聊城市地熱回灌試驗工作方案改

1、1 / 43 文檔可自由編輯打印目目 錄錄1 1 概況概況 .1 11.1 試驗意義.11.2 目標、任務.31.3 時間安排.42 2 區(qū)域地質(zhì)背景區(qū)域地質(zhì)背景.5 52.1 自然經(jīng)濟地理.52.2 氣象水文資源.62.3 地質(zhì)構(gòu)造條件.72.4 區(qū)域地層條件.82.5 區(qū)域水文地質(zhì)條件.22.6 區(qū)域地熱地質(zhì)條件.43 3 以往地熱及回灌工作研究程度及現(xiàn)狀以往地熱及回灌工作研究程度及現(xiàn)狀.5 53.1 地熱地質(zhì)工作研究程度.53.2 地熱資源開發(fā)利用管理現(xiàn)狀.63.3 國內(nèi)外地熱回灌研究工作程度及現(xiàn)狀.74 4 地熱資源特征地熱資源特征 .10104.1 地熱井所處構(gòu)造部位.104.2 地

2、層特征.114.4 試驗井概況.124.4 熱儲層組劃分及其水文地質(zhì)特征.144.5 地熱水水質(zhì)分析成果.144.6 地熱資源類型.154.7 地熱回灌條件分析.155 5 回灌實施方案回灌實施方案 .16165.1 技術(shù)路線.165.2 技術(shù)方法.166 6 主要實物工作量主要實物工作量 .23237 7 經(jīng)費預算經(jīng)費預算 .24248 8 預期提交成果預期提交成果.24249 9 附件：地熱井回灌實驗控制方案附件：地熱井回灌實驗控制方案.25259.1 客戶現(xiàn)狀及需求.259.2 系統(tǒng)解決方案.281 / 43 文檔可自由編輯打印1 概況概況1.1 試驗意義聊城市位于北緯 35473702

3、和東經(jīng) 1151611632之間，總面積 8715km2。實驗區(qū)范圍為東昌府轄區(qū)內(nèi)地熱開采區(qū)，東昌府位于北緯 36163642和東經(jīng) 1153911608之間，總面積 1254 km2?；毓嘣囼灣醪綌M定在東昌府濱河花園地熱開采井，試驗位置見圖 1。地熱回灌就是把地熱廢水、常溫地下水、地表水甚至污水灌入熱儲層中，其目的包括以下幾個方面。第一是為了對地熱廢水進行處理。地熱廢水的溫度一般高于環(huán)境溫度，其中通常含有較高的鹽份和一些特殊組分，有些化學組分是有毒有害的。因此，地熱廢水的直接排放可能對環(huán)境造成熱污染和化學污染。第二是為了改善或恢復地熱田的產(chǎn)熱能力。地熱田中的地熱能一部分儲存在其中的熱流體中，

4、而絕大部分儲存在巖石骨架中。通過把溫度較低的水注入熱儲層中，經(jīng)過加熱后在抽取出來，就可能提高地熱田的利用效率。此外，回灌的目的還在于保持熱流體的壓力，維持熱田的開采條件。一般來說，由于地熱的開發(fā)利用，儲層的流體壓力會降低，如果開采量過大，使補給和開采失去平衡時，儲層的壓力會持續(xù)降低，使熱田的生產(chǎn)能力降低，甚至喪失生產(chǎn)能力和引起地面沉降。通過回灌可以維持或恢復儲層壓力，穩(wěn)定地熱資源的開采條件，預防地面沉降的發(fā)生。在最早的回灌工程中，其目的主要是處理地熱廢水，但是后兩個方面的目的在近年來得到了越來越高的重視。目前，國內(nèi)外地熱尾水回灌技術(shù)已廣泛應用于地熱開采，不但減少2 / 43 文檔可自由編輯打印

5、圖圖 1 地熱回灌試驗區(qū)位置圖地熱回灌試驗區(qū)位置圖3 / 43 文檔可自由編輯打印了地表環(huán)境污染，真正做到了綠色環(huán)保，還循環(huán)利用了地熱水資源，減少了地質(zhì)環(huán)境問題。各地的地熱回灌也都是在進行地熱尾水回灌試驗研究的基礎(chǔ)上開展的，因為地熱尾水回灌需要掌握當?shù)氐幕毓嗟貙訔l件，了解回灌是可能否淤堵或溶蝕含水地層、回灌的經(jīng)濟可行性、建立回灌模式等。但是我省的地熱回灌工作尚未真正開始，主要原因之一就是缺少指導性的試驗工作和缺少地熱回灌的成功模式。為此，聊城市政府、國土資源局以保護地質(zhì)環(huán)境為大局，以科學合理持續(xù)開發(fā)地熱資源為基本目的，及時開展地熱尾水回灌試驗研究工作，將為本區(qū)“資源開發(fā)與環(huán)境保護并重”的管理工

6、作提供依據(jù)。將為全省開展這項工作提供示范。究其意義主要有以下幾點：1、避免地表環(huán)境的熱污染和水化學污染；2、避免因開采地熱水引發(fā)的地面沉降；3、減少水頭損失，平衡地層壓力，保持地熱開采條件穩(wěn)定；4、增大熱儲層吸熱能力。把溫度較低的水灌入熱儲層中是一項非常復雜的技術(shù)。如果回灌井的位置過近或回灌量過大，可能引起熱儲的冷卻，降低開采井的出水溫度或產(chǎn)汽量；如果采用的回灌工藝存在問題，回灌井的回灌能力可能逐漸降低，甚至最后喪失回灌能力。為了研究回灌的效果，還需要對熱田進行全面的監(jiān)測工作。1.2 目標、任務本次地熱回灌試驗的主要目標：通過地熱地質(zhì)條件的調(diào)查、地熱尾水回灌試驗、動態(tài)監(jiān)測和綜合研4 / 43

