司清河县森鼎雅苑等区域地热供暖项目可行性研究报告 图 2-12 清河县部分地热井分布图 - 19 -
中石化绿源地热能开发有限公司清河县森鼎雅苑等区域地热供暖项目可行性研究报告 3 必要性分析 (1) 是清河县供暖热源补充和清洁取暖的需要 随着清河县城区的不断开发建设,现有的燃煤集中供暖热源已不能满足清河县 新增建筑供暖负荷的需要,缺口负荷已达 193MW;而且随着北方地区冬季清洁取暖政 策和规划的发布,以及日益严格的大气污染物排放标准,燃煤供暖方式未来将会逐 步被清洁能源替代。因此,只有推进清河县地热资源开发利用,新建地热供暖热源, 才能保证清河县缺口供暖热源的补充和清洁取暖的需要,促进清河县环境优美、生 态宜居供热无烟城和生态文明建设。 (2) 是清河县地热资源开发利用健康、可持续发展的需求 中深层地热资源是一种埋藏较深的较高品位地下热水(或蒸汽)资源,其开发利 用必须满足同层回灌、采灌均衡的开发模式。因此,只有对清河县区域内现有私人 自建、直采直排的不规范地热开发企业进行关停,采用科学合理、经济有效、规范 稳定的地热井钻井、地热水供暖和地热水同层回灌的开发利用模式,替代现有的开 发方式,才能保证清河县区域内地热资源的健康、可持续开发利用。 (3) 是加强可再生能源利用,推进节能减排,建设资源节约型、环境友好型社 会的需求 地热是一种无污染、可再生的清洁能源,与煤炭、石油和天然气等传统的化石 能源相比,具备数量巨大、可再生、低碳、环保、就地取用等优势。开发利用好地 热资源,对于缓解经济发展过程中的能源供需矛盾,增强节能减排效果、实现低碳 生活方式具有重要意义。对于建设资源节约型、环境友好型和谐社会具有非常重要 的意义。 (4) 是森鼎雅苑区域建筑冬季供暖的需求 目前,为打造环境优美,生态宜居的清河供热无烟城,现由清河县政府主导, 由绿源公司实施,以点扩面,逐步代替现有燃煤锅炉。森鼎雅苑区域主要为已建建 筑,目前燃煤锅炉负责供暖,只有新建热源,才能保证森鼎雅苑区域龙冬季供暖的 需求。 - 20 -
中石化绿源地热能开发有限公司清河县森鼎雅苑等区域地热供暖项目可行性研究报告 4 地热资源评价 4.1 区域地质构造特征 邢台市处于中朝准地台(Ⅰ级)上的山西断隆和华北断拗二个Ⅱ级构造单元上,Ⅲ 级构造单元分属太行山拱断束(Ⅲ211)和临清台陷(Ⅲ216)。受扩张作用与断裂活动的影 响,区内构造发育、形态复杂、纵横交错。Ⅳ级构造单元多呈 NE 向展布,规模不一, 凸凹相间排列,Ⅳ级构造单元的分布控制着本区盖层厚度和传导型地温的分布,临清 台陷发育有北北东向近期活动断裂,进一步将临清台陷分割为:晋县断凹(Ⅳ264)、宁 晋断凸(Ⅳ265)、束鹿断凹(Ⅳ266)、新河断凸(Ⅳ267)、南宫断凹(Ⅳ268)、明化镇断凸(Ⅳ 269)、大营断凹(Ⅳ270)、故城断凸(Ⅳ271)、南和断凸(Ⅳ272)、巨鹿断凹(Ⅳ273)、广宗断 凸(Ⅳ274)、丘县断凹(Ⅳ275)、馆陶断凸(Ⅳ276)等几个Ⅳ级构造单元。 邢台市构造单元分区示意见图 4-1。 图 4-1 邢台市构造单元分区示意图 - 21 -
