应用统计分析法评价辛集市地热田地热资源

董卿卿 赵 阳 吕文斌 吕冬冬

(河北省地矿局第三水文工程地质大队，河北 衡水 053000)

1.辛集市地热资源现状

辛集市地热资源丰富，开发利用时间长、范围广，为本市经济的增长、能源结构调整发挥了重要作用。近几年，随着辛集市经济的发展，地热井数量剧增，逐渐形成了地热资源集中开采区。目前主要利用方式为供暖，其次用于洗浴、大棚种植、温水养殖、地热旅游等，地热资源的开发已为地方经济的增长注入了新的活力。

2.辛集市地热资源现状存在问题

①辛集市地热资源开发利用程度不均衡，地热资源开发较为集中，地热水开采强度过大，开采量超过允许开采量，造成热水水位下降迅速。

②辛集市地热勘查、研究精度较低，地热资源量/储量的评价，应用热储法、解析法及系数法，精度较低，确定的地热水可开采量已经不符合实际开采状况。

3.应用统计分析法计算资源量的意义

本次开展地热资源动态调查与监测工作，运用统计分析方法，确定地热田 (开采区)的地热水控制开采量。为指导重点地热区合理开发地热资源，各级政府进行地热资源开发宏观调控、科学管理提供依据，对引导河北省地热资源持续开发、健康发展，具有十分重要的意义。

4.应用统计分析法地热资源评价

4.1 应用统计分析法评价原则

①辛集市地热田 (开采区)，其主要开采热储，均以地热井形式开采并且开采多年，开采程度高，动态数据较多，可利用统计分析法进行地热资源评价。

②开采量利用地热田 (开采区)年度总开采量，依据地热井利用情况，逐井分年统计，把所有地热井开采量累计相加。根据相应水位埋深观测时间，确定对应的累计开采量。

③建立相关方程，以地下水动力学理论基础，以观测数据为依据，水位埋深与开采量二组数据要相对应。由于静水位埋深在一年内的时间段变化较大，依据观测资料掌握情况，本次计算利用的静水位埋深基本为年度中期 (一般为7月份)观测数据。

④依据地热田 (开采区)地热地质条件，结合开采条件，分析预测在一定降深条件下的地热水可开采量变化规律，确定本区地热水控制开采量，指导地热田 (开采区)的地热资源合理开采。

4.2 地热资源计算结果

①资源计算结果:

辛集市区地热资源主要开采馆陶组热储，本次仅对馆陶组热储地热资源可开采量进行评价，建立相关方程。

辛集市区地热开采区，具有系列地热井静水位观测数据，水位埋深数据利用辛集7井系列观测资料，统一利用相应观测年7月份数据，初始水位埋深利用1999年9月数值10.0m。辛集7井位于集中开采区内西北部，利用其水位降深数值进行地热资源计算，可代表本区实际情况。

辛集市区地热资源开采从2001年开始，计算利用的开采量，依据2001至2012年度历年统计结果，按照与之对应的静水位观测年度，分段累计。

集中开采区面积:现状开采条件下，其集中开采区范围，利用以往地热勘查工作中，抽水试验计算影响半径的平均值，以2012年调查开采井的分布状况，按集中开采区外侧地热井，外推1000m外切圆连线圈定，本区圈定面积20.01km2。

应用统计分析法，把水位下降与开采量相关数据画出散点图，根据散点图的分布形状及特点，进行曲线拟合，选取相关系数最高值的曲线类型，确定函数类型，建立水位下降与开采量的相关方程。

经过计算机拟合，确定函数类型为多项式方程，拟合系数R2=0.9909，建立水位下降与总开采量的相关方程如下:

Q:总开采量 (104m3)

S:总降深 (m)

②预期地热资源可开采量

利用上述建立的相关方程，预测地热开采区馆陶组热储，在水位保持一定降深的条件下，预测地热水可开采量。预测时间段以不超过实际监测时间段长度为原则，参照近期的实际水位降深情况，水位年下降速率5.6m/a。按年降深5.0m地热水开采量，预测时间段为2013年～2020年。2013～2020年均开采量为233.6×104m3，至2020年水位总埋深为122.8m。由此可以看出，辛集市区地热资源有必要调减开采量，或者进行地热尾水回灌，以减缓地下热水水位下降速度。

5.辛集市地热田热资源保护方案

辛集市区集中开采区，开采井密集，用水高峰季节出现了严重干扰抽水，动水位降深较大，由于地热水侧向补给较慢，水位难以恢复。说明本区地热资源处于严重超采状态。为了保护本区地热资源，满足区域经济发展需要，应做好以下工作:

1、控制馆陶组热储开发规模，逐步减少地热水的开采量，开展回灌试验研究工作，进行回灌工程建设。减缓水位下降速度。

2、开展地热资源规模化开采、综合利用工程建设，提高地热资源利用效率。本区主要开发馆陶组热储层，温度高，单井分散供暖浪费严重。根据资源需求量情况，整合现有地热井，按需要建立中心热站，实现统一开采、集中供暖，在满足需求的同时，逐步减少开采量。

3、现状开采区地热井密度较大，应关停部分开采井或者改造为回灌井。为了满足需求，可以在未开采区开采，管道输送至利用区。

［1］河北省地勘局第三水文工程地质大队河北省重点地热区地热资源动态调查与监测2012年

［2］河北省地质矿产局河北省、北京市、天津市区域地质志1987年地质出版社

［3］河北省地勘局第三水文工程地质大队衡水地热田地热资源勘查2008年

［4］河北省地勘局第三水文工程地质大队辛集市区地热资源详查2009年