北京小汤山地区地热回灌关键问题的初步研究

发布时间：2020-08-22 22:30

【摘要】：地热回灌是目前世界上认可的实现地热资源可持续开发的重要手段,通过回灌可以“只取热不取水”,不仅保护地热资源,而且缓解水位下降,解决供暖尾水排放及污染问题。从上世纪70年代,北京就开始进行回灌试验,到2000年之后在小汤山推广生产性回灌,取得成功。然而,近几年在长期回灌过程中,我们发现几个关键问题,包括:回灌能力制约因素的问题、回灌对热储影响的问题、回灌能力衰减和堵塞问题和回灌工艺不合理。它们已经成为北京推进地热回灌工作的技术瓶颈。本论文以小汤山地区作为研究区域,通过整理和分析多年来的实际工作资料,对这四个关键问题进行了研究。通过对回灌井成井质量、热储压力和回灌原水等制约回灌能力的因素进行了分析,提出在小汤山地区裸眼段的蓟县系热储层厚度越大,区域热储压力越小,回灌原水温度越低,特殊组分含量越低,回灌能力就会越强。通过动态监测,发现小汤山地区大规模回灌促使蓟县系热储水位的下降速度明显减缓,2005-2007年还连续三年出现小幅抬升;回灌造成回灌井周边热储温度呈现下降趋势,但还没有影响到开采井的热储温度,不会形成“热短路”。文章通过采用“水量均衡法”和“动态相关法”,对小汤山地区蓟县系热储的天然补给量进行了拟合预测,首次提出保持灌采平衡的条件是蓟县系热储净开采量小于222万m3/a。通过检测分析,认为回灌衰减和堵塞的主要原因是供暖尾水在回灌井内发生腐蚀结垢,经过实践,提出地面灌酸、压风机洗井和加压回灌是低成本解决回灌衰减和堵塞的有效措施。另外,通过对现有回灌工艺进行分析,对回灌井设计、加压回灌、回扬检测、温度场监测和井口装置等方面提出改进措施。文章最后建议尽快建立回灌数值模型,为政府主管部门提供技术支持,深入研究地热回灌衰减和堵塞的理论基础,找到科学合理的处置方法和防治措施,同时,完善地热回灌监测系统,加强监测设施的改进和资源管理,确保监测资料的完整性和准确性。
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P314

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