中石化绿源地热能开发有限公司清河县森鼎雅苑等区域地热供暖项目可行性研究报告 清河县构造位置处于明化镇断凸与故城断凸交界部位。故城-馆陶凸起呈北东向 展布,与大营断凹、丘县断凹、德州-冠县凹陷相临,西接明化镇断凸,东接德州- 冠县凹陷。控制本区构造发展的断裂为东部沧州-大名断裂和西部大营断裂。 主要断层:大营断裂位于本区西北段芦头一带,走向 NE,倾向 NW,穿越大营断 凹;沧州-大名深断裂位于区内东部边缘,为区内隐伏断裂,是中、新生代继承性活 动的正断层,走向 NNE 为主,倾向 SE,累积垂直断距近 6000m,为丘县断凹和馆陶断 凸的分界,清河县及邻区新生界断裂分布见图 4-2。 图 4-2 清河县及邻区新生界断裂分布图 4.2 区域地层特征 清河县地层发育较齐全,包括新生界第四系、第三系,中生界白垩系、侏罗系、 三叠系,古生界二叠系、石炭系、奥陶系、寒武系,中上元古界和太古界。 据统计,清河县绿源公司已建地热井均钻穿平原组、明化镇组、馆陶组,在东营 组完钻。根据已建井资料以及《河北省邢台市地热资源调查评价报告》,对平原组、 明化镇组、馆陶组、东营组~太古界地层特征进行分析,分述如下: - 22 -
中石化绿源地热能开发有限公司清河县森鼎雅苑等区域地热供暖项目可行性研究报告 (1) 第四系(Q) 全区广泛分布,上部岩性以灰黄色细砂岩为主,夹薄层棕黄色泥岩;下部岩性以 棕黄色泥岩、粉砂质泥岩为主,夹薄层灰黄色细砂岩,沉积厚度 474m 左右。 (2) 第三系 主要分布于邢台市东部平原区,山区零星出露,自上而下可分为新近系和古近系。 ① 新近系(N) 新近系为区内主要热储层之一,包括明化镇组和馆陶组地层。好泰御捷城 3 井综 合柱状见图 4-3。 图 4-3 好泰御捷城 3 井综合柱状图 - 23 -
中石化绿源地热能开发有限公司清河县森鼎雅苑等区域地热供暖项目可行性研究报告 a.明化镇组(Nm) 明化镇组在清河县广泛分布,埋深 474m 左右,沉积厚度 573m 左右。岩性为棕黄 色泥岩、粉砂质泥岩与浅灰色粉砂岩不等厚互层,夹灰色泥质粉砂岩,具有上粗下细 的反旋回沉积特征,与馆陶组整合接触。 b.馆陶组(Ng) 馆陶组地层在清河县地区稳定分布,埋深一般 1050m 左右,沉积厚度 304m 左右, 自西南向东北部逐渐减薄。岩性以浅灰色细砂岩为主,夹棕红色泥岩,底部为浅灰色 含砾细砂岩。清河县馆陶组地层厚度见图 4-4,过好泰御捷城 2 井—探 1 井地层对比 剖面示意见图 4-5,过好泰御捷城 3 井—探 4 井地层对比剖面示意见图 4-6。 图 4-4 清河县馆陶组地层厚度图 - 24 -
中石化绿源地 图 4-5 过好泰御捷城 2 井—探 - 25
地热能开发有限公司清河县森鼎雅苑等区域地热供暖项目可行性研究报告 探 1 井地层对比剖面示意图 -
中石化绿源地热能开发有限公司清河县火车站等区域地热供暖项目可行性研究 图 4-6 过好泰御捷城 3 井—探 - 26
究报告 探 4 井地层对比剖面示意 -
中石化绿源地热能开发有限公司清河县森鼎雅苑等区域地热供暖项目可行性研究报告 ② 古近系(E) 古近系地层主要分布在平原区断凹内,邢台市山区仅在太行山前有少量分布。 a.东营组(Ed) 主要分布于平原区断凹内,为棕红、灰绿色泥岩、砂质泥岩与浅棕、灰绿色粉 砂岩、泥质粉砂岩不等厚互层,厚 70m~100m,与沙河街组不整合接触。 b.沙河街组(Es) 与东营组分布一致,沙一段为一套红色细碎屑岩沉积,厚 180m~200m。沙二段 为一套上粗下细,以红色碎屑岩为主的沉积,厚度 200m~400m。沙三段为红色泥岩、 砂岩间互沉积,厚度 180m~538m。沙四段上段普遍缺失。中段岩性岩相变化较大, 以南宫断凹较为发育,中心部位厚度达 495m~583m,边缘 98m~162m,岩性以灰、 深灰、灰绿、棕、深棕、棕红色泥岩为主,夹细砂岩、石膏层、泥质白云岩、油页 岩;底部为细砂岩、含砾砂岩、砂砾岩。下段沉积厚度 199m~269m,岩性以棕红色 色调主为的粉砂质泥岩、粉砂岩、细砂岩及杂色砂砾岩,与孔店组不整合接触。 c.