7、文檔可自由編輯打印究，提交地熱回灌研究報告，為科學合理開采管理地熱資源提供依據(jù)。主要任務：（1）對地熱回灌條件進行調(diào)查，選定試驗場地和井孔；（2）調(diào)查不同開發(fā)利用形式的生產(chǎn)工藝流程，了解各生產(chǎn)環(huán)節(jié)的水溫水質(zhì)變化，合理制定回灌時間和回灌量；（3）施工建設(shè)地熱回灌試驗設(shè)施，建設(shè)地熱尾水集中收集、井口回灌、回揚等裝置；（4）研究回灌方案，編制自動回灌程序軟件，進行自動智能回灌試驗，抽水試驗，求取地層水文地質(zhì)參數(shù)及其變化，計算回灌影響半徑；（5）建設(shè)自動化遠程監(jiān)控裝置，監(jiān)測開采回灌過程中水位、水壓、水溫、水量變化。對地熱原水、尾水、回灌區(qū)熱水的水質(zhì)進行動態(tài)分析，掌握動態(tài)變化規(guī)律；（6）統(tǒng)計計算回灌成本

8、與收益，進行經(jīng)濟分析；（7）進行綜合分析研究，得出試驗結(jié)論，提交地熱回灌試驗研究報告。（8）編制地熱回灌技術(shù)規(guī)范。開展聊城市地熱尾水回灌試驗研究，為科學合理開采地熱資源提供依據(jù)。1.3 時間安排該項目計劃 20092010 年內(nèi)完成，具體時間安排如下2009 年 1 月3 月份完成資料的收集及設(shè)計的編寫、審查等；5 / 43 文檔可自由編輯打印2009 年 4 月份完成區(qū)域地熱井調(diào)查，回灌井的調(diào)查、井的資料的收集、井的確定等；2009 年 5 月6 月份完成個月內(nèi)完成項目的實施方案設(shè)計編制、完善、審定等工作；2009 年 79 月份完成井口試驗裝置研制安裝調(diào)試工作2009 年 10 月2010

9、 年 3 月份完成回灌試驗2010 年 36 月資料整理、綜合分析、工作總結(jié)報告編寫。2010 年 610 月編制地熱回灌技術(shù)規(guī)范。2 區(qū)域地質(zhì)背景區(qū)域地質(zhì)背景2.1 自然經(jīng)濟地理聊城市地處經(jīng)濟發(fā)達的山東省西北部，位于北緯 35473702和東經(jīng) 1151611632之間，南北直距 138 公里，東西直距114 公里。市境地處黃河沖擊平原，除東阿縣沿黃河一帶有 10 座剝蝕的殘山外，皆為黃河沖積平原。地勢自西南向東北逐漸傾斜，莘縣西南部最高，海拔 49 米；高唐縣的東北部最低，海拔 27.5 米。由于歷史上黃河多次在聊城改道泛濫，形成了高坡、洼地相間的微地形起伏地貌?？偯娣e 8715 平方公里

10、，總?cè)丝?557.52 萬人，人口密度每平方公里640 人。下轄 126 個鄉(xiāng)、鎮(zhèn)、辦事處，6516 個村委會。2001 年末，全市企業(yè)單位 1219 個，事業(yè)單位 1481 個，機關(guān)單位 1010 個，全部單位在崗職工人數(shù)為 325020 人。聊城是國家歷史文化名城，自然資源與人文景觀相互交融形成了豐富的旅游資源。名勝古跡 2700 多處，有旅游開發(fā)價值的景觀有 470 多處。國家級重點文物保護單位 3 處，省級重點保護單位 15 處，特別是聊城城區(qū)獨具“江北水城”特色，素有“中國北6 / 43 文檔可自由編輯打印方的威尼斯”之稱。聊城交通發(fā)達，京九鐵路、邯濟鐵路、濟館高速公路在此交匯，是連

11、接東西南北的重要交通樞紐。聊城鐵路編組站是京九線上的 4 大編組站之一。近年來經(jīng)濟發(fā)展較快，地熱熱開發(fā)量逐漸加大。2.2 氣象水文資源屬于暖溫帶季風氣候區(qū)，半干燥大陸性氣候。氣候適宜，光照充足，全年光照時數(shù)在 2463.02741.8 小時之間，全市平均氣溫 12.813.4，全年降水量為 567.7637.3 毫米，年均相對濕度為 5668%，無霜期 200 天左右，多南風和偏南風。聊城“江北水城”是長江以北一座獨具魅力的北方水城。聊城城市建成區(qū) 43 平方公里，湖河水域面積多達 13 平方公里，占整個城市建成區(qū)的 1/3。全市流域面積在 30 平方公里以上的河流有 23 條，流域面積在 1

12、00 平方公里以上的河流有 3 條。中華母親河黃河在聊城市境內(nèi)蜿蜒 130 多公里；馬頰河、徒駭河、渭河、趙王河等市內(nèi)主要河流縱橫交錯，形成了獨特的水系。市區(qū)內(nèi)有我國北方最大的城市湖泊東昌湖，水面總面積近 5 平方公里；著名的京杭大運河自南向北穿越而過，形成“城在水中，水在城中，城中有湖、湖中有城、城河湖一體”的獨特城市風貌，被譽為“江北水城”。聊城市資源物產(chǎn)豐富，可利用地表水資源多年平均總量為 454.86億立方米，過境黃河水資源 420.3 億立方米，地下水資源可利用量 9.51億立方米。煤、石油、天然氣、石灰石、石膏、鐵等地下礦藏豐富,地熱資源尚待規(guī)模性開發(fā)。7 / 43 文檔可自由編輯

13、打印2.3 地質(zhì)構(gòu)造條件全市地質(zhì)構(gòu)造屬華北地臺()的一部分，聊考斷裂帶又將全市分為2 個二級構(gòu)造單元，其西部為遼冀臺向斜(1)，東部為魯西臺背斜(2)。遼冀臺向斜中有 2 個三級構(gòu)造單元，即臨清坳斷區(qū)(1)和內(nèi)黃隆斷區(qū)(2)；魯西臺背斜中有 1 個三級構(gòu)造單元，即茌平坳斷區(qū)(3）。其次，自西向東又分 7 個四級構(gòu)造單元：館陶凸起區(qū)(1)、臨清凹陷區(qū)(2)、新集凸起區(qū)(3)、莘縣凹陷區(qū)(4)、桑阿凸起區(qū)(5)、陽谷凸起區(qū)(6)、東阿凹陷區(qū)(7)。區(qū)內(nèi)分布許多斷裂，其走向一般呈北東向。較大的斷裂為聊考大斷裂，其次有冠廣斷裂、冠縣斷裂、堂邑斷裂、聊城斷裂、茌平斷裂、東阿斷裂、館陶斷裂、馬陵斷裂，另外

