山东鲁西北地区东营组砂岩热储及流体化学特征

鲁西北地热区莫霍面埋藏较浅,具有较高的热流值和富水性较强的含水层,是山东省地热资源开发潜力最大的地区,热储主要为层状热储,地温相对于其它地热区均匀。鲁西北地区东营组主要发育泥岩、细砾岩、砂岩等,沉积厚度受基底起伏和区域构造的控制。研究表明,鲁西北地区东营组砂岩热储表现为自西向东、自南向北变厚趋势;鲁西北地区东营组砂岩热储为细粒砂岩、砂砾岩,总的分布规律是在坳陷、凹陷的中心厚度最大,在盆地边缘最薄,分布不稳定。区内东营组热储补给微弱,为难再生资源,水中阴离子以Cl^(-)为主,阳离子以Na^(+)为主,水化学类型为Cl—Na型。

鲁北深部砂岩热储开发地质环境变形效应研究

山东省深部砂岩热储资源丰富,热储开发利用对区域经济社会发展具有重要促进作用。但如果不注重深部热储的适度、有序开发,超出其临界量后可能会引发区域地面沉降等不良地质环境问题,因而,研究深部砂岩热储开发引发的地质环境变形问题意义重大。本文针对山东省鲁北典型深部砂岩热储区热储开采的地质环境影响问题进行深入研究,确定了开采量、开采层位等因素导致的热储层沉降量,分析了热储层沉降对该区地面总沉降的贡献。对深入认识鲁北地区深部砂岩热储的地质环境效应,合理开发深部热储资源提供借鉴与依据。

山东省惠民县淄角地区砂岩热储地热尾水回灌研究

在阐述山东省惠民县淄角地区地热资源开发利用现状及其地热资源类型和主要热储特征的基础上,对本次工作采集的热储岩心测试结果进行分析,研究了热储层岩性、孔隙度、砂岩颗粒直径及渗透性能对回灌的影响。对本次工作开展的砂岩热储地热尾水自然回灌、0.1MPa、0.2MPa、0.3MPa四组定压力回灌试验进行分析,重点针对回灌压力对回灌量的影响进行了研究,为研究区开展地热资源生产性回灌和进一步加快地热回灌的推广提供了参考。

东营市南展区砂岩热储地热回灌量与温度的关系探讨

东营地区地热资源丰富,主要开采层位为新近纪馆陶组、古近纪东营组,热储类型为低温温热水、热水型层状孔隙-裂隙型砂岩热储,地下热水补给条件较差。近年来,随着地热资源的开发利用规模的加大,开采密集地带的热水头明显下降,存在资源枯竭,引发地质环境问题的威胁。采用回灌方式补充地下水源,是实现地热资源可持续利用和地质环境保护的有效措施。为研究该区地热回灌可行性与回灌制约因素,在南展区开展了多次回灌试验,试验表明,该层热储回灌空间大,回灌条件较好,压力对回灌效果影响明显,回灌水体温度对回灌效果影响较大。利用回灌量与回灌水头之间的影响关系,模拟计算不同温度下回灌水头的变化情况,探讨了回灌量与回灌水体温度的影响关系,对回灌研究具有一定的指导意义。

采暖尾水回灌对砂岩热储地温场的影响——以鲁北地区为例

为保证地热资源可持续开发利用,深入开展回灌工程采灌井合理井距研究、防止短时间内发生热突破是地热领域的重大关切。本文根据全井段测温结果,对砂岩热储不同采灌工程地温场变化特征进行了分析。研究表明:随着回灌年度的增加,冷水范围越来越大,热量对回灌井有效补给路径变长,回灌井热储段温度曲线波动幅度越小;当采灌井距较小、底部温度相对较低时,回灌冷水会对开采井造成影响,致使开采井热储温度降低;在回灌初期热对流在热量恢复中占主导作用,随着回灌年数的增加,冷水范围越来越大,热对流对温度场恢复的作用逐渐减弱,周边和相邻隔水层热传导在温度恢复中的作用越来越显著,温度恢复越来越慢,因此,在规模化回灌条件下,热突破是必然的。

鲁北地区砂岩热储地热尾水回灌地温场变化特征分析

本文通过对德州水文家园砂岩热储地热回灌井全井段温度监测,在深度上分为5个区段论述了地温场的变化特征,重点对热储温度恢复的热量来源进行了分析。研究结果表明,在规模化生产性回灌时,低温地热尾水回灌会使得回灌井周边热储温度明显降低,并且恢复速率特别缓慢;通过定性分析和定量计算,认为大地传导热流和顶部地层传导热流在热储温度恢复中的作用极其微弱,而外围同层相对高温地层传导的热量和地热水流动带来的热量是其温度恢复的主要热量来源。基于该研究结果,在规模化回灌条件下,发生热突破是必然的,因此深入开展回灌工程采灌井合理井距研究、防止短时间内发生热突破是非常有必要的。