孔店组(Ek) 孔一段为深灰、灰、棕红色泥岩与浅棕、红棕、灰白、浅灰色粉砂岩、细砂岩、 中砂岩、砂砾岩不等厚互层,夹硬石膏薄层,沉积厚度约 165m。孔二段为浅灰、灰 白色粉砂、细砂岩、砂砾岩与深灰、棕色泥岩互层,沉积厚度约 241m,与下伏地层 不整合接触。 ③ 侏罗-白垩系(J-K) 邢台市白垩系为棕红色-紫红色砂砾岩、砂质泥岩,夹中、酸性火成岩。沉积厚 度变化较大,在 70m~880m 之间。侏罗系为中、酸性火山岩沉积,厚度 105m~586m。 ④ 三叠系(T) 在区内少量分布,山区仅在临城东部的前、后都丰、北盘石及内丘五郭店乡十 里铺北部零星出露,为一套陆相碎屑岩,岩性为灰黄色中粒长石石英砂岩夹薄层暗 红色、紫灰、黄绿色页岩,具交错层理,底部一般为页岩,地层厚度 106m~989m; 平原区仅分布在丘县断凹的东北部,据临清地区堂古 2、3 井揭露,中统为紫红色泥 岩与灰白色砂岩互层,厚度 300m~474m;下统为紫红色泥岩与粉砂岩、细砂岩互层, 厚度 677m~743m。 ⑤ 石炭-二叠系(C-P) 零星分布于西部山区及宁晋断凸东南侧,新河断凸南部、广宗断凸轴部等地。 山区石炭、二叠系分布于区内山前丘陵地带,以陆相沉积为主的碎屑岩、海陆交互 - 27 -
中石化绿源地热能开发有限公司清河县火车站等区域地热供暖项目可行性研究报告 沉积的薄层碳酸盐岩类地层和砂岩、页岩互层构成。平原区二叠系由碎屑岩、粘土 岩、炭质页岩夹煤层组成,厚度 15m~433m;石炭系以碎屑岩、泥岩为主,含煤层, 夹多层薄层灰岩,为海陆交互相沉积,厚度 105m~919m。 ⑥ 寒武-奥陶系(Є-O) 主要分布在邢台市西部及东部平原区宁晋、新河、明化镇断凸的轴部及束鹿断 凹等地。 奥陶系(O):中统以灰色灰岩为主,夹泥灰岩;下统以灰色白云岩、深灰色灰岩 为主,平原区厚度 500m~990m。 寒武系(Є):上统为竹叶状灰岩及页岩,中统为暗紫色-红色泥质灰岩、灰褐色 鲕状灰岩和生物碎屑灰岩;下统以灰岩、白云岩、灰质白云岩为主,夹页岩、泥岩, 山区相伴于长城系地层出露,平原区厚度 200m~410m。 ⑦ 元古界(Pt) 下元古界(Pt1):以甘陶河群南寺掌组和南寺组的地层为主,主要分布于临城、 内丘及邢台县的西部山区,岩性以含砾长石石英砂岩夹二云长英片岩、变质安山岩、 安山角砾岩、集块岩为主。 中上元古界(Pt2+3):长城系主要分布于西部山区与山西交界陡坎部位,以角度不 整合覆盖于太古界和下元古界之上,岩性以石英砂岩为主,夹砂质页岩、页岩、含 少量砾石;蓟县系主要分布在宁晋断凸的轴部,以碳酸盐岩为主,次为角砾岩、砾 岩、砂岩、页岩,厚度约 1000m。 ⑧ 太古界(Ar) 主要分布在工作区西部山区及宁晋断凸西侧,为一套中深变质作用生成的片麻 岩、片岩岩类。地层以太古界阜平群和五台群为主,由黑云斜长片麻岩、角闪斜长 片麻岩、变粒岩、石英岩、片岩及安山岩等组成。 4.3 热储层特征 根据清河县绿源公司已建地热井资料分析,明化镇组热储层顶板埋深 474m,地 层沉积平均厚度 573m。该层热储分布广泛,区域上发育稳定,具有既是热储层又是 良好盖层的双重性质,储层平均厚度 253m,平均孔隙度 28.8%,平均渗透率 1683 ×10-3μ m2。馆陶组热储层顶板埋深 1050m 左右,地层沉积厚度平均 304m,储层岩性 主要为粉砂岩、细砂岩及含砾砂岩等,储层平均厚度 191m,平均孔隙度 27.8%,平 均渗透率 1263×10-3μ m2。 - 28 -