14、還有許多小斷裂。聊考斷裂，北自茌平，南至河南蘭考，全長 270 公里，市內(nèi)長度110 公里，是市內(nèi)遼冀臺向斜與魯西臺背斜的分界線，同時控制著市內(nèi)第三系的發(fā)育及構(gòu)造形態(tài)的發(fā)展。冠廣斷裂，西自冠縣，穿過聊考大斷裂，東至廣饒，全長 290 公里，市內(nèi)長度約 100 公里。該斷裂北盤下降，南盤上升。冠縣斷裂，北自臨清石槽，南至冠縣梁堂，與冠廣斷裂相交，全長約 60 公里，其北端是臨清凹陷與新集凸起的分界線，南端是臨清凹陷與桑阿凸起的分界線。堂邑斷裂，自莘縣董杜莊向西北延伸，經(jīng)過堂邑，至博平與聊考大斷裂相交，全長約 73 公里，其南盤為下降盤。聊城斷裂，其東北在聊城交于聊考大斷裂，西南在莘縣河店交于堂邑

15、斷裂，全長約 40 公里，是北盤為下降盤的斷裂。茌平斷裂，為東盤下降的斷裂。其北自茌平王老，南至陽谷七級，全市約 55 公里。東阿斷裂，位于市內(nèi)最東部，是西盤下降的斷裂。其北自東阿高集，南至陽谷張秋，全長約 50 公里。館陶斷裂，位于市內(nèi)最西部，該斷裂將北館陶構(gòu)造一分為二，使斷裂帶兩側(cè)孔店組地層與奧陶紀灰?guī)r接觸。馬陵斷裂呈北西走向，全長約 15 公里，北東為下降盤。該斷裂帶是臨清凹陷與河南內(nèi)8 / 43 文檔可自由編輯打印黃隆起的分界線，見圖 2。2.4 區(qū)域地層條件自晚第三紀以來普遍接受了上第三系和第四系的沉積，主要為黃河泛濫沖擊物和洪積物，除東阿沿黃河艾山、香山、魚山、關(guān)山一帶不足 50米

16、高的 10 座孤山有古生界奧陶系灰?guī)r出露處，其余均為新生界第四系所覆蓋。第四系厚度一般為 30270 米，以臨清、莘縣、高唐一帶厚度較大。第四系包括全新統(tǒng)和更新統(tǒng)，更新統(tǒng)又分上、中、下更新統(tǒng)。全新統(tǒng)主要為沖積物和洪積物，沉積厚度 725 米，廣泛分布于全市，主要為沖擊、沼澤項沉積，其上部為土黃色粉質(zhì)粘土夾粉土，結(jié)構(gòu)松散。；更新統(tǒng)主要為河湖相沉積，厚 30260 米，主要為河湖相沉積，巖性上部為黃色、棕黃色、褐黃色粉土為主，夾有粉砂和粉細砂，結(jié)構(gòu)松散；下部多為棕黃色、灰綠色棕紅色粉質(zhì)粘土。第四系以下為上第三系明化鎮(zhèn)組和館陶組，其中明化鎮(zhèn)組在聊考大斷裂以西，底板埋深 810870 米，巖性主要為棕

17、紅色、棕黃色、棕褐色粉質(zhì)粘土和粘土夾粉砂和細砂巖；館陶組底板埋深 7801490 米左右，巖性上部以灰白色粉細砂巖及棕紅色、灰綠色泥巖為主，中部為泥巖夾中砂，下部為灰白色中砂巖、中細砂巖及砂礫巖夾棕色泥巖為主。 上第三系以下為下第三系東營組、沙河街組和孔店組。東營組厚度370M 左右，其上部為棕紅、灰綠色泥巖夾灰白、淺灰綠色砂巖和含礫砂巖，下部為灰白、棕褐灰綠色細礫巖、砂巖夾薄層泥巖。沙河街組上部1 / 43 文檔可自由編輯打印圖圖 2 山東省地質(zhì)構(gòu)造綱要圖山東省地質(zhì)構(gòu)造綱要圖2 / 43 文檔可自由編輯打印以灰綠色泥巖為主，夾白云質(zhì)灰?guī)r，下部灰綠色泥巖、灰色頁巖、及砂礫巖，厚度 450 米左

18、右?？椎杲M上部為棕紅色、棕黃色、灰白色砂巖與紫紅色泥巖互層，中部為灰紫色泥巖、砂質(zhì)泥巖與灰白、深灰、棕紅色砂巖互層，下部為褐、灰綠色泥巖及砂礫巖，該層厚度大于 400 米。再向下為古生界石炭二迭系、奧陶系、寒武系地層，還有古生界變質(zhì)巖。2.5 區(qū)域水文地質(zhì)條件聊城市含水地層，其上部主要由黃河沉積而成，下部為河湖相沉積，總的沉積規(guī)律是上部顆粒細，下部顆粒粗。按照地質(zhì)時代，含水層特點和地下水水力性質(zhì)，自上而下分為淺層、中深層、深層三個含水巖組。(1)(1)淺層含水巖組分布發(fā)育規(guī)律及其特征淺層含水巖組分布發(fā)育規(guī)律及其特征淺層含水巖組埋深在 60 米以內(nèi)，地下水為潛水微承壓水。根據(jù)水化學分帶的特點和咸

19、淡水劃分標準，確定一個咸淡水分界面，界面以上為淺層淡水，以下則為淺層咸水。淺層淡水區(qū)處于全淡區(qū)和三層結(jié)構(gòu)的最上部，其含水層的發(fā)育、分布和埋藏嚴格受古河道（特別是黃河古河道）和咸淡水的控制，并由此決定了含水層厚度及富水性。由于淡水底界面呈波狀起伏，因而各地段的含水層厚度及富水性也有差異。按照淡水底界面、含水層厚度及富水性，又可將淺層淡水區(qū)分為淺層淡水豐富區(qū)、淺層淡水較豐富區(qū)和淺層淡水貧乏區(qū)三部分。淺層地下水雖然包括潛水和微承壓水，但兩者之間無良好隔水層，故水力聯(lián)系密切。淺層地下水總流向與地形傾斜方向和地表水流向基本3 / 43 文檔可自由編輯打印一致，呈北東向，水力坡度 0.11.1。它的運動方

