牛驼镇地热田地热尾水回灌试验研究和推广

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1、牛驼镇地热田地热尾水回灌试验研究和推广　　摘要：河北省固安县牛驼镇构造位于冀中台陷内的牛驼断凸的中东部，牛驼镇地热田基岩热储具有埋藏浅、温度高、水量大、水质好等特点，随着牛驼镇一带地热开发规模不断扩大，地热田基岩热储水位，正以每年约4m的速率下降，对地热资源的保护和可持续利用构成威胁，地热尾水回灌是保护地热资源、延长地热田使用寿命和防止环境污染的有效措施。牛驼镇地热田地热尾水回灌试验分为4个阶段总计用时1248小时，回灌水温小于42℃，回灌总量82969.99m3。本次回灌试验对同类型地热田可持续开发利用和保护具有重要的指导意义。关键词：牛驼镇；基岩热储；回灌试验。

2、中图分类号：P314文献标识码：A文章编号：引言随着经济发展，固安县牛驼镇蓟县系基岩热储开发规模不断扩大，目前已有地热井30多眼，地热资源的开发利用，取得了较好的经济效益、社会效益和环境效益，已成为当地人民政府招商引资的载体。然而，随着地热资源量的不断开采，基岩热储水位且呈现明显下降趋势，实施回灌是目前对地热资源保护最有效的方法。51、地质背景1.1构造特征回灌工作区构造位置处于冀中坳陷内的廊固凹陷东北部，东北为大厂凹陷，西侧为大兴凸起，南为牛驼镇凸起，东侧为霸县凹陷。1.2地层抽水井及回灌井揭露地层由新至老为：第四系、新近系、寒武系、青白口系和蓟县系地层。开采井与

3、回灌井地层对比详见表1。表1回灌试验开采井、回灌井地层情况一览表2、回灌热储层特征回灌试验热储层为蓟县系岩溶裂隙热储，该热储为区域性热储层，岩性为灰白、灰褐色白云岩、燧石条带白云岩，性硬脆，岩溶裂隙较发育，富水性好，井口温度86～90℃，单井出水量104.8～145.2m3/h，单位涌水量4.048～6.23m3/h.m。热储平均孔隙度1.24%。水化学类型为Cl—Na型水，矿化度2.793～2.94g/L，PH值7.13～7.71。3、回灌试验工艺流程5整个回灌试验工程系统分为提水设备部分，回灌净化部分，回灌数据监测仪器仪表部分，回灌水降温部分及电气与自控部分。其

4、中，提水设备部分为深井热水潜水泵；回灌净化部分包括排气罐、消气器及全自动过滤器；回灌数据监测仪器仪表部分包括温度计、压力表、电磁流量计；回灌水降温部分为管道焊接的散热器；电气与自控部分主要为深井泵电控柜及配电装置。本次回灌工艺流程见图1。图1回灌工艺流程图4、回灌试验数据分析回灌试验历时52天，完成了4个阶段的回灌试验，取得了本次蓟县系热储一采一灌无压持续回灌试验的有关回灌量的数据。本次回灌试验累计回灌时间1248个小时，总回灌量82969.99m3，回灌试验采取四个阶段逐级增加回灌量的方式进行，回灌水温维持在34～42℃之间。回灌试验过程中，第三阶段（稳定960个

5、小时），回灌水温38℃，抽水井的水温维持在84℃，5第四阶段（稳定273个小时），回灌水温42℃，抽水井的水温维持在85℃，抽水井水温不受回灌水温影响；回灌试验前，抽水井静水位（热水头）为48.76m，回灌井静水位66.37m；回灌试验过程中，抽水井与回灌井在定流量情况下动水位基本处于稳定状态；回灌试验结束后，抽水井静水位（热水头）为49.17m，同回灌前基本一致。通过以上数据可以看出，抽水井在回灌试验前后，热储层压力基本稳定；回灌试验过程中，抽水井的水位、水量及水温未观测到受回灌影响的变化。四个阶段试验数据见表2。表2开采井与回灌井试验数据对比表回灌试验结果表明,

6、研究区回灌井的回灌能力较强（推算单井最大瞬时回灌量为113.43m3/h），并可以实现一采一灌的无压回灌模式。各观测孔的水位主要受回灌井回灌量的影响，受开采井开采量影响不明显，回灌对热储层的压力产生了影响；回灌试验过程中，抽水井的水位、水量及水温均未观测到受回灌影响的变化。表明回灌井和观测井之间热储层的岩溶裂隙连通性相对较好。由此可见，本区蓟县系岩溶裂隙热储层内地热流体的运移是个复杂的过程，同时也进一步证明了地热回灌的可行性，回灌水温不会在短时间内到达开采井并形成热突破。5、地热尾水回灌推广前景5通过本次回灌试验，取得了牛回1井在自然无压状态下的试验最大回灌量83.

7、15m3/h，验证了在牛驼镇地热田内，蓟县系铁岭组及雾迷山组岩溶裂隙热储的回灌能力。牛驼镇地热田2000～3000m雾迷山组热储面积732.5km2、奥陶+寒武+青白口+蓟县系铁岭组热储面积176.2km2；河北省基岩热储地热资源丰富，在涿州、容城、高阳、河间、献县、辛集、新河、衡水、广宗地热田或地热异常区内，均有蓟县系热储分布，在唐海、大成、青县、新村、无极、前磨头、枣强、故城地热田或地热异常区内，均有寒武－奥陶系热储分布，在以上区域均可进行地热尾水回灌。但是，不同的地区由于沉积环境的不同，地层岩性的不同，裂隙、溶隙及溶洞的发育程度不同，回灌条件及回灌能力的差