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摘要:地热能是一种绿色无污染,可循环利用的可再生资源,然而目前对于地热回灌率普遍较低的问题是一直需要重点解决的问题。通过建立相应的数据模拟,在垂直井一注两采和水平井垂直井开采过程中,通过采用不同的回灌方式能够有效提高地热储层的生产效率。因此在实际应用过程中需要结合地热储层的形式,合理选择回灌方式,才能够有效增加回灌率。
关键词:孔隙型;地热储层;回灌率
目前资源短缺问题已经成为全球所需要解决的重点问题之一,地热能是一种绿色污染的可再生资源,由于其储量大,分布广,清洁环保稳定性好等特点受到了社会各界的高度关注。这个资源高效合理地开发,能够有效实现节能减排战略目标。地热回灌是人工将利用过的地热尾水或者是常温地下水进行回灌。通过对地热水回灌,能够有效保持热储层内的流体压力处于稳定的状态,防止地面发生沉降,另一方面能够恢复和改善热储层的产热能力,通过提高地热资源的利用率,可以有效实现地热废水的有效利用,防止地热废水直接排放对周围环境的污染。
1研究区域的实际概况
结合实际地质情况可以看出,我国的地热资源开发潜力非常巨大,但是综合利用的效果较差,在温度上研究区域的大多数温泉温度较为稳定,浮动的范围大概在10℃以内有逐渐降低的,其实在流量上相对一部分的温泉对比过去流量相对减少,但是由于各种原因的存在,流量也在发生着下降,大部分温泉主要以洗浴健身为主,综合利用能力很低,地热尾水中含有大量的结构粒子,地热尾水的温度较高,大部分的情况下会排放至附近的河当中,会对周围的自然环境造成影响,且负离子对人体的伤害较大。目前我国孔隙型地热储层的回灌技术尚不成熟,没有进行重点的研究。
2地热回灌数值模型
结合相应的数值模拟软件,建立两种不同井型的地热回灌数值模型,数值模型的尺寸控制在合理的范围之内模型内架设,非透水边界并没有外来水进行补充,接触层内的各项为同性,定压开采。
模型假设随着注水开发的不断进行,注水周期会对周围的储存造成伤害,因此通过增压回款、压力回灌以及压裂后增加回灌三种方法进行回灌能够有效提高开采井的回灌率。
地热回灌数值模型可以用参数体的形式充分反映出储藏内的孔隙度、渗透率等物性参数,储层内的孔隙度和渗透率可以充分表明储集能力和渗流能力。因此建立模型中利用高斯模拟方法,输入参数为变量统计参数、差函数参数以及条件数据。可以充分反映出研究区域内的孔隙度,渗透率等数值,为数值模型的建立奠定基础。
3存在的主要问题
将温度较低的水灌入到热储中是一项非常复杂的技术,如果回灌井的位置不当,可能会引起热塑发生冷却,降低开采井的出水温度,如果采用的回灌工艺存在的问题,回灌井的能力会逐渐下降,甚至丧失到回灌能力,为了能够有效提高回灌效果,需要进行示踪实验,并对地热田进行全方位的检测。
3.1回灌及示踪实验
将水灌入到热处中会直接改变到热水的状态,有时影响范围可以达到很大的距离,回灌的影响是从回灌点开始以不同的形式进行扩散,其中最主要的是压力传导、流体传导以及热传导。因此在实验过程中,应当正确理解三者之间的关系,以及对回灌工程的设计非常重要。在这三者之中,压力传导的界面是运动最快的,主要是因为流体分子的能量传递,在短短几天的时间内就可以快速达到开采井,化学界面的运动要慢于压力传导,主要是因为回罐物质分子的运动一般需要几个星期才能夠到达开采井,温度界面的运移是最慢的,因为回灌水在其运行过程中会逐渐被加热。
在回灌工程设计过程中非常重要的内容就是避免回灌水过快地到达开采井,从而引起开采井温度的降低,反之如果回灌井距离开采井过远就不能保持热储压力。地热回灌是高度依赖场地的,也就是说每一个回灌工程之间会因为开采井与回灌井之间的地质条件不同,而存在差异性。因此在生产之前必须对回灌井进行实验研究,并且对回灌实验过程中进行示踪实验,研究回灌水在储层中的运行规律对稳定热储压力有着非常重要的作用。