20、向以垂直方向為主，而水平運動則很緩慢，不明顯，只有在東阿和陽谷東南部的山前地帶、河流兩側(cè)及人工開采形成降落漏斗的地帶才比較明顯。淺層地下水補給來源主要是大氣降水和地表水灌溉，補給方式是垂直滲入，排泄則是通過地表土層以蒸發(fā)的方式及通過機井抽吸（開采）地下水的方式進行。由于淺層地下水的補給是季節(jié)性的，所以，滲入補給是斷續(xù)的，而排泄（蒸發(fā)和開采）則是連續(xù)的。又因淺層地下水埋藏較淺，則滲入補給和排泄途徑較短。所以，有補給條件的時候，排和補幾乎是連續(xù)進行的，形成就地補，就地排，斷續(xù)補給，連續(xù)排泄，補排連續(xù)交替迅速的特征。(2)(2)深層含水巖組分布發(fā)育規(guī)律及特征深層含水巖組分布發(fā)育規(guī)律及特征深層含水巖組

21、其頂、底板埋深一般在 200380 米，局部地段頂板埋深 180185 米，含水層厚度 1880 米，巖性為粉砂、細砂、中細砂、中砂、中粗砂、粗砂及粗砂夾礫石，但以中細砂為主。含水層上下均有相對穩(wěn)定的隔水層，其巖性無論是水平上的分布，還是垂向上的埋藏，均無一定的規(guī)律。根據(jù)導水系數(shù)和水量分為深層淡水豐富區(qū)、深層淡水較豐富區(qū)、深層淡水貧乏區(qū)。深層地下水屬承壓水，在聊城市，其流向大部與淺層地下水的流向基本一致，水力坡度 0.1左右。其主要補給來源是鄰區(qū)同層水的逕流補給，還有適當?shù)脑搅餮a給，東南部則是黃河以南山區(qū)基巖裂隙水補給。其運動方式以水平運動為主，但水平的自然徑流緩慢，因此補給條件很差，這就容易

22、造成開采區(qū)降落漏斗的形成。在非開采區(qū)，深層地下水的排泄是通過水平徑流的方式流入鄰區(qū)；在開采區(qū)則是通過深井開采，以垂直方向排泄。4 / 43 文檔可自由編輯打印(3)(3)中深層含水巖組中深層含水巖組中深層含水巖組是位于淺層含水巖組和深層含水巖組中間的含水體，其頂、底板埋深在 60260 米之間。由于受古地理環(huán)境的制約，該層地下水以咸水為主體（部分全淡區(qū)除外），礦化度一般 20005000mg/L,個別高達 17000mg/L。目前，該層地下水尚無利用價值。2.6 區(qū)域地熱地質(zhì)條件(1)(1)區(qū)域地熱地質(zhì)條件區(qū)域地熱地質(zhì)條件根據(jù)已開展淺層地熱勘察工作，本區(qū)地溫梯度在 2.73.8/100米之間,

23、推算 1500 米埋深等深面地溫在 5265。地熱資源為熱水型低溫地熱資源,地下熱水賦存于新生界、中生界碎屑沉積巖中,屬層狀孔隙裂隙型熱儲。根據(jù)熱儲含水巖系的底板埋深及熱儲溫度,將中生界劃分為五個熱儲層組：明上段熱儲層組、明下段熱儲層組、館陶組熱儲層組、東營組熱儲層組和沙河街組熱儲層組。推測熱儲溫度為 2568。熱儲含水層巖性為灰白色含礫粗砂巖及砂礫巖,成巖性差,孔隙度大,一般自在 2430%,具良好儲水空間，單井涌水量 100210m3/h。古生代地層中石炭二迭系中砂巖、砂礫巖也可作為較穩(wěn)定的熱儲層。奧陶、寒武系碳酸鹽巖地層，賦存裂隙巖溶水，為較理想的熱儲層。(2)(2)地熱水化學條件地熱水

24、化學條件本區(qū)地下熱水來源絕大部分為盆地沉積物形成時保存下來的沉積水和封存水。館陶組地下熱水溫度為 55.556，水中 PH 為 7.83,礦化度為 4711.84857.5mg/L,水化學類型為 CLNa 型。偏硼酸含量為6.06.3Omg/L,偏硅酸含量 36.1342.41mg/L,均達到 GB1161589 附5 / 43 文檔可自由編輯打印錄 C 中醫(yī)療熱礦水水質(zhì)標準規(guī)定的濃度值,氟含 1.081.40mg/L,達到有醫(yī)療價值濃度。此外,水中還含有鍶、鋰、碘、溴、鐵、錳等對人體健康有益的微量元素,具有較高的醫(yī)療價值和保健作用,可做為洗浴、浴療礦水,長期洗浴可改善人體環(huán)境,增強體質(zhì),有益

25、健康。3 以往地熱及回灌工作研究程度及現(xiàn)狀以往地熱及回灌工作研究程度及現(xiàn)狀3.1 地熱地質(zhì)工作研究程度以往聊城市轄域內(nèi)做過的地質(zhì)、水文、地熱地質(zhì)工作較多，以下為主要工作。（1）上世紀 80 年代，山東地礦局水文二隊提交的魯北地區(qū)農(nóng)田供水報告及附件，系統(tǒng)性分析研究了魯北地區(qū)淺層供水水文地質(zhì)條件，相對劃分了淺、中、深含水層。（2）上世紀 80 年代，山東省地質(zhì)礦產(chǎn)局地質(zhì)科學研究所提交的前晚第三系地質(zhì)圖及說明書，基本闡明了山東省大地構(gòu)造情況，圈定了晚第三系以來地層厚度。（3）1987 年地礦部 562 綜合地質(zhì)隊提交的華北平原北部地溫場及地熱資源研究報告，首次全區(qū)與研究了華北地溫場形態(tài)和特征，初步估

