地?zé)豳Y源評估方法

各種物質(zhì)在地殼中的保有量稱為資源。地?zé)嶙鳛橐环N熱能，存在于地殼中也有一定數(shù)量，因此也是一種資源。對于地?zé)豳Y源的評價(jià)也象其它礦物燃料一樣，要在一定的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和法律的條件下進(jìn)行評定，而且隨著時(shí)間的推移要作一定的修改。地?zé)崾且环N新能源，目前雖有一些國家做了較多的地?zé)豳Y源評價(jià)工作，但尚缺乏世界性的全面評價(jià)。

地?zé)豳Y源評估方法

下面簡要介紹幾種地?zé)豳Y源的評價(jià)方法。
1、天然放熱量法　　早在六十年代初，新西蘭人塔桑等采用一種評價(jià)地?zé)豳Y源的方法，先測量一個(gè)地區(qū)地表各種形式的天然放熱量的總和，再根據(jù)已開發(fā)地?zé)崽锏臒岙a(chǎn)量與天然放熱量之間的相互關(guān)系加以比較，以估計(jì)出該區(qū)域開發(fā)時(shí)的產(chǎn)熱能。這種方法估算的地?zé)醿?chǔ)量較接近合理數(shù)量，也是水熱系統(tǒng)經(jīng)長期活動(dòng)而達(dá)到的某種平衡現(xiàn)象。其值在相當(dāng)長時(shí)間內(nèi)是較穩(wěn)定的。顯然，天然放熱量要比熱田開采后的熱量低，實(shí)際地?zé)豳Y源要大得多，并且因地而異。當(dāng)然，這種方法只適用于已有地?zé)衢_發(fā)的地區(qū)，對于未開發(fā)的地?zé)岬厥菬o法估算的。實(shí)測各地各種形式的天然放熱量不是一件容易的事。因此，也可采取測定地?zé)崴新入x子的排出量來估算天然放熱量。地面的全部天然放熱量幾乎都是由對流系統(tǒng)的中心深部上升的地?zé)崃黧w帶上來的熱量。傳導(dǎo)傳熱的熱量可以忽略不計(jì)。若知道熱流體的流量和溫度，就可估計(jì)出排放熱能的總量。用氯根焓圖解法求出深部流體的溫度及其氯根的濃度，而在地面測定氯根的排放量，兩者氯根量的相除，即可得出為維持地面天然放熱量深部流體在單位時(shí)間內(nèi)應(yīng)該上升的總量，并按深部流體的溫度可進(jìn)一步算出放熱量。實(shí)踐證明，這樣得出的天然放熱量只能代表開發(fā)地?zé)釙r(shí)的最低熱產(chǎn)率。通常還應(yīng)乘一個(gè)倍數(shù)，才能得到開采地?zé)崮?/strong>的合理產(chǎn)率。這個(gè)倍數(shù)，有的人主張4～10倍，也有人主張10～100倍，所以只是一個(gè)估計(jì)數(shù)。為了更簡便地評價(jià)地?zé)豳Y源，與天然放熱量的相關(guān)性，日本有人采用“水量補(bǔ)給法”估算水熱系統(tǒng)地?zé)豳Y源，即： Q＝S· P·n 式中：Q為地?zé)崃黧w的年產(chǎn)率S為水熱系統(tǒng)所在盆地的面積；P為當(dāng)年平均降水量； n為年排放熱流體的量與降水總量之比，一般為0.10～0.33之間。

2、平面裂隙法。　　這種評價(jià)地?zé)豳Y源的方法，最早用于冰島。其模型是：在滲透性極差的巖體中，地下水沿著一個(gè)平的裂隙流動(dòng)，巖體中的熱能靠傳導(dǎo)傳輸傳到裂隙面，再在裂隙表面與流水進(jìn)行換熱。這樣流水受熱升溫，把不透水巖體中的熱能提取出來。在巖性均一的情況下，開采熱水的速率如果較慢，則提取出來的某一溫度限額以上的熱能總量就較大。這種方法計(jì)算的結(jié)果也是能流率，而不是可及資源底數(shù)。使用這種方法有許多特定要求，如要求估算出裂隙的面積、裂隙的間距、巖層的初始溫度、采出熱水的最低要求溫度，以及巖石的熱導(dǎo)率和熱擴(kuò)散率等。因此，只有在類似冰島的地質(zhì)條件下才能使用這種方法，因?yàn)楸鶏u只有玄武巖，地層未經(jīng)褶皺，只在熔巖的界面上才有透水層。而其他大多數(shù)地方的水熱系統(tǒng)都是裂隙發(fā)育復(fù)雜，一般很難按照上列模式進(jìn)行。

