地热井采灌失衡的解决途径及工程应用.pdf

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1、第35卷第6期煤气与热力Vo1．35No．62015年6月GAS＆HEATJun．2015地热井采灌失衡的解决途径及工程应用张珂(天津地热勘查开发设计院，天津300250)摘要：针对天津地区地热井存在的采灌失衡问题，提出3种解决方法(酸洗压裂回灌井、补建回灌井、两眼开采井整合为采灌对井)，对3种解决方法在工程中的应用进行了探讨。关键词：地热井；开采；回灌中图分类号：TK529文献标志码：B文章编号：1000—4416(2015)06—0A03—031概述要求的既有回灌井。开凿地热井阶段，在钻探揭露近年来，天津市对地热水资源的需求呈逐年上碳酸盐岩热储层时，往往因地层岩溶裂隙发育，泥浆升的势头。但

2、是随着地热水资源开采量不断加大，只进不出，岩屑连同泥浆全部漏失进入地层，堵塞了热储压力明显下降，影响了地热水资源的可持续开含水裂隙。尤其对于回灌井，回灌过程中由于回灌发与利用。天津市中心城区一些早期开发的地热流体进入热储层的压力使岩屑对裂隙越压越密，导井，由于缺少回灌措施，造成采灌失衡。大部分早期致流体需克服的阻力也越来越大，回灌量逐渐衰减。开发用于供热的地热井利用水平不高，排放的地热在热储层裂隙发育程度满足的情况下，利用酸洗压尾水温度较高，不仅造成地热资源浪费，还易形成热裂的方法可以有效提高地热回灌井的回灌能力。污染。因此，对这部分地热井进行整合改造，对确保②方法2地热资源可持续发展具有重要

3、意义。本文对地热井补建回灌井，主要针对仅有开采井的项目，将原采灌失衡的解决途径及工程应用进行探讨。单井开采利用方式改造成一采一灌对井利用方式。2整合改造方法根据工作区的地热地质条件和周边地热井分布情截至2013年，天津市地热井总数量为474眼，况，对补建回灌井的位置、钻遇地层、水温水量、井身其中开采井359眼，回灌井115眼，年开采量为结构和施工工艺等进行设计，完善回灌井钻井工艺，2736×10m／a，年回灌量为1295×10m／a，采灌在此基础上开凿回灌井，从而满足回灌要求。明显失衡。市区地热井总数达129眼，占全市地热③方法3井总量的27％，回灌井数量为39眼，以早期开发的将两眼开采井整合

4、为采灌对井的方法，主要针地热井为主，年开采量为1175×10m／a，年回灌对市区内密集井群，且地热利用不充分的地热井，可量为521x10m／a，同样表现出采灌严重失衡，且通过该方法实现地热梯级利用，提高地热利用率，平尾水排放温度较高。根据目前天津市地热井开采回衡采灌的目标。在市区范围内，由于建筑较密集，往灌现状和分布情况，可采取以下3种地热井整合改往不具备补建回灌井的条件，经验算，在基本满足出造方法。水量的前提下，可将附近的另外一眼开采井作为回①方法1灌井，通过改造整合成采灌对井。为减小连接管道酸洗压裂方法，主要针对回灌量不能满足设计敷设难度，两眼井距离不宜超过2km，且要求改造作者简介：张珂

5、(1982一)，男，天津人，工程师，大学，主要从事地热利用工程设计、施工及研究开发工作。收稿日期：2014—08—13；修回日期：2014—11—20·A03·第35卷第6期煤气与热力后的供热能力满足原有供热区域的总供热需求。rn。该工作区域历年平均静水位变化见图2。3改造实例3．1酸洗压裂回灌井O1H号回灌井位于天津市东丽区，于2000年成井，回灌量92．45rn’／h。经过10a的回灌运行，回*箍灌量衰减到40m／h左右，且经常会溢出井15。2012年，我们对O1H号回灌井进行酸洗压裂处理，工程造价47×10元。回灌试验结果表明，回灌量年份可达到112m／h。动水位稳定在一112m左右，这

6、图1该工作区域历年平均静水位变化表明回灌能力仍有裕量。工程实践说明，酸洗压裂O3号开采井于1994年成井，出水温度为84方法不仅可以提升回灌井回灌能力，还可以提高该℃，出水量146．7Ill／h。满足供热面积8×10m、区域地下水连通性。供热负荷3906kW的A区供热需求，末端供热装置3．2补建回灌井为散热器，供、回水温度为70、55℃。地热水与供暖02号开采井位于天津市静海，属蓟县系雾迷山热水换热后，供给热用户。地热水高峰用量为129．2组，最大开采量150m。／h，出水温度84℃。主要用m／h，地热井平均动水位为一140．31"1，尾水温度为于居民供暖，供暖面积为97085m，末端供热装置

7、58℃。为散热器，供、回水温度为65、45℃。由于无回灌04号开采井于1997年成井，出水温度为8l井，地热尾水全部排放至市政排水管道，且尾水温度℃，出水量100m／h。满足供热面积5×10m、供较高。随着大量开采，热储压力逐年下降，工作地区热总负荷2550kW的B区供热需求，末端供热装置静水位最大下降速率已超过6rn／a。为散热器(供、回水温度为65、45℃)和风机盘管2009年，补建了02H号