26、算了地熱資源賦存情況，為進一步勘探提供了依據(jù)。（4）聊城市地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測站歷次提交的 5 年地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測報告，系統(tǒng)性連續(xù)性開展了地下水、地熱水動態(tài)監(jiān)測，科學客觀的評價了地下水環(huán)境。6 / 43 文檔可自由編輯打?。?）高唐幅 J50271/20 萬綜合水文地質(zhì)圖圖幅說明書，詳細說明了該地區(qū)淺層地下水資源分布及有關(guān)地質(zhì)環(huán)境問題。（6）山東省地熱資源開發(fā)利用調(diào)查報告，系統(tǒng)性調(diào)查了全省地熱資源勘探開發(fā)利用現(xiàn)狀，劃分了地熱資源分區(qū)，初步估算了地熱資源儲量。（7）無組織零散施工地熱生產(chǎn)井 20 眼，大多不取巖芯，靠巖屑錄井和物探測井曲線，編制地層資料，有粗略的抽水試驗資料，動態(tài)監(jiān)測資料稀疏。3.2 地熱資

27、源開發(fā)利用管理現(xiàn)狀前期勘察資料表明，聊城市地熱資源面積約為：1806.21 平方公里。全市有 20 眼地熱井，主要分布在聊城城區(qū)周圍、高唐、臨清、冠縣等區(qū)域，其中城區(qū)范圍內(nèi)已有 13 眼，最深的是臨清市頤清苑地熱井 1860米，井口溫度 67；中深度的是聊城市城區(qū)星光房地產(chǎn)開發(fā)公司地熱井，井深 1619 米，井口溫度 57；較淺的是聊城開發(fā)區(qū)圖騰房地產(chǎn)開發(fā)公司單官屯地熱井，井深 1030 米，井口溫度 54。多數(shù)為房地產(chǎn)開發(fā)公司、大學、賓館飯店等企事業(yè)單位，主要用于住宅小區(qū)供熱、洗澡、游泳等。由于歷史遺留等多種因素，聊城城區(qū)內(nèi)地熱井分布密度大，井距近，有待進一步加強科學的管理和規(guī)劃。目前，聊城

28、市對 20 眼地熱井加強辦證力度，已辦理 9 個采礦許可證，其余正在辦理之中。聊城市已制定了聊城市礦產(chǎn)資源總體規(guī)劃和聊城市地熱資源管理辦法，對地熱資源管理加大了依法管理的力度。最近聊城市城區(qū)地熱資源勘查規(guī)劃和地熱資源收費暫行辦法，山東省地質(zhì)環(huán)境總站研發(fā)的“聊城市地熱資源開發(fā)自動化遠程監(jiān)控管7 / 43 文檔可自由編輯打印理系統(tǒng)”運行正常，成套的管理制度和規(guī)定，對科學規(guī)范的綜合開發(fā)利用地熱資源起到一定的保障作用，地熱資源綜合開發(fā)利用前景廣闊。3.3 國內(nèi)外地熱回灌研究工作程度及現(xiàn)狀在地熱資源開發(fā)初期，由于人們認識不夠，開采手段不完善，一般未能制定科學合理的開發(fā)方案，致使地熱田過量開采，熱儲水位下

29、降迅速，地熱資源嚴重浪費。為有效控制水位下降，保護地熱資源，地熱回灌技術(shù)應運而生。地熱回灌是將地熱水利用后的尾水回灌到地下某層位中，作為避免地熱廢水直接排放引起的熱污染和化學污染的重要措施，在地熱開采過程中對減少水頭損失，維持地層壓力平衡，保持地熱田的開采技術(shù)條件穩(wěn)定和延長地熱田壽命具有重要的作用。目前，回灌技術(shù)已在世界范圍內(nèi)推廣應用，美國、新西蘭、冰島、意大利、法國、日本、羅馬尼亞、丹麥、菲律賓和薩爾瓦多等十多個國家得到了廣泛利用。在國內(nèi)，北京、天津的地熱回灌也已經(jīng)有了良好的開端，并獲得良好效果。回灌是地熱開發(fā)中較為復雜的一項技。為了避免因回灌一起資源破壞和不良地質(zhì)環(huán)境問題，需要進行回灌試驗

30、和長期監(jiān)測工作，以此指導地熱回灌工作。資料表明，目前裂隙巖溶水型熱儲層中和孔隙裂隙水型熱儲層中均可回灌，按照回灌的相對熱儲層位不同可劃分為同層回灌和異層回灌，按照回灌模式有：同層對井回灌、異層對井回灌與同層兩采一灌。選擇回灌類型的原則是能進行同層回灌的則進行同層回灌，在無條件進行同層回灌時，則進行異層回灌。因為異層回灌時，回灌水流經(jīng)不同類型的熱儲層會使水質(zhì)發(fā)生改變，可能造成水源污染。從 2001 年開始，北京地熱研究所在小湯山電信療養(yǎng)院進行地熱回灌試驗，2002 年到現(xiàn)在，小湯山地熱回灌項目已經(jīng)擴展到六個單位，回灌8 / 43 文檔可自由編輯打印熱水總量達到 150 萬噸。經(jīng)過三年的回灌，小湯

31、山熱田地熱水位下降幅度逐漸變小，甚至還出現(xiàn)回升，解決了該區(qū)熱儲壓力持續(xù)下降的難題。圖 3 和照片 1、照片 2 為在北京小湯山熱田內(nèi)展開的地熱回灌試驗。照片照片 1 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技示范園地熱回灌井口裝置現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技示范園地熱回灌井口裝置9 / 43 文檔可自由編輯打印天津的地熱資源回灌研究始于 1982 年在大港區(qū)利用原有地熱井在新近系明化鎮(zhèn)組熱儲層進行過專門回灌試驗探索，此后各地熱田均進行地不同方式的回灌研究。天津地熱院、天津大學地熱中心和塘沽區(qū)地熱中心有關(guān)專家和技術(shù)人員，從回灌井成井工藝、回灌井地面系統(tǒng)工藝和生產(chǎn)性回灌試驗三個方面進行認真地研究和總結(jié)，就新近系孔隙型熱儲層回灌進行了深入細致的