3、類比法　　這是一種較簡便、粗略的地?zé)豳Y源評價(jià)方法。即根據(jù)已經(jīng)開發(fā)的地?zé)嵯到y(tǒng)生產(chǎn)能力，估計(jì)出單位面積的生產(chǎn)能力， 然后把未開發(fā)的地?zé)岬貐^(qū)與之類比。這種方法要求地質(zhì)環(huán)境類似，地下溫度和滲透性也類似。日本、新西蘭等國都采用過類比法評價(jià)新的地?zé)衢_發(fā)區(qū)，效果比較好。采用這種方法，要求必須測出地?zé)崽锏拿娣e，在新西蘭一般以電法圈定的面積為依據(jù)；也還要求知道熱儲(chǔ)的溫度，在沒有鉆孔實(shí)測溫度的情況下，可用地?zé)釡貥?biāo)計(jì)算出的熱儲(chǔ)溫度。

4、巖漿熱平衡法 　　巖漿熱平衡法主要是針對干熱巖地?zé)豳Y源的評價(jià)，以年輕的火成巖體為對象。美國地質(zhì)調(diào)查局采用這種方法評估了西部10個(gè)年輕火山系統(tǒng)的巖漿熱儲(chǔ)。其模式是：某一火成巖體從某一給定時(shí)間開始（假定最后一次噴發(fā)或侵入發(fā)生于某一時(shí)間，使巖漿的頂部頃刻間升至距地表辦公里處），初始溫度850℃，按傳導(dǎo)傳輸冷卻機(jī)制到某一溫度，所采巖漿的熱量多少取決于巖漿的侵入年代、巖漿體分布面積、厚度、 深度和形狀等因素。 計(jì)算方法是先估算出巖漿體初始含有的總熱量（Q總） 減去自侵入以來逸出的熱量（Q逸），則現(xiàn)在存在巖漿體內(nèi)的余熱為： 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 Q存一Q總一Q逸巖漿體初始含有的總熱量可用下式計(jì)算： Q總=V·ρ[C（T。- Tr）] + H式中：ρ為巖漿者密度，取平均值2．5克／厘米‘；C為熱容量，取平均值0．3卡／克·℃ T。為巖漿溫度，按酸性巖漿取850℃；Tr為參比溫度，按10公里處正常地溫300℃；H為巖漿結(jié)晶潛熱，以65卡／克計(jì)算；V為巖漿體積，根據(jù)面積厚度計(jì)算。Q逸的求得，在傳熱機(jī)制和巖體狀況已定的情況下，僅取決于開始冷卻以來的時(shí)間。這個(gè)時(shí)間可從最后一次噴出巖的同位素年齡來判斷，而巖漿體侵入后會(huì)使圍巖增溫，最終達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，一般這個(gè)過程需要36萬年。如果小于36萬年，就意味著Q存-Q總。若大于36萬年，則計(jì)算稍復(fù)雜一點(diǎn)。5、體積法　　這種方法是石油資源估價(jià)的方法，現(xiàn)廣泛借用到地?zé)嵩u價(jià)方面來。它的計(jì)算公式為： Q＝ a· d[（ l - φe）·ρr· Cr＋ ρw·Cw）]（Tr一Tref） 式中：Q為估算的地?zé)崮芸偭?；a為熱儲(chǔ)面積，按物探或鉆探結(jié)果，以公里計(jì)；d為可及深度內(nèi)的熱儲(chǔ)厚度，以公里計(jì)；ρr為熱儲(chǔ)巖石的密度，克／厘米，一般為2．2～3．1；ρw為熱水的密度，克／厘米，考慮含有礦物質(zhì)；Cr為熱儲(chǔ)巖石的比熱，卡／克·℃，約0．2Cw為熱儲(chǔ)水的比熱，卡／克·℃，常取值為13 φe為熱儲(chǔ)的有效孔隙率，0～20%之間；Tr為熱儲(chǔ)的平均溫度；Tref；為參比溫度，取當(dāng)?shù)囟嗄昶骄鶜鉁??！　?shí)際影響計(jì)算精度的主要是熱儲(chǔ)面積，因而此式也可簡化為：Q＝a· d·ρC（Tr一Tref）式中。ρC代表熱儲(chǔ)巖石和水一起的容積比熱，一般取2．6焦耳／厘米’·℃。 在地?zé)豳Y源評價(jià)方法中，體積法較為可取、使用普遍，可適用于任何地質(zhì)條件。計(jì)算所需的參數(shù)原則上可以實(shí)測或估計(jì)出來。地?zé)崮苋粲糜诎l(fā)電，可按下式估算：E＝Q· er式中：E為總發(fā)電量，兆瓦·百年；Q為可及地?zé)崮苜Y源底數(shù)，卡；er為地?zé)崮苻D(zhuǎn)化為電能的系數(shù)，即采收率乘發(fā)電效率。