3.2回灌效果的监测与研究
为了能够有效提高回灌的效果,及时发现在回灌过程中的不利影响因素,需要对整个回灌进行严格监测。对于回灌井要观察回灌井的水量、水温以及井口压力,对于开采井要不断监测开采量以及出水量,同时还需要监测示踪剂的浓度,另外还需要对周围的地热井进行监测,除了正常的检测之外,还需要对水样中的示踪剂浓度进行监测,当回灌停止之后,应当隔一段时间对回灌井和开采井内的温度进行监测,这样可以明确观察回灌井在停止回灌之后的温度情况。
4建议
地热资源作为一种新型的矿产能源,资源分布较广且非常容易开采的特点,但是只有在科学合理开采的前提下,地热资源才能够实现可再生开采结合我国地域的资源开发利用现状,在不断提高地热资源勘查力度的同时需要对各种地热资源进行深入研究,发挥地热泵技术的优势,开展地热资源的综合利用,重视油气区地热资源的利用,充分利用油气废气和油气田产水井,加大对高温地热能源的合理开发利用,对于增强型地热系统,应当采取相应的技术力量在有利区域内开展测试技术探索,此外在开发利用地热资源的同时,有必要加强地热回灌以及防腐措施的研究从而促进了地热资源的可持续化发展。
5结束语
综上所述,地下热水的连续高效回灌能够有效提高地热储层的开采效率,然而在实际运行过程中,地下热水的高效回灌一直是一项重要的研究内容,为了能够实现地热资源的可循环开发,减缓地热尾水对于周围自然环境的污染,地下热水人工回灌是重要的技术手段,但是我国很多地热储层在持续运行过程中会发生不同的问题,因此需要采取相关措施进行有效控制,才能够有效提高地热资源的开采效率。
参考文献
[1]吕灿.超深层孔隙型热储地热尾水回灌堵塞机理[J].城市建设理论研究(电子版),2017:186.
[2]提高砂岩热储层地热尾水回灌率的研究[J].科技导报,2013:10.
[3]雷海燕,朱家玲.孔隙型地热采灌开发方案的数值模拟研究[J].太阳能学报,2010:111-116.
关键词:孔隙型;地热储层;回灌率
目前资源短缺问题已经成为全球所需要解决的重点问题之一,地热能是一种绿色污染的可再生资源,由于其储量大,分布广,清洁环保稳定性好等特点受到了社会各界的高度关注。这个资源高效合理地开发,能够有效实现节能减排战略目标。地热回灌是人工将利用过的地热尾水或者是常温地下水进行回灌。通过对地热水回灌,能够有效保持热储层内的流体压力处于稳定的状态,防止地面发生沉降,另一方面能够恢复和改善热储层的产热能力,通过提高地热资源的利用率,可以有效实现地热废水的有效利用,防止地热废水直接排放对周围环境的污染。
1研究区域的实际概况
结合实际地质情况可以看出,我国的地热资源开发潜力非常巨大,但是综合利用的效果较差,在温度上研究区域的大多数温泉温度较为稳定,浮动的范围大概在10℃以内有逐渐降低的,其实在流量上相对一部分的温泉对比过去流量相对减少,但是由于各种原因的存在,流量也在发生着下降,大部分温泉主要以洗浴健身为主,综合利用能力很低,地热尾水中含有大量的结构粒子,地热尾水的温度较高,大部分的情况下会排放至附近的河当中,会对周围的自然环境造成影响,且负离子对人体的伤害较大。目前我国孔隙型地热储层的回灌技术尚不成熟,没有进行重点的研究。
2地热回灌数值模型
结合相应的数值模拟软件,建立两种不同井型的地热回灌数值模型,数值模型的尺寸控制在合理的范围之内模型内架设,非透水边界并没有外来水进行补充,接触层内的各项为同性,定压开采。
模型假设随着注水开发的不断进行,注水周期会对周围的储存造成伤害,因此通过增压回款、压力回灌以及压裂后增加回灌三种方法进行回灌能够有效提高开采井的回灌率。
