應用統計分析法評價辛集市地熱田地熱資源

董卿卿 趙 陽 呂文斌 呂冬冬

(河北省地礦局第三水文工程地質大隊，河北 衡水 053000)

1.辛集市地熱資源現狀

辛集市地熱資源豐富，開發利用時間長、范圍廣，為本市經濟的增長、能源結構調整發揮了重要作用。近幾年，隨著辛集市經濟的發展，地熱井數量劇增，逐漸形成了地熱資源集中開采區。目前主要利用方式為供暖，其次用于洗浴、大棚種植、溫水養殖、地熱旅游等，地熱資源的開發已為地方經濟的增長注入了新的活力。

2.辛集市地熱資源現狀存在問題

①辛集市地熱資源開發利用程度不均衡，地熱資源開發較為集中，地熱水開采強度過大，開采量超過允許開采量，造成熱水水位下降迅速。

②辛集市地熱勘查、研究精度較低，地熱資源量/儲量的評價，應用熱儲法、解析法及系數法，精度較低，確定的地熱水可開采量已經不符合實際開采狀況。

3.應用統計分析法計算資源量的意義

本次開展地熱資源動態調查與監測工作，運用統計分析方法，確定地熱田 (開采區)的地熱水控制開采量。為指導重點地熱區合理開發地熱資源，各級政府進行地熱資源開發宏觀調控、科學管理提供依據，對引導河北省地熱資源持續開發、健康發展，具有十分重要的意義。

4.應用統計分析法地熱資源評價

4.1 應用統計分析法評價原則

①辛集市地熱田 (開采區)，其主要開采熱儲，均以地熱井形式開采并且開采多年，開采程度高，動態數據較多，可利用統計分析法進行地熱資源評價。

②開采量利用地熱田 (開采區)年度總開采量，依據地熱井利用情況，逐井分年統計，把所有地熱井開采量累計相加。根據相應水位埋深觀測時間，確定對應的累計開采量。

③建立相關方程，以地下水動力學理論基礎，以觀測數據為依據，水位埋深與開采量二組數據要相對應。由于靜水位埋深在一年內的時間段變化較大，依據觀測資料掌握情況，本次計算利用的靜水位埋深基本為年度中期 (一般為7月份)觀測數據。

④依據地熱田 (開采區)地熱地質條件，結合開采條件，分析預測在一定降深條件下的地熱水可開采量變化規律，確定本區地熱水控制開采量，指導地熱田 (開采區)的地熱資源合理開采。

4.2 地熱資源計算結果

①資源計算結果:

辛集市區地熱資源主要開采館陶組熱儲，本次僅對館陶組熱儲地熱資源可開采量進行評價，建立相關方程。

辛集市區地熱開采區，具有系列地熱井靜水位觀測數據，水位埋深數據利用辛集7井系列觀測資料，統一利用相應觀測年7月份數據，初始水位埋深利用1999年9月數值10.0m。辛集7井位于集中開采區內西北部，利用其水位降深數值進行地熱資源計算，可代表本區實際情況。

辛集市區地熱資源開采從2001年開始，計算利用的開采量，依據2001至2012年度歷年統計結果，按照與之對應的靜水位觀測年度，分段累計。

集中開采區面積:現狀開采條件下，其集中開采區范圍，利用以往地熱勘查工作中，抽水試驗計算影響半徑的平均值，以2012年調查開采井的分布狀況，按集中開采區外側地熱井，外推1000m外切圓連線圈定，本區圈定面積20.01km2。

應用統計分析法，把水位下降與開采量相關數據畫出散點圖，根據散點圖的分布形狀及特點，進行曲線擬合，選取相關系數最高值的曲線類型，確定函數類型，建立水位下降與開采量的相關方程。

經過計算機擬合，確定函數類型為多項式方程，擬合系數R2=0.9909，建立水位下降與總開采量的相關方程如下:

Q:總開采量 (104m3)

S:總降深 (m)

②預期地熱資源可開采量

利用上述建立的相關方程，預測地熱開采區館陶組熱儲，在水位保持一定降深的條件下，預測地熱水可開采量。預測時間段以不超過實際監測時間段長度為原則，參照近期的實際水位降深情況，水位年下降速率5.6m/a。按年降深5.0m地熱水開采量，預測時間段為2013年～2020年。2013～2020年均開采量為233.6×104m3，至2020年水位總埋深為122.8m。由此可以看出，辛集市區地熱資源有必要調減開采量，或者進行地熱尾水回灌，以減緩地下熱水水位下降速度。

5.辛集市地熱田熱資源保護方案

辛集市區集中開采區，開采井密集，用水高峰季節出現了嚴重干擾抽水，動水位降深較大，由于地熱水側向補給較慢，水位難以恢復。說明本區地熱資源處于嚴重超采狀態。為了保護本區地熱資源，滿足區域經濟發展需要，應做好以下工作:

1、控制館陶組熱儲開發規模，逐步減少地熱水的開采量，開展回灌試驗研究工作，進行回灌工程建設。減緩水位下降速度。

2、開展地熱資源規模化開采、綜合利用工程建設，提高地熱資源利用效率。本區主要開發館陶組熱儲層，溫度高，單井分散供暖浪費嚴重。根據資源需求量情況，整合現有地熱井，按需要建立中心熱站，實現統一開采、集中供暖，在滿足需求的同時，逐步減少開采量。

3、現狀開采區地熱井密度較大，應關停部分開采井或者改造為回灌井。為了滿足需求，可以在未開采區開采，管道輸送至利用區。

［1］河北省地勘局第三水文工程地質大隊河北省重點地熱區地熱資源動態調查與監測2012年

［2］河北省地質礦產局河北省、北京市、天津市區域地質志1987年地質出版社

［3］河北省地勘局第三水文工程地質大隊衡水地熱田地熱資源勘查2008年

［4］河北省地勘局第三水文工程地質大隊辛集市區地熱資源詳查2009年