地壓型熱儲回灌堵塞機理及其防治研究——以咸陽城區(qū)為例.pdf

1、地下熱水人工回灌是實現地熱能源、水資源可持續(xù)循環(huán)利用的必然途徑,而堵塞是制約地下熱水人工回灌的瓶頸問題。若要實現循環(huán)利用的目的,就必須在地下熱水回灌堵塞機理研究中有所突破。而地下水尤其是熱儲流體回灌堵塞機理研究由于其影響因素的復雜性及多變性,至今熱儲流體回灌堵塞機理仍是尚未攻克的世界性難題。本文以全國地熱城咸陽城區(qū)熱儲回灌為例,在巖心礦物及其物性分析、懸浮物粒徑特征及礦物成分分析、室內回灌模擬實驗、PHREEQC軟件模擬、回灌前后水質對

2、比、氣體與微生物分析及現場實證等結果的基礎上,分析熱儲回灌過程中的堵塞機理。討論各堵塞影響因素及其堵塞程度隨時空的變化規(guī)律,研究熱儲回灌過程中堵塞機理。進而為咸陽城區(qū)地熱回灌防治堵塞提供理論依據,并試圖為地壓型熱儲回灌堵塞機理研究提供參考和思路。
　　研究結果表明:研究區(qū)內造成堵塞的因素主要有物理堵塞、化學堵塞、氣體堵塞、微生物堵塞及復合堵塞。其中物理堵塞主要由懸浮物堵塞、顆粒運移及粘粒膨脹引起。巖心總體滲透率先急劇下降,后變?yōu)榫?/p>

3、慢下降。懸浮物堵塞程度隨溫度和壓力的升高而加劇,且回灌介質表面堵塞程度巖心較內部嚴重。A、B兩塊巖心安全流量分別為0.75mL/min、4mL/min,并據此計算研究區(qū)各井單位時間內的最大允許回灌量。將不同礦化度的尾水通過巖心流動儀器,發(fā)現巖心滲透率并未發(fā)生較大變化,因此回灌中粘土膨脹致堵不明顯。
　　以熱儲流體水文地球化學理論模擬與室內回灌堵塞模擬實驗相結合,通過PHREEQC軟件模擬地熱水由熱儲層—抽水井—管道輸送—回灌井—熱

4、儲層過程中礦物溶解沉淀規(guī)律,并結合室內模擬回灌實驗結果及研究區(qū)現場實證。得出地熱水由于環(huán)境改變而結垢或溶解的規(guī)律,在抽水—輸送—回灌每個過程中都有結垢現象發(fā)生,且結垢礦物有所區(qū)別,特殊的是方解石的結垢貫穿始終。氣體堵塞程度隨溫度及壓力的增加而加劇。研究區(qū)內微生物堵塞主要由腐生菌、鐵細菌和硫酸鹽還原菌引起。文中對研究區(qū)的復合堵塞機理進行分析,回灌井內主要為化學—微生物—物理型復合堵塞,回灌熱儲層內復合堵塞以化學—物理—氣體類型為主。研究區(qū)