32、試驗工作。截至 2007 年 11 月，天津地區(qū)已開鑿地熱回灌井 41 眼，累計總回灌量已達 1600 多萬立方米，回灌井最深已達 3500 多米，走在了全國前列。為實施該工程，本市出臺了地熱礦產(chǎn)資源補償費收費標準，并將制定相應的鼓勵政策。企業(yè)自行投資補建回灌井設(shè)施的，將享受減收礦產(chǎn)資源補償費的政策；對由于歷史原因、場地條件等情況無法實施回灌的，將及時對其進行技術(shù)、工藝等方面的更新、改造，從而提高供熱系統(tǒng)利用率，減少開采量。照片照片 2 電信療養(yǎng)院利用地熱供暖回水的回灌試驗電信療養(yǎng)院利用地熱供暖回水的回灌試驗10 / 43 文檔可自由編輯打印山東省德州市近年來也開展了相應的研究工作，但到目前為

33、止尚無試驗結(jié)果。4 地熱資源特征地熱資源特征4.1 地熱井所處構(gòu)造部位濱河花園地熱井所在位置在大地構(gòu)造單元上處于華北地臺(級)、魯西臺背斜(級)、茌平拗斷(級)、陽谷凸起(級)區(qū)內(nèi)，其基本處于臨清拗陷和魯西隆起的交界部位(見圖 4)。圖圖 4 地質(zhì)構(gòu)造圖地質(zhì)構(gòu)造圖聊考斷裂位于區(qū)域西部，走向 N3010E，傾向 NW，傾角4070，為西盤下降東盤上升的正斷層，落差 30007500m。斷層兩側(cè)新生界（Q+N）厚度相差 5001000m。重力、磁性、地震異常反映明顯。該斷層的規(guī)模及活動時間長，在三疊紀就已存在，侏羅紀早第11 / 43 文檔可自由編輯打印三系時其活動強烈，晚第三紀第四紀亦有輕微活動

34、。有史以來，曾多次發(fā)生地震，它是魯西隆起和臨清拗陷的分界斷裂，對東明凹陷、莘縣凹陷起著控制作用。濱河花園地熱井處于聊考斷裂的上盤，該斷裂的分布與存在可能構(gòu)成了地下熱水的良好通道。4.2 地層特征本區(qū)位于茌平拗斷區(qū)的次級構(gòu)造單元陽谷凸起之內(nèi)，基底為奧陶系灰?guī)r，與上覆新生界古近系地層呈不整合接觸。自奧陶紀以來，直至三疊紀，以上升隆起為構(gòu)造運動主旋律，因此絕大部分地層缺失，特別是在聊城經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)一帶，早第三系直接掩覆于奧陶系灰?guī)r之上?，F(xiàn)就新生代地層由老至新簡述如下：(1)新近系館陶組(Ng)上部為棕紅色、淺灰色泥巖夾灰白色砂巖及砂礫巖；中部為灰綠色、灰白色砂巖、細礫巖夾棕紅色、灰綠色泥巖；下部為

35、灰白色、棕褐色、灰綠色細砂巖、礫狀砂巖夾薄層泥巖；底部為灰白色細砂巖。與下伏沙河街組呈不整合接觸。底板埋深 13001400m，厚度 400480m。(2)新近系明化鎮(zhèn)組(Nm)上部為灰白色砂巖和灰綠色、棕紅色泥巖互層，壓性結(jié)構(gòu)面發(fā)育；下部為棕紅色、灰綠色泥巖、砂質(zhì)泥巖夾灰綠色粉砂巖。底板埋深900920m，厚度 730750m。(3)第四系平原組(Q)上部以淺黃色沖擊相粉質(zhì)粘土、粘土及粉細砂為主；中部為沖擊相和湖積相，以棕黃色和棕紅色粉質(zhì)粘土為主，夾薄層粘土及粉細砂層；下部以砂質(zhì)粘土為主，結(jié)構(gòu)致密，含鈣質(zhì)結(jié)核。底板埋深 150190m，12 / 43 文檔可自由編輯打印層厚 150190m。

36、4.4 試驗井概況（1）鉆孔工藝）鉆孔工藝 該地區(qū)地層為第四系松散層及新近系砂頁巖地層，故以地層段確定施工工藝。開孔采用 394mm 噴射式三牙輪鉆頭全面鉆進，鉆鋌孔底加壓，鉆進至 1300m，改換 550 六翼鉆頭擴孔至 260m。其他技術(shù)參數(shù)為：鉆壓 57T，轉(zhuǎn)速 48110r/min,泵量 9001200L/min，深誤差小于 1/%。開鉆前配置泥漿 1520m3。將粘土粉和清水混合攪拌，并加入純堿（純堿量為粘土粉重量的 4%）和處理劑（CMC）控止失水。泥漿主要性能指標為：比重 1.101.15；粘度 2022S；失水量小于15ml/30min；PH 值 89；抗溫性 70左右；膠體率

37、大于 97%。成井工藝流程：鉆進鉆進技術(shù)物探測井通孔順孔破壁打通水路沖孔換漿下管再次沖孔換漿填礫料止水固井洗井抽水試驗。（2）成井結(jié)構(gòu)）成井結(jié)構(gòu)固井深度 100m，固井材料采用 0.520mm 碎石子，圍填固井。井壁管 0.00240m 井壁管規(guī)格為 273mm7mm 的石油套管；240m 以下井壁管的規(guī)格皆為 159mm6mm 的石油套管。濾水管采用新式鋼質(zhì)鍍鋅梯形絲濾水管，其規(guī)格為159mm6mm。濾水管總長度 127.70m。止水方法為粘土球法，自 100m 下，向井壁投入優(yōu)質(zhì)干粘土球進行止水，止水位置為 100955 m 。955m 至井底填礫砂，圍填厚度大于120mm。其井結(jié)構(gòu)詳見圖

38、5。13 / 43 文檔可自由編輯打印圖圖 5 5 濱河花園地熱井鉆孔柱狀圖濱河花園地熱井鉆孔柱狀圖14 / 43 文檔可自由編輯打印4.4 熱儲層組劃分及其水文地質(zhì)特征（1）熱儲層組劃分）熱儲層組劃分據(jù)濱河花園地熱井所揭露地層的埋深、巖性、結(jié)構(gòu)、地溫等，結(jié)合區(qū)域地熱水文地質(zhì)資料，可濱河花園地熱井熱儲層劃分為：新近系明化鎮(zhèn)組熱儲層組、館陶組熱儲層組。其中新近系館陶組熱儲層組是本次主要勘探目的層。（2）熱儲層的水文地質(zhì)特征）熱儲層的水文地質(zhì)特征明化鎮(zhèn)組熱儲層組頂板埋深 150m，底板埋深 920m，厚度 770m，熱儲層含水層厚度較薄，最大單層厚度小于 11m，熱儲含水層巖性以細砂巖和粉砂巖為主

