專業山東地熱鉆井公司

由于不同的地熱區其地質構造是不同的，所以回灌方式也不**。為了預測回灌開采后地下溫度場等各種場的變化趨勢以及冷鋒面推進的速度，近年來還通過建立熱儲蓄模型和發展計算機數值模擬技術來加速回灌開采的研究。此外，回灌還會帶來對地下新鮮清潔水的污染問題，所以回灌開采并不是一件十分容易的事情。國內外除地熱電站所在的熱田一般都打回灌井并開發研究外，多數中低溫地熱直接利用地熱田進行回灌開采的還較少。目前，一些有比較豐富地熱資源的城市，如天津市，由于地熱采暖的抽水量很大，水位下降較快，因而城市地熱管理部門已加強地熱回灌開采的技術研究，并提出了在城市打地熱井必須同時打回灌井的要求。

專業山東地熱鉆井公司保持熱儲的流體壓力, 維持地熱田的開采條件 一般來說, 地熱的開采會導致熱儲壓力降低, 如果開采量過大, 使補給和開采失去平衡時, 熱儲壓力會持續降低, 使地熱田的生產能力降低, 甚至喪失生產能力和引起地面沉降。回灌對于維持或恢復熱儲壓力, 穩定地熱田的開采條件, 預防地面沉降具有重要作用。在zui早的回灌工程中, 其目的主要是處理地熱廢水, 但是后兩個方面的目的在近年來已經受到了日益重視[1]  。

據監測數據可以發現回灌的短期效果, 要研究回灌的長期效果就需要建立適當的模型。一種較為簡單適用的模型就是根據示蹤試驗得到的參數, 求取解析解。對于復雜的情況, 需要建立數值模型。地熱田的大量開采必然會造成熱儲壽命縮短，地下水位下降，并導致地面沉降，如果將開發利用后的地熱棄水回灌地下，就可大大減輕上述弊端并控制地熱水對地面的化學污染。對以熱水為主的熱水型地熱田，回灌困難zui大，因為要回灌處理的廢熱水數量很大。在評價回灌方案時，要考慮回灌水的數量、溫度和化學成分。實踐證明，回灌廢熱水以保持熱儲層的壓力和總開采量并不困難，重要的是不要因回灌溫度較低的水而使生產井的水溫降低。

選擇合適的回灌方式是重要的。從平面布置上講，回灌井的布置有“混雜排列”和“邊對邊排列”兩種。前者是生產井和回灌井穿插排列，保持一定的距離；后者是生產井在一邊，回灌井在另一邊，中間有較遠的距離。對這兩種排列方式的優劣，專家們看法不一。有的專家支持邊對邊回灌方式，認為這種方式對裂隙熱儲層合適。熱儲層熱導率大，水流速度快(已觀測到示蹤劑重現速度達100m/h)，生產井若離回灌井近，就會發生熱干擾。但像巴黎盆地那種孔隙型熱儲層，生產井和回灌井成為對井，距離約為1km，計算表明，生產井溫度可以保持30年，以后逐漸降低。溫度下降是緩慢的，可能要5年才下降1~2℃。這些，都和熱儲有關。回灌井深度的選擇也很重要，它可以比生產井淺、相同或深。在美國蓋塞爾斯地熱田，回灌井一度曾較淺，結果回灌進去的水又重新被開采出來；后來采用深層回灌，就沒有發生上述情況。這可能是溫度較低的回灌水比重大，容易向下運移的原因。回灌井淺，灌入的水向下流動正好進入生產井；反之，就不會影響生產井。總之，回灌方式的選擇取決于地質、環境和經濟等綜合因素；但一般地說，邊對邊的、深一些的回灌井布局能避免熱干擾。

