各種物質在地殼中的保有量稱為資源。地熱作為一種熱能,存在于地殼中也有一定數量,因此也是一種資源。對于地熱資源的評價也象其它礦物燃料一樣,要在一定的技術、經濟和法律的條件下進行評定,而且隨著時間的推移要作一定的修改。地熱是一種
新能源,目前雖有一些國家做了較多的地熱資源評價工作,但尚缺乏世界性的全面評價。
下面簡要介紹幾種地熱資源的評價方法。
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地熱資源的方法,先測量一個地區地表各種形式的天然放熱量的總和,再根據已開發地熱田的熱產量與天然放熱量之間的相互關系加以比較,以估計出該區域開發時的產熱能。這種方法估算的地熱儲量較接近合理數量,也是水熱系統經長期活動而達到的某種平衡現象。其值在相當長時間內是較穩定的。顯然,天然放熱量要比熱田開采后的熱量低,實際地熱資源要大得多,并且因地而異。當然,這種方法只適用于已有地熱開發的地區,對于未開發的地熱地是無法估算的。
實測各地各種形式的天然放熱量不是一件容易的事。因此,也可采取測定地熱水中氯離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的中心深部上升的地熱流體帶上來的熱量。傳導傳熱的熱量可以忽略不計。若知道熱流體的流量和溫度,就可估計出排放熱能的總量。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間內應該上升的總量,并按深部流體的溫度可進一步算出放熱量。實踐證明,這樣得出的天然放熱量只能代表開發地熱時的最低熱產率。
通常還應乘一個倍數,才能得到開采
地熱能的合理產率。這個倍數,有的人主張4~10倍,也有人主張10~100倍,所以只是一個估計數。為了更簡便地評價地熱資源,與天然放熱量的相關性,日本有人采用“水量補給法”估算水熱系統地熱資源,即: Q=S· P·n 式中:Q為地熱流體的年產率 S為水熱系統所在盆地的面積; P為當年平均降水量; 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。 這種評價地熱資源的方法,最早用于冰島。其模型是:在滲透性極差的巖體中,地下水沿著一個平的裂隙流動,巖體中的熱能靠傳導傳輸傳到裂隙面,再在裂隙表面與流水進行換熱。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。這種方法計算的結果也是能流率,而不是可及資源底數。 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,以及巖石的熱導率和熱擴散率等。因此,只有在類似冰島的地質條件下才能使用這種方法,因為冰島只有玄武巖,地層未經褶皺,只在熔巖的界面上才有透水層。而其他大多數地方的水熱系統都是裂隙發育復雜,一般很難按照上列模式進行。
3、類比法 這是一種較簡便、粗略的地熱資源評價方法。即根據已經開發的地熱系統生產能力,估計出單位面積的生產能力, 然后把未開發的地熱地區與之類比。這種方法要求地質環境類似,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新的地熱開發區,效果比較好。采用這種方法,要求必須測出地熱田的面積,在新西蘭一般以電法圈定的面積為依據;也還要求知道熱儲的溫度,在沒有鉆孔實測溫度的情況下,可用地熱溫標計算出的熱儲溫度。
4、巖漿熱平衡法 巖漿熱平衡法主要是針對干熱巖地熱資源的評價,以年輕的火成巖體為對象。美國地質調查局采用這種方法評估了西部10個年輕火山系統的巖漿熱儲。其模式是:某一火成巖體從某一給定時間開始(假定最后一次噴發或侵入發生于某一時間,使巖漿的頂部頃刻間升至距地表辦公里處),初始溫度850℃,按傳導傳輸冷卻機制到某一溫度,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。