中石化绿源地热能开发有限公司清河县森鼎雅苑等区域地热供暖项目可行性研究报告 4.4 盖层 当地热能从地壳深部传输至热储层时,热导率相对较低,厚度适当的地层将其 覆盖,阻止了热量外逸散失,从而使热能得以保存,邢台市内基岩热储盖层由新生 界第四系和第三系构成。第四系岩性为粘土、亚粘土、亚砂土与粉砂、细砂等互层。 地层孔隙度较大,结构疏松—松散,导热性能差,厚度一般 400m~500m,西部小于 200m,是下部新近系热储层的良好盖层。 4.5 地温场 根据《河北省邢台市地热资源调查评价报告》野外调查井井口测温数据和清河 县地热井井温数据,利用下式计算地温梯度: △T=(T-t0)/(H 中深-H0)×100 (4-1) 式中:△T—地温梯度(℃/100m); T—井口水温(℃); t0—恒温带温度(℃); H 中深—取水层段中部深度(m); H0—恒温带深度(m)。 根据各井计算的地温梯度,清河县新生界地温梯度值变化在 2.6℃/100m~3.5℃ /100m 之间,县城区的平均地温梯度 3.13℃/100m,属于异常地温梯度。邢台市清河 县地温梯度等值线见图 4-7。 - 29 -
中石化绿源地热能开发有限公司清河县火车站等区域地热供暖项目可行性研究报告 图 4-7 邢台市清河县地温梯度等值线图 4.6 水化学特征 根据清河县已有地热井水质分析报告,按照地下水舒卡列夫分类标准,清河县 地热水化学类型以 Cl-Na 型、Cl·HCO3—Na 型为主。阳离子主要以 Na+为主,含量为 1040.00mg/L~1274.11mg/L 之间,阴离子以 Cl-为主,在 1185.47mg/L~1576.21mg/L 之 间 ,地 热水的 矿化 度较高, 在 3133.29mg/L ~3552.22mg/L 之 间,总硬 度在 176.36mg/L~230.18mg/L 之间,pH 值在 7.6~7.7 之间。 4.7 地热资源量计算 (4-2) (4-3) 4.7.1 计算方法 (4-4) 本次计算热储中储存的热量的方法为热储法,按下式计算: Q=Qr+Qw Qr=Adρrcr(1-φ)(tr-t0) QL=Q1+Q2 - 30 -
中石化绿源地热能开发有限公司清河县森鼎雅苑等区域地热供暖项目可行性研究报告 Q1=Aφd (4-5) Q2=ASH (4-6) Qw=QLcwρw(tr-t0) (4-7) 式中: Q-热储中储存的热量,J; Qr-岩石中储存的热量,J; QL-热储中储存的水量,m3; Q1-截止到计算时刻,热储孔隙中热水的静储量,m3; Q2-水位降低到目前取水能力极限深度时热储所释放的水量,m3; Qw-水中储存的热量,J; A-计算区面积,m2; d-热储厚度,m; ρr-热储岩石密度,kg/m3; cr-热储岩石比热,J/kg·℃; φ-热储岩石的空隙度,无量纲; tr-热储温度,℃; t0-当地年平均气温,℃; ρw-地热水密度,kg/m3; S-弹性释水系数,无量纲; H-计算起始点以上高度,m; cw-水的比热,J/kg·℃。 4.7.2 参数选取 4.7.2.1 热储几何参数 (1) 热储面积 本次评价区为清河县中心城区,根据《清河县城乡县总体规划(2013-2030 年》 (2016 年修改),清河县中心城区规划面积为 130km2。根据清河县热储层平面展布特 征,清河县中心城区整体位于清河县地热异常区中,即清河先中心城区馆陶组热储 面积 130km2。清河县中心城区热储面积统计见表 4-1。 - 31 -