中國北京城區地熱田從1981年冬季開始進行采暖后的棄水回灌，取得取得了較好的效果。從一口生產井抽出36t/h、49℃的熱水，經采暖后將36~38℃的回水灌入到距生產井350m遠的回灌井。在灌入量為12~17t/h時，水位僅回升2.8m，在灌入1.2萬t棄水后，經過8個月，熱儲層深度的水溫恢復到49.5℃，兩年來未發現周圍生產井水溫降低。由于中國華北地區采暖期為4個月，因而回灌對恢復井溫是有利的條件。中國地熱田的回灌工作尚處于試驗階段，成熟的經驗不多；但是，有一點是清楚的，那就是要取得回灌的良好效果，搞清熱儲是十分必要的。近年開展較多的熱儲模型和數值模擬研究，能比較有效地建立回灌模型，預測回灌的效應。隨著地熱開發利用的不斷發展，地熱井的數量和抽水量都逐年增加，有的地方已達到甚至超過資源評價所限定的抽水量ji限。大量抽水而不回灌，勢必造成水位持續下降，井的使用壽命將減少，不利于地熱的持續發展。只抽不灌，不但不利于保護地熱資源，同時也將含有某些有害成分的地熱水牌的地表的水體或滲透到地下，造成不同程度的環境化學污染。有些排水溫度超過環保的規定還會造成熱污染。所以，回灌開采被看作是地熱持續發展的重要措施之一。然而，由于不同的地熱區其地質構造是不同的，所以回灌方式也不**。為了預測回灌開采后地下溫度場等各種場的變化趨勢以及冷鋒面推進的速度，近年來還通過建立熱儲蓄模型和發展計算機數值模擬技術來加速回灌開采的研究。此外，回灌還會帶來對地下新鮮清潔水的污染問題，所以回灌開采并不是一件十分容易的事情。國內外除地熱電站所在的熱田一般都打回灌井并開發研究外，多數中低溫地熱直接利用地熱田進行回灌開采的還較少。目前，一些有比較豐富地熱資源的城市，如天津市，由于地熱采暖的抽水量很大，水位下降較快，因而城市地熱管理部門已加強地熱回灌開采的技術研究，并提出了在城市打地熱井必須同時打回灌井的要求

把溫度較低的水灌入熱儲中是一項非常復雜的技術。如果回灌井的位置不當可能引起熱儲的冷卻, 降低開采井的出水溫度或產汽量;如果采用的回灌工藝存在問題, 回灌井的回灌能力可能逐漸降低, 甚至zui后喪失回灌能力。為了研究回灌的效果, 需要進行示蹤試驗, 并對地熱田進行全面的監測把水灌入熱儲中會改變熱儲的狀態, 有時影響范圍可以達到很大的距離。回灌的影響從回灌點開始以不同的形式向外擴展, zui主要的是壓力傳導、流體的機械運動和熱傳導。正確理解三者的機理和關系對回灌工程的設計是非常重要的。在三者之中, 壓力傳導界面的運動是zui快的, 因為它是流體分子能量的傳遞, 其影響可能幾天、幾小時甚至幾分鐘就能到達開采井。化學界面的運移慢于壓力傳導, 因為它是回灌的物質分子的實際運移, 一般需要幾星期或幾天才能到達開采井。溫度界面的運移是zui慢的, 因為回灌水在其運移過程中會被逐漸加熱。

在回灌工程設計中, 非常重要的一點就是避免由于回灌水過快地到達開采井,從而引起開采井溫度的降低。反之, 如果回灌井距離開采井或地熱田開采區過遠, 又不能起到保持熱儲壓力, 穩定地熱田生產能力的作用。地熱回灌是高度依賴場地的, 也就是說每個回灌工程之間會因為開采井和回灌井之間的地質條件不同而存在差異, 甚至存在很大的差異。因此, 在生產性回灌之前必須進行回灌試驗, 并在回灌試驗的過程中進行示蹤試驗, 以研究回灌水在熱儲中運移的規律,研究回灌對于穩定熱儲壓力和改善地熱田生產技術條件方面的作用, 研究合理的回灌量和運行方式。

預測溫度界面的運移速度在回灌工程設計中的重要性是可想而知的。但是, 在不掌握回灌水運移路徑的性質之前, 是很難對此進行計算的。因此, 經常根據示蹤試驗成果來預測回灌引起開采井冷卻的可能性。