地壓型熱儲(chǔ)回灌堵塞機(jī)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(shí)現(xiàn)地?zé)崮茉?、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(shí)現(xiàn)循環(huán)利用的目的,就必須在地下熱水回灌堵塞機(jī)理研究中有所突破。而地下水尤其是熱儲(chǔ)流體回灌堵塞機(jī)理研究由于其影響因素的復(fù)雜性及多變性,至今熱儲(chǔ)流體回灌堵塞機(jī)理仍是尚未攻克的世界性難題。本文以全國(guó)地?zé)岢窍剃柍菂^(qū)熱儲(chǔ)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(nèi)回灌模擬實(shí)驗(yàn)、PHREEQC軟件模擬、回灌前后水質(zhì)對(duì)

2、比、氣體與微生物分析及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)證等結(jié)果的基礎(chǔ)上,分析熱儲(chǔ)回灌過程中的堵塞機(jī)理。討論各堵塞影響因素及其堵塞程度隨時(shí)空的變化規(guī)律,研究熱儲(chǔ)回灌過程中堵塞機(jī)理。進(jìn)而為咸陽城區(qū)地?zé)峄毓喾乐味氯峁├碚撘罁?jù),并試圖為地壓型熱儲(chǔ)回灌堵塞機(jī)理研究提供參考和思路。
　　研究結(jié)果表明:研究區(qū)內(nèi)造成堵塞的因素主要有物理堵塞、化學(xué)堵塞、氣體堵塞、微生物堵塞及復(fù)合堵塞。其中物理堵塞主要由懸浮物堵塞、顆粒運(yùn)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(zhì)表面堵塞程度巖心較內(nèi)部嚴(yán)重。A、B兩塊巖心安全流量分別為0.75mL/min、4mL/min,并據(jù)此計(jì)算研究區(qū)各井單位時(shí)間內(nèi)的最大允許回灌量。將不同礦化度的尾水通過巖心流動(dòng)儀器,發(fā)現(xiàn)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(chǔ)流體水文地球化學(xué)理論模擬與室內(nèi)回灌堵塞模擬實(shí)驗(yàn)相結(jié)合,通過PHREEQC軟件模擬地?zé)崴蔁醿?chǔ)層—抽水井—管道輸送—回灌井—熱

4、儲(chǔ)層過程中礦物溶解沉淀規(guī)律,并結(jié)合室內(nèi)模擬回灌實(shí)驗(yàn)結(jié)果及研究區(qū)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)證。得出地?zé)崴捎诃h(huán)境改變而結(jié)垢或溶解的規(guī)律,在抽水—輸送—回灌每個(gè)過程中都有結(jié)垢現(xiàn)象發(fā)生,且結(jié)垢礦物有所區(qū)別,特殊的是方解石的結(jié)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(nèi)微生物堵塞主要由腐生菌、鐵細(xì)菌和硫酸鹽還原菌引起。文中對(duì)研究區(qū)的復(fù)合堵塞機(jī)理進(jìn)行分析,回灌井內(nèi)主要為化學(xué)—微生物—物理型復(fù)合堵塞,回灌熱儲(chǔ)層內(nèi)復(fù)合堵塞以化學(xué)—物理—?dú)怏w類型為主。研究區(qū)