浅述地热采灌井合理井距方法研究.pdf

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1、浅述地热采灌井合理井距方法研究周鑫向衡王鹏(中石化绿源地热能开发有限公司，成阳712000)摘要：采灌井之间的合理井间距的确定是实现对井采灌，资源可持续利用的关键问题。井间距的确定既要考虑避免热突破发生，又要保证明显的水力联系。本文利用地下水流数值模拟软件Feflow求解地热采灌对井系统水热耦合模型，进行采灌区回灌模拟，结果显示，成阳WH2井合理井间距为500m以上。关键词：地热回灌；采灌井间距；FELOW软件1研究区概况研究区构造位置处于渭河北岸断裂以北的成礼凸起，区域周边断裂构造主要有位于南部的近东西向渭河北侧断裂(F1)，规划区东南部NW向的成阳一长安断裂(F2)和津河南近sN向断裂

2、(F4)。成阳地区回灌区以WH2井为中心，北边分布WR7地热开采井，回灌井WH2与其距离1124m。其中回灌井WH2成井深度2700m，主要回灌层段为蓝田灞河组和高陵群：1415．60-2656．50m，总厚度1240．90m，共112层砂层，砂层总厚度为412．90m，均层厚度3．69m，孔隙度14．65％～26．59％，渗透率4．31xlO一～212．28x10—3um2。2模型建立利用地下水流数值模拟软件Feflow求解地热采灌对井系统水热耦合模型，进行采灌区回灌模拟。为采灌井合理井间距的确定提供依据。2．1水文地质条件概化对于1415m以上至地表的岩层可以概化为相对隔水层，开采14

3、15—2656．5m之间岩性大部分为粗砂、中粗砂，为含水层，其埋深2656．5m以下可视隔水层。因此，研究区含水层组可概化为均质、各向异性、非稳定流、承压水。含水层上边界为距地表1415m，下边界为2656．5m。本研究中的采灌区概化为水平方向各向同性，水平与垂直方向各向异性。本研究的时间尺度定为30年(10950天)，其中每年11月15日至3月16日为系统运行期，其余时间为间歇期。因此回灌实际运行天数为10年。2．2源汇项采灌模拟的源项为回灌井WH2，汇项为抽水井WR7。其中：(1)WH2井为成阳二号回灌井，井深2700m，地面高程422m。回灌井口温度为76℃，热储温度95．4℃，回灌

4、时间为10年，即3650d，回灌量为2976m3／d。(2)WR7为抽水井，抽水量2040m3，d，井口温度75℃，热储温度108．34℃，运行时间3650d{高程442m，水头412m，运行时间为3650d。模拟计算中，结合该地区地下含水层地质及水文地质条件选取该地区的模拟参数，计算中设定含水层为均质，且水平方向各向同性。在垂直方向上，可概化为0～1415m的相对隔水层，主要为三门组和张家坡组；1415～2656．5m的承压含水层，主要为蓝田灞河组及高陵群地层；2656．5～3000m的相对隔水层，主要为下古近系始新一渐新统；3000m以下为隔水层。3模拟结果及分析假设抽灌水运行一个周期

5、为一年，可分两期：一期供暖为4个月(11月15日至3月15日)，其余为间歇期(3月16日至11月14日)。如果按采灌井30年的寿命计算，实际抽灌井运行时间为10年。图1为不同井距条件下，当回灌量以100m3／ll对开采井和回灌井水头随时间的变化进行模拟。当采灌井距在300m、400m、500re、600m、700m、800m、1000m、1loom、1200m和1300m条件下，回灌井水头在系统运行初期上升后，在l天左右后会下降。在井距大于500m时，随着时间的延长，水头变化幅度明显下降，这种变化幅度的下降受抽水井的影响所致，即在500m范围以内采灌井之间发生了较为明显的水力联系，可认为5

6、00m为合理井间距。圈1不同抽震井距水头髓时间的变化图田2不同井距抽水井温度变化关系曲线图图2为当回灌量为loom3／}I，井距在200m、300m、350m、400m、500m、600m等6种不同井距条件下抽水井温度的变化，开采井、回灌井之间的距离越大，开采井发生热突破所需时间越长，抽水温度变化幅度越小。从图2中可以看出，在运行3650天时，开采井距回灌井合理的间距为400m左右。结合水力联系影响下的合理井距上限500m的分析结果，得出的该采灌区条件下采灌井间合理的井间距范围为500m左右。参考文献：[1]贺国平；邵景力；崔亚莉；张德强；FEFLOW在地下水流模拟方面的应用[J]．中国地

7、质大学水资源与环境学院，2003．【2】李爱利；基于FEFLOW模型的宁夏中卫地下水数值模拟研究『D1．兰州大学，2014．[3】陕西省地质矿产勘查开发局，区域地质矿产研究院．陕西省成阳市区地热资源详查报告【R】．陕西省成阳市国土资源局，2005．10．2016年9月化工彳理J129每一鲁譬箍嚣椭一锄一跚～潮{萎瞰茹}{聊一搿。二_：．一瑚二嚣一瑚一曩J曲