中石化绿源地热能开发有限公司清河县火车站等区域地热供暖项目可行性研究报告 表 4-1 清河县中心城区热储面积统计表 层位 地层顶板平均埋深(m) 主力储层顶板埋深(m) 面积(km2) 馆陶组 1050 1080~1350 130 (2) 热储厚度 地热异常区钻穿馆陶组的地热井有 24 口,根据井资料、测井解释结果、储层厚 度图,确定馆陶组地层平均厚度 304m、储层平均厚度 191m。清河县地热异常区馆陶 组地层和储层统计见表 4-2。 表 4-2 清河县地热异常区馆陶组地层和储层统计表 层位 地层厚度(m) 储层厚度(m) 砂地比(%) 馆陶组 304 191 63 4.7.2.2 热储物理性质 (1) 热储层温度 根据绿源公司已建地热井的抽水试验资料确定馆陶组热储层温度 57.0℃。 (2) 热储压力 根据《河北省邢台市地热资源调查评价报告》和已钻地热井资料,清河县馆陶 组属于常压地层。 (3) 热储的比热、密度、热导率 由《地热资源地质勘查规范》(GB/T 11615-2010)得到热储相关参数:岩石热导 率 2.596W/m·℃、岩石密度 2600kg/m3、岩石比热 878J/kg·℃,水热导率 0.599W/m·℃、 水密度 1000kg/m3、水比热 4180J/kg·℃。清河县地热异常区馆陶组比热、密度取值 见表 4-3。 表 4-3 清河县地热异常区馆陶组比热、密度取值表 层位 岩石热导率 水热导率 水密度 岩石密度 水比热 岩石比热 馆陶组 (W/m·℃) (W/m·℃) (kg/m3) (kg/m3) (J/kg·℃) (J/kg·℃) 2.596 0.599 1000 2600 4180 878 - 32 -
中石化绿源地热能开发有限公司清河县森鼎雅苑等区域地热供暖项目可行性研究报告 4.7.2.3 地热流体性质 地热流体性质主要包括地热流体的单位质量的体积、比重、热焓、动力粘滞系 数、运动粘滞系数等。清河县馆陶组地热流体为液态地层水,比重 1000kg/m3,热焓 146.56kJ/kg~251.09kJ/kg。 地热流体粘滞系数:地热流体的运动粘滞系数主要取决于温度的高低,受压力 变化的影响比较小。蒸汽的运动粘滞系数远大于水的运动粘滞系数。根据《地热资 源地质勘查规范》(GB/T 11615-2010),动力粘滞系数和运动粘滞系数之间的关系为: μ =η ·ρ (4-8) 式中: μ -动力粘滞系数,kg/m·s; η -运动粘滞系数,m2/s; ρ -水的密度,kg/m3; 通 过 上 述 公 式 , 计 算 求 得 清 河 县 地 热 异 常 区 馆陶组 动 力 粘 滞 系 数 486 × 10-6kg/m·s。清河县地热异常区馆陶组动力粘滞系数计算结果见表 4-4。 表 4-4 清河县地热异常区馆陶组动力粘滞系数计算结果表 层位 温度(℃) 运动粘滞系数(10-6m2/s) 动力粘滞系数(10-6kg/m·s) 馆陶组 57.0 0.49 486 4.7.2.4 热储渗透性和贮存流体能力的参数 (1) 孔隙度与渗透率 根据井资料、测井解释结果确定馆陶组孔隙度 27.8%,渗透率 1263×10-3μm2。 清河县地热异常区馆陶组孔隙度与渗透率统计见表 4-5。 表 4-5 清河县地热异常区馆陶组孔隙度与渗透率统计表 层位 孔隙度(%) 渗透率(10-3μ m2) 馆陶组 27.8 1263 (2) 弹性释放系数 - 33 -