39、。據(jù)區(qū)域水文地質(zhì)資料，單井涌水量小于 1000m3/d，地下水現(xiàn)狀承壓水頭埋深一般 40m 左右。館陶組熱儲層組是本次勘探的主要目的層，頂板埋深 920m，底板埋深 1300m，厚度 380m。熱儲含水層累計厚度大于 100m，單層厚度多在 3.0019.0m之間。熱儲含水層巖性為灰白色細砂巖和礫狀砂巖，垂向上呈上細下粗的正旋回沉積，底礫巖明顯，礫石成分以礫石和燧石為主，呈次棱角狀，礫石直徑 110mm 不等，呈疏松狀。該熱儲含水層孔隙在 25%左右，具有良好的儲水空間。在取水段 9571278 m 區(qū)間內(nèi)，共利用含水厚度132.2m，單井出水量 56 m3/h，熱水礦化度 9638.30 m

40、g/l，水化學類型為SO4ClNa 型，井口水溫 51。承壓水靜止水位埋深 46m。4.5 地熱水水質(zhì)分析成果（1）物理性質(zhì)）物理性質(zhì)濱河花園地熱井水中由于鐵離子含量較高，含量 251.2252.0mg/l，15 / 43 文檔可自由編輯打印該熱水放置一段時間后呈微黃色，肉眼可見紅色沉淀，色度 5 度，渾濁度150160NTU，無臭，口感咸，井口水溫51。（2）水化學特征）水化學特征該地熱水的礦化度為 9646.099663.51mg/l，總硬度1579.371599.97mg/l(以 CaCO3計)，pH 值 4.254.74。水中陰離子以SO42-、Cl-為主，SO42-含量為 1333.

41、061421.93mg/l，Cl-含量為4599.364631.41mg/l。陽離子以 Na+離子為主，含量為2996.003042.00mg/l，其次為 Ca2+離子，含量為 505.20514.00mg/l。地下熱水的水化學類型為 SO4ClNa 型。4.6 地熱資源類型該地熱井所揭露的地層為新生界第四系松散沉積物、新近系明化鎮(zhèn)組和館陶組陸相碎屑沉積巖。地熱資源主要賦存在新近系館陶組層狀砂巖、砂礫巖、含礫砂巖的孔隙裂隙中，熱儲類型為層狀孔隙裂隙型，地表無熱流顯示，地熱資源類型屬熱傳導型；熱水水溫 51，根據(jù)地熱資源溫度分級標準，為溫熱水型的低溫地熱資源。4.7 地熱回灌條件分析該組熱水井熱

42、儲層為館陶組，地層滲透系數(shù)一般滿足回灌要求；目前水溫 51，回灌后的水溫只要不低于 40，不影響直接供熱，該住宅小區(qū)建有熱泵換能站，回灌后溫度再低一些，也不會失去供暖價值；水中陽離子以 Na+為主，Ca2+離子次之，采取回灌除污后回灌是可行。地熱井為 2008 年施工完成，成井結(jié)構(gòu)、取水設(shè)備等情況在經(jīng)探查完好后，適宜回灌。16 / 43 文檔可自由編輯打印5 回灌實施方案回灌實施方案5.1 技術(shù)路線首先，廣泛收集、分析、整理資料，確定研究思路。然后，組織對地熱地質(zhì)和開發(fā)利用情況的調(diào)查，考察學習其它成功地熱回灌地經(jīng)驗、做法，研究地熱回灌的可行性。依據(jù)上兩步工作認真編制地熱回灌試驗設(shè)計。依據(jù)通過的

43、設(shè)計實施地熱回灌井、回灌裝置、監(jiān)測設(shè)施的建設(shè)?；毓嘣O(shè)施驗收后開始回灌試驗工作，在回灌試驗過程中和過程后進行地熱水水位、水質(zhì)、水溫、水量的動態(tài)監(jiān)測。對發(fā)生的成本和經(jīng)濟環(huán)境收益進行統(tǒng)計，做出客觀的經(jīng)濟分析。對以上工作進行綜合研究，編制地熱回灌試驗研究報告。5.2 技術(shù)方法（1 1）地熱地質(zhì)條件調(diào)查研究）地熱地質(zhì)條件調(diào)查研究在廣泛收集已有地質(zhì)、水文地質(zhì)、地熱地質(zhì)、地熱井等有關(guān)地質(zhì)資料的基礎(chǔ)上，深入現(xiàn)場調(diào)查了解熱儲層位、開采情況、開發(fā)利用工藝流程、水化學成分及其前后變化、地熱尾水排放溫度、水量、時間等情況。諸點登記造冊。經(jīng)初步研究，確定最為理想的實驗場地為濱河花園1#、2井進行回灌試驗。（2 2）地熱

44、回灌井調(diào)查、測深）地熱回灌井調(diào)查、測深回灌前，要對兩眼地熱井進行調(diào)查，應對鉆孔結(jié)構(gòu)、成井結(jié)構(gòu)、地層結(jié)構(gòu)參數(shù)、過濾器設(shè)置、單井出水能力、現(xiàn)井深、開采情況、水位埋深、井管破損情況、成井原始資料等基本情況進行調(diào)查了解。17 / 43 文檔可自由編輯打?。? 3）回灌試驗時間選擇）回灌試驗時間選擇回灌選在 2009 年冬季采暖期進行?；毓鄷r間大約 5 個月。（4 4）回灌裝置建設(shè)）回灌裝置建設(shè)回灌設(shè)施包括回灌井、開采井和回灌管路，回灌管路主要包括輸水管路、進水管路、排水管路(回揚)等見圖 6。需要配備設(shè)備見表 1。（5 5）回灌試驗與抽水試驗）回灌試驗與抽水試驗設(shè)備安裝及密封檢查表 1 回灌所需主要設(shè)