砂岩热储回灌对储层影响评价——以鲁西北坳陷地热区为例

地热流体经供暖利用后尾水温度降低,经过滤、排气处理后的尾水中仍含有不同粒径的悬浮物、气体,因此回灌不可避免的会对储层造成负面影响,如堵塞储层导致回灌量衰减、热储温度降低甚至产生热突破等,这严重阻碍了地热回灌的长期可持续运行。评价回灌对储层的影响,对下一步全面推进、科学回灌及合理可持续开发利用、保护地热资源具有重要意义。本文以近几年鲁西北坳陷区开展的馆陶组热储回灌试验为基础,设立了一套评价指标,即用回灌前、后水质的变化率评价回灌对热储流体的影响,温度的变化率评价回灌对热储温度的影响,单位涌水量变化率、渗透系数的比值和单位回灌量比值评价回灌堵塞程度并确定了分级标准。评价结果表明,回灌不会改变储层流体的化学类型;回灌堵塞主要发生在回灌井周围,相比回灌前,回灌后回灌井的单位涌水量降低14.3%~59.0%、渗透系数为原来的41%~86%,末期单位回灌量为初期回灌量的51%~92%,回灌堵塞程度为轻度到严重。采灌井距180~500m,历经一个供暖季回灌对热储温度的影响较小,但回灌导致回灌井周边热储温度明显降低,历经一个非回灌期224d,从35.7℃恢复到40.53℃,恢复速率为0.036~0.022℃/d,还需658d才能恢复到原热储温度(55℃)。本区热储水位仍呈下降趋势,但回灌可延缓热储水位的下降速度。

山东省砂岩热储地热资源开发利用模式探讨

通过对山东省砂岩热储地热资源、开发利用现状及存在问题的分析,结合社会、经济、环境效益及清洁能源应用需求,提出了地热供暖、梯级利用、多级取热、尾水回灌为适合山东省砂岩热储地热资源合理开发、高效利用及采灌均衡可持续开发利用模式。以此模式建立的山东省首个砂岩热储地热回灌示范工程——德州市水文家园,示范效果良好,促进了山东省鲁北地区地热供暖产业的持续健康发展,实现了社会、经济、生态环境的共赢。

鲁北砂岩热储地热尾水回灌试验研究

山东省鲁北平原蕴藏有丰富的地热资源,目前得到广泛开发利用的热储为新近纪馆陶组热储与古近纪东营组热储,热储类型为沉积盆地型碎屑岩孔隙—裂隙热储,天然状态下,该类热储中的地热流体基本上处于静止状态,补给极其微弱,地热流体的大量开采造成了热储压力的急剧下降,回灌成为了维持热储压力的必要措施。针对该类热储,国内外进行了大量的回灌试验研究,总体回灌效果不佳,并将原因归结于回灌时热储的堵塞。该文在分析研究区内多次回灌试验成果的基础上,提出了砂岩热储回灌的不同机理,认为合理地布置开采井与回灌井之间的距离,促使开采井与回灌井之间形成水力循环,是解决砂岩热储中回灌难问题的关键。

回灌水温对砂岩热储回灌效果的影响分析——以德州市地热田馆陶组热储为例

根据砂岩孔隙型热储地热流体回灌试验中不同尾水温度与回灌量、回灌水位之间的关系,研究了相同回灌量条件下尾水温度对回灌效果的影响,并通过消除回灌尾水温度对井筒存储效应的影响,将回灌时水位升幅的观测值校正为同一温度下的真实水位升幅,从而对不同温度尾水回灌的渗透性能进行了分析。

德州市德城区砂岩热储地热资源开采对地面沉降的影响

德城区是鲁西北砂岩热储地热资源开采的主要地区,地热水开采是否对地面沉降造成影响尚未开展研究,这将直接影响地方政府对地热资源开发的决策及规范管理。根据土体固结理论,在相同固结条件下,同等水位降幅,热储层有效应力增量占该层自重应力的比值远低于深层地下水开采层有效应力增量占该层自重应力的比值。结合钻孔资料,认为该区热储层为泥质胶结,属半成岩状态,其可压缩性远低于深层地下水开采层。结合该区地热资源开采政策,通过分析已有的分层标监测数据,发现在现状开采条件下,该区砂岩热储地热水开采对地面沉降的影响不显著。

东濮凹陷西斜坡带优质砂岩热储特征研究

东濮凹陷西斜坡带新近系明化镇组砂岩热储地热井,存在出砂严重和回灌困难的问题.为了弄清东濮凹陷西斜坡带优质砂岩热储层地热地质特征,综合考虑构造、储层和地温情况,开展区域构造、地温场分布规律及热储精细解剖研究,优化探井设计.研究表明,东濮凹陷西斜坡带新近系构造稳定,馆陶组底板埋深2000~2200 m,优质砂体发育在馆陶组下部1800~2200 m,温度65℃以上,热储物性较好,具备地热资源开发潜力.东濮凹陷西斜坡带长垣地区优化部署的馆陶组砂岩热储地热井试水结果与预测一致,进一步证实了东濮凹陷西部斜坡带的地热勘探开发潜力.