中石化绿源地热能开发有限公司清河县火车站等区域地热供暖项目可行性研究报告 弹性释放系数是表示热储贮存能力的参数。各参数根据《地热资源地质勘查规 范》(GB/T 11615-2010)中相关公式、结合抽水试验数据及《河北省邢台市地热资源 调查评价报告》计算求得。计算公式如下: s=ρ w(φ Cw+(1+φ )Cr) (4-9) S=s·H (4-10) 式中: s-热储的弹性释放率,m-1; ρ w-地热流体的密度,kg/m3; φ -热储孔隙度,%; Cw-流体的压缩系数,Pa-1; Cr-热储岩石的压缩系数,Pa-1 S-热储的弹性释水系数,无量纲; H-热储的厚度,m。 清河县地热异常区馆陶组弹性释水系数计算见表 4-6。 表 4-6 清河县地热异常区馆陶组弹性释水系数计算表 层位 总压缩系数(10-10/Pa) 弹性释水系数(10-5) 馆陶组 3.96 12.5 4.7.2.5 其他参数 (1) 恒温带深度及温度 根据清河县气象部门多年观测的平均地面温度和《河北省邢台市地热资源调查 评价报告》,确定清河县恒温带温度为 15.4℃,深度为 25m。 (2) 回收率 根据地热资源评价方法中的有关规定,当砂岩型热储孔隙度>20%时,其热储 回收率为 25%。根据前面分析,馆陶组热储孔隙度平均分别为 27.8%,因此将该区 馆陶组热储回收率定为 25%。 4.7.3 地热资源量估算 根据上述各参数取值及相关公式,计算结果如下: - 34 -
中石化绿源地热能开发有限公司清河县森鼎雅苑等区域地热供暖项目可行性研究报告 评价目标区馆陶组总地热资源量 290.3×1016J,折合标准煤 99.0×106t;可利用 地热资源量 72.6×1016J,折合标准煤 24.8×106t。清河地热异常区地热资源量计算 见表 4-7。 表 4-7 清河地热异常区地热资源量计算表 热储厚度 热储温度 总地热资源量 可利用地热资源量 (m) (℃) 层位 热量 折合标准煤 热量 折合标准煤 馆陶组 191 57.0 (1016J) (106t) (1016J) (106t) 290.3 99.0 72.6 24.8 4.7.4 流体资源量估算 根据上述各参数取值及相关公式,计算结果如下: 评价目标区馆陶组地热水总资源量 120.3×1016J,折合标准煤 41.1×106t;地热 水可采资源量 30.1×1016J,折合标准煤 10.3×106t。清河地热异常区地热水资源总 量计算见表 4-8。 表 4-8 清河地热异常区地热水资源总量计算表 地热水总资源量 地热水可采资源量 层位 储量 热量 折合标准煤 储量 热量 折合标准煤 馆陶组 (106m3) (1016J) (106t) (106m3) (1016J) (106t) 6919.9 120.3 41.1 1730.0 30.1 10.3 4.8 单井采灌产能评价 4.8.1 抽水试验分析 目前,清河县已有好泰御捷城 1 井、2 井、3 井、4 井完钻,并进行了抽水试验, 根据地质技术设计要求,4 口井依次进行了大、中、小落程抽水试验,抽水试验结果 见表 4-9。 表 4-9 抽水试验结果统计表 项目 好泰御捷城 1 井 好泰御捷城 2 井 好泰御捷城 3 井 好泰御捷城 4 井 抽水试验区段 1280.09~ 1292.21~1643.93 1306.03~ 1370.42~ (m) 1599.70 241.3 1661.12 1652.69 241.3 241.3 241.3 井径(mm) - 35 -