地热回灌数值模型可以用参数体的形式充分反映出储藏内的孔隙度、渗透率等物性参数,储层内的孔隙度和渗透率可以充分表明储集能力和渗流能力。因此建立模型中利用高斯模拟方法,输入参数为变量统计参数、差函数参数以及条件数据。可以充分反映出研究区域内的孔隙度,渗透率等数值,为数值模型的建立奠定基础。
3存在的主要问题
将温度较低的水灌入到热储中是一项非常复杂的技术,如果回灌井的位置不当,可能会引起热塑发生冷却,降低开采井的出水温度,如果采用的回灌工艺存在的问题,回灌井的能力会逐渐下降,甚至丧失到回灌能力,为了能够有效提高回灌效果,需要进行示踪实验,并对地热田进行全方位的检测。
3.1回灌及示踪实验
将水灌入到热处中会直接改变到热水的状态,有时影响范围可以达到很大的距离,回灌的影响是从回灌点开始以不同的形式进行扩散,其中最主要的是压力传导、流体传导以及热传导。因此在实验过程中,应当正确理解三者之间的关系,以及对回灌工程的设计非常重要。在这三者之中,压力传导的界面是运动最快的,主要是因为流体分子的能量传递,在短短几天的时间内就可以快速达到开采井,化学界面的运动要慢于压力传导,主要是因为回罐物质分子的运动一般需要几个星期才能夠到达开采井,温度界面的运移是最慢的,因为回灌水在其运行过程中会逐渐被加热。
在回灌工程设计过程中非常重要的内容就是避免回灌水过快地到达开采井,从而引起开采井温度的降低,反之如果回灌井距离开采井过远就不能保持热储压力。地热回灌是高度依赖场地的,也就是说每一个回灌工程之间会因为开采井与回灌井之间的地质条件不同,而存在差异性。因此在生产之前必须对回灌井进行实验研究,并且对回灌实验过程中进行示踪实验,研究回灌水在储层中的运行规律对稳定热储压力有着非常重要的作用。
3.2回灌效果的监测与研究
为了能够有效提高回灌的效果,及时发现在回灌过程中的不利影响因素,需要对整个回灌进行严格监测。对于回灌井要观察回灌井的水量、水温以及井口压力,对于开采井要不断监测开采量以及出水量,同时还需要监测示踪剂的浓度,另外还需要对周围的地热井进行监测,除了正常的检测之外,还需要对水样中的示踪剂浓度进行监测,当回灌停止之后,应当隔一段时间对回灌井和开采井内的温度进行监测,这样可以明确观察回灌井在停止回灌之后的温度情况。
4建议
地热资源作为一种新型的矿产能源,资源分布较广且非常容易开采的特点,但是只有在科学合理开采的前提下,地热资源才能够实现可再生开采结合我国地域的资源开发利用现状,在不断提高地热资源勘查力度的同时需要对各种地热资源进行深入研究,发挥地热泵技术的优势,开展地热资源的综合利用,重视油气区地热资源的利用,充分利用油气废气和油气田产水井,加大对高温地热能源的合理开发利用,对于增强型地热系统,应当采取相应的技术力量在有利区域内开展测试技术探索,此外在开发利用地热资源的同时,有必要加强地热回灌以及防腐措施的研究从而促进了地热资源的可持续化发展。
5结束语
综上所述,地下热水的连续高效回灌能够有效提高地热储层的开采效率,然而在实际运行过程中,地下热水的高效回灌一直是一项重要的研究内容,为了能够实现地热资源的可循环开发,减缓地热尾水对于周围自然环境的污染,地下热水人工回灌是重要的技术手段,但是我国很多地热储层在持续运行过程中会发生不同的问题,因此需要采取相关措施进行有效控制,才能够有效提高地热资源的开采效率。
参考文献
[1]吕灿.超深层孔隙型热储地热尾水回灌堵塞机理[J].城市建设理论研究(电子版),2017:186.
[2]提高砂岩热储层地热尾水回灌率的研究[J].科技导报,2013:10.
[3]雷海燕,朱家玲.孔隙型地热采灌开发方案的数值模拟研究[J].太阳能学报,2010:111-116.