冀中馆陶组砂岩热储开发采灌试验研究

砂岩孔隙热储100%回灌难度大,亦为世界性难题。冀中某地上第三系馆陶组砂岩热储出水量大,水温高。为实现经济可持续开发,确定热储层水力连通性、单井采灌速度、井网井距、回扬及回灌制度等地热开发参数,设计了4口井的单井抽水试验及89d的大型井组间采灌试验。试验结果为进一步的开发方案运行提供了方法及数据支撑,对同类型热储开发借鉴意义大。经计算研究区馆陶组热储层渗透系数为0.33~0.5m/d,导水系数为19.95~40.30m^(2)/d,贮水系数为(7.41~9.85)×10^(-5);根据抽水试验水位降深关系确定地下水力连通性最好的方向为东北至西南;单井采灌速度建议控制在50~60m^(3)/h;热储层在1800m左右存在高渗层,热水井距布设至少应在400m以上;回扬制度推荐选择大排量+中排量+小排量,回灌制度推荐选择小排量+中排量+大排量。

中深层砂岩热储层高效回灌研究

当前,地热能供暖是我国北方地区重要的清洁供暖方式。地热回灌技术是保障地热田可持续开发、保护地表环境的重要技术手段。该文以河南省兰考地区为例,评价分析其地热回灌性能,根据目前地热回灌情况,剖析造成目前地热回灌效率降低的原因,从完井工艺、地面流程、日常运营等多方面综合研究,提出提高回灌效率的方法。

江苏海安滨海新区砂岩热储回灌试验研究

地热回灌是实现地热资源循环开发利用的重要途径。为提高江苏海安滨海新区地热资源利用率,减缓储层压力下降,减少地热尾水排放引起的环境污染,促进地热资源循环开发利用,在该区开展砂岩热储同层对井回灌试验,分析影响回灌的主要因素,结果该区易于回灌与热储层孔隙度大、渗透率高具有良好的对应,回灌切实可行,为研究区地热资源的可持续开发利用提供依据。

关中盆地山砂岩热储低效井原因分析及对策

关中盆地地热资源丰富,地热资源开发历史悠久,主要开采新近系砂岩热储,该套热储具有平面分布广泛,纵向跨度大,热储层系多,地温梯度高、出水量大等特点。但近年地热开发中出现部分地热井不出水或和邻井相比出水量过低等现象,这些低效井直接影响着地热项目的开发效益。本文针对关中盆地HDYLW项目施工的低效井问题,通过区域地质构造、地层沉积特征,储层物性特征、钻井工程施工等方面进行研究,明确低效井原因,提出相应对策为后期地热井部署、工程施工提供依据。

一种砂岩热储回灌理论在河北省的应用前景分析

对地热井的出水/回灌能力进行评价时,比较成熟的方法相对较少,多数是依照抽水试验资料,进而确定含水层水文地质参数,如渗透系数、导水系数、贮水系数、给水度等。目前国内外的研究中,对于孔隙型热储单井既有抽水试验又有回灌试验的工作和研究较少。我们根据抽水/回灌实验数据的密切相关性,预测了河北省内砂岩热储地热回灌的能力指标,为今后开展回灌工作提供了可靠指导依据。

基于时序参数分析的砂岩热储回灌特征变化研究——以山东临清市为例

为促进山东省临清市地热资源循环利用,开展了地热水回灌工程。针对采暖期前与采暖期两种情形的回灌情况,监测了开采井及回灌井的水量、水温、水位及井口压力等,并基于时序参数分析了回灌能力及最大回灌量、开采井温度场、水质变化和回灌堵塞程度。结果表明:本次施工的回灌井能够满足单井100%回灌,单井自然回灌量可达121~227 m^(3)/h;总体上开采井地热水温度表现为在供暖期上升、供暖末期下降的趋势;由于井位深度差别,在供暖期前后,开采井矿化度比回灌井分别高约45.34%和17.33%;经过一个供暖季的回灌,虽然在回扬过程中渗透系数有一定的改善,但仍由0.7699 m/s降至0.3254 m/s,有明显变小的趋势。

基于层次分析法的地热资源评价体系研究——以河北省曹妃甸地区中深层水热型砂岩储层为例

为定量评价目标区域中深层水热型地热资源品质,以沉积盆地内中深层水热型地热资源为研究对象,以地热资源品质评价为主要内容,深入分析地热地质条件、地热资源量和地热流体质量3个部分。选择对地热资源影响较大的16项指标,使用层次分析法对每项指标进行权重赋值,将中深层水热型地热资源划分为三级7类。Ⅰ级区域为资源优势区,可进行高效开发;Ⅱ级区域为资源富集区,满足工业开发要求;Ⅲ级区域为资源不富集区,最终形成一套可量化评价的资源评价体系,为地热资源是否可进行利用提供数据分析结论。通过河北省唐山市曹妃甸区地热供暖项目的实际应用效果作为案例,验证了评价体系的针对性、实用性。

影响砂岩型热储回灌因素的分析与认识

通过分析地下水分层测试获取的数据,认识到含水层由于受泥质含量、孔隙度、渗透率等因素影响显示各储层的压力有一定差异,指出同一地热井不同含水层之间具有越层补给的现象。分析了越层补给、洗井工艺及钻井液侵入储层因素对回灌产生的影响,提出了实行分层抽采回灌、地热井钻完井及成井工艺精细化作业的建议。