中石化绿源地热能开发有限公司清河县火车站等区域地热供暖项目可行性研究报告 项目 好泰御捷城 1 井 好泰御捷城 2 井 好泰御捷城 3 井 好泰御捷城 4 井 热储含水层 175.6 198.6 205.6 228.2 累计厚度 49.13 50.54 50.8 50.47 (m) 静水位埋深 S1 S2 S3 S1 S2 S3 S1 S2 S3 S1 S2 S3 61.5 (m) 11 92. 77.0 70. 66. 10.9 66 61. 59.1 73. 69. 66. 试验类型 7. 1 6 3 69.3 .8 8 4 1 5 1 1.8 动水位埋深 12.5 (m) 68 42. 27.9 20. 15. 12.0 16 11. 8.3 22. 18. 16. .0 9 0 8 58.0 .0 0 9 60 降低水位 (m) 11 90. 69.3 105 90. 11 90. 76.2 105 91. 81. 4. 2 .5 2 4. 2 .5 3 4 抽水涌水量 4 4 (m3/h) 0. 0.5 0.5 1.5 1.6 2. 2.3 2.5 1.3 1.4 1.4 单位涌水量 4 0 (L/s·m) 抽水时间 65 30. 14.0 49. 24. 49 26. 15.0 50. 25. 13. .0 0 0 5 .0 0 0 0 0 (h) 稳定时间 48 25. 12.0 48. 24. 48 25. 14.0 48. 24. 12. .0 0 0 0 .0 0 0 0 0 (h) 水温 56 56. 56.0 58. 58. 57 57. 57.0 57. 57. 57. (℃) .0 0 0 0 .0 0 0 0 0 根据《地热资源地质勘查规范》(GB/T 11615-2010)的规定,应依据地热井产能 测试资料按井流量方程计算单井稳定产量,根据单井稳定涌水量、动水位、水位降 深等资料绘制相关曲线并对其进行分析,好泰御捷城 1 井 Q·S—t 历时过程曲线见 图 4-8,好泰御捷城 1 井抽水涌水量(Q)与降低水位(S)关系曲线见图 4-9,好泰御捷 城 1 井单位涌水量(q)与降低水位(S)关系曲线见图 4-10;好泰御捷城 2 井 Q·S—t 历时过程见图 4-11,好泰御捷城 2 井抽水涌水量(Q)与降低水位(S)关系曲线见图 4-12,好泰御捷城 2 井单位涌水量(q)与降低水位(S)关系曲线见图 4-13;好泰御捷 城 3 井 Q·S—t 历时过程见图 4-14,好泰御捷城 3 井抽水涌水量(Q)与降低水位(S) 关系曲线见图 4-15,好泰御捷城 3 井单位涌水量(q)与降低水位(S)关系曲线见图 4-16;好泰御捷城 4 井 Q·S—t 历时过程见图 4-17,好泰御捷城 4 井抽水涌水量(Q) 与降低水位(S)关系曲线见图 4-18,好泰御捷城 4 井单位涌水量(q)与降低水位(S) 关系曲线见图 4-19。 - 36 -
中石化绿源地热能开发有限公司清河县森鼎雅苑等区域地热供暖项目可行性研究报告 图 4-8 好泰御捷城 1 井 Q·S—t 历时过程曲线图 图 4-9 好泰御捷城 1 井抽水涌水量(Q)与降低水位(S)关系曲线图 - 37 -
中石化绿源地热能开发有限公司清河县火车站等区域地热供暖项目可行性研究报告 图 4-10 好泰御捷城 1 井单位涌水量(q)与降低水位(S)关系曲线图 图 4-11 好泰御捷城 2 井 Q·S—t 历时过程曲线图 - 38 -
中石化绿源地热能开发有限公司清河县森鼎雅苑等区域地热供暖项目可行性研究报告 图 4-12 好泰御捷城 2 井抽水涌水量(Q)与降低水位(S)关系曲线图 图 4-13 好泰御捷城 2 井单位涌水量(q)与降低水位(S)关系曲线图 - 39 -
中石化绿源地热能开发有限公司清河县火车站等区域地热供暖项目可行性研究报告 图 4-14 好泰御捷城 3 井 Q·S—t 历时过程曲线图 图 4-15 好泰御捷城 3 井抽水涌水量(Q)与降低水位(S)关系曲线图 - 40 -