45、備序號設(shè)備規(guī)格型號單位數(shù)量費用（元）備注1井管座個210000定制、加工2潛水泵2000JR50-78/6臺250000含泵管（150m）3除污器DN200個15000回灌水除污4加壓泵（箮道泵）揚程 60m臺15000對回灌水進行加壓5自控閥個618000其中單流閥 1 個6水管4 寸m30030000輸水管、排水管各 150m7熱水電纜25mm2m180144008啟動器個15009其他密封圈、法蘭盤等個若干2000合計13490018 / 43 文檔可自由編輯打印按照圖 6 所示安裝好各項設(shè)備，要求對泵座軸、控制閥門軸、泵管接頭和真空壓表管路接頭等部位進行密封，防治空氣進入。用拉真空的方

46、法觀察和檢查管路的密封效果，判別方法是在 8h 內(nèi)真空度如能保持在 700500mmHg 之間，可認為井的密封效果良好；若真空度小于500mmHg，則說明有漏氣現(xiàn)象.應檢查漏氣部位的密封情況。 抽水試驗回灌前，應對回灌井進行兩次降深的穩(wěn)定流抽水試驗，以求取熱儲含水層的滲透系數(shù)等水文地質(zhì)參數(shù)。以及采集回灌前地熱水質(zhì)分析樣，圖圖 6 6 回灌管路示意圖回灌管路示意圖19 / 43 文檔可自由編輯打印并且測量地熱水水溫、水位。具體要求按穩(wěn)定流抽水試驗有關(guān)規(guī)范要求進行?；毓嗲皽蕚鋋 檢查電源起動設(shè)備和各閥門的開關(guān)狀態(tài)。b.通過抽水試驗，記錄回灌前地熱水靜動水位、單位出水量、回灌水及地熱水水溫等原始參數(shù)

47、。c.記錄進水表和出水表的起始讀數(shù)。d.采取回灌水源，開采井試驗前水質(zhì)分析樣。回灌操作程序a.關(guān)進水閥和回流閥，開控制閥、單流閥及放氣閥，然后停 1020分鐘測靜水位。b.合電閘、開泵回揚，至水揚清后，測動水位。c.拉真空，拉開電閘停泵，關(guān)單流閥和控制閥。d.開足水源閥和進水閥，緩開控制閥。e.待回灌水從放氣閥溢出后，再關(guān)緊放氣閥，開回流閥。f.調(diào)節(jié)壓力和回流量，按要求記錄回灌水量、水溫及壓力。g.開啟加壓泵進行加壓回灌。觀測與記錄a.試驗前和試驗結(jié)后進行回灌井井內(nèi)溫度測量，測量采用 JW1 高20 / 43 文檔可自由編輯打印精度井溫儀，井內(nèi)測量點距取 5 米，熱儲層和取水段加密測量。b.在

48、每次回揚過程中，以及回揚后繼續(xù)回灌初期，要求每 5 分鐘記錄 1 次壓力表、溫度計、進水表及出水表讀數(shù)，待回灌壓力及回灌水量基本穩(wěn)定后，每半小時記錄 1 次。c.因回揚及其他原因停灌后，應及時測量回灌井水位，回揚過程中記錄回灌井動水位、水溫及出水表讀數(shù)。d.在回灌期間，每半小時記錄 1 次開采井（1井）的水溫、水量、水位。e.回灌結(jié)束后，應繼續(xù)對回灌井水位，開采井水溫、水量進行監(jiān)測，直至回灌井水位穩(wěn)定為止。交替采灌通產(chǎn)情況下，應定期回揚，使回灌水滲透暢通，避免造成熱儲含水層堵塞而影響回灌。連續(xù)回灌 24 小時，回揚 2-3 次，若發(fā)生堵塞現(xiàn)象，應增加回揚次數(shù)。每次回揚直到把渾水抽清為止（濁度不

49、大于 10）?；毓喙ぷ髁看螅y以控制，效果差。為解決該問題，結(jié)合本次實驗特點及現(xiàn)今科技發(fā)展條件，采用交替采灌回灌法，即兩眼井交替抽水、交替回灌，互為采灌井，交替時間為一個供水年，具體見采灌程序部分?；毓嗑氯疤幚矸椒╝.進行管井回灌時，經(jīng)常會發(fā)生回灌井堵塞現(xiàn)象，在回灌過程中，若回灌水位突然上升或連續(xù)上升；回揚時的動水位突然下降或連續(xù)下降，不能穩(wěn)定在某一標高，則說明回灌井已被逐漸堵塞。遇到這種情況，應21 / 43 文檔可自由編輯打印停灌查明原因，以便采取措施。b.回灌井的堵塞現(xiàn)象，在初期以物理堵塞（氣相、懸浮物堵塞）為主；在中期以化學沉淀堵塞（鐵質(zhì)、鈣質(zhì)鹽類沉淀堵塞）為主；在后期以生化堵塞（

50、鐵細菌、硫酸鹽還原菌、排硫桿菌、脫氮硫桿菌等生化作用而產(chǎn)生堵塞）為主。c.根據(jù)井的堵塞性質(zhì)和原因，可采用連續(xù)回揚法、化學法和滅菌法等處理方法。為了消除堵塞、保證回灌井正常灌水，必須定期進行回揚清洗，一般每日回揚 23 次，如果井下有堵塞，則要加密回揚次數(shù)，回揚時間以抽完渾濁水后出清水、井的單位開采量和動水位恢復為限，在回揚過程中需按時觀測井的回揚量與靜、動水位?；瘜W處理：如果濾水管沉淀物是 CaCO3或 Fe(OH)3，已與砂膠合成Ca 質(zhì)或 Fe 質(zhì)結(jié)垢，在濾水管上形成堅硬的水垢時，一般可用 HCl（濃度 10%，加酸洗抗蝕劑）處理，但在用處理之前，必須掌握井管口徑、深度、材料、靜動水位等資

51、料。鐵細菌堵塞的防治措施，一般在水中加藥殺菌或提高 PH 值（加石灰），使之變?yōu)閴A性水，以抑制鐵細菌的生長。通常在回灌水中，定時定量添加漂白精，與水一起灌入井內(nèi)，能有效地殺死鐵細菌。d.防止堵塞的方法為防止發(fā)生各種堵塞現(xiàn)象，在回灌過程中應做好以下各項工作：保持回灌水體的清潔，無沉淀物、污染物；堅持定時回揚，每次回揚必須把渾水抽清，掌握好回揚次數(shù)和時間；經(jīng)常檢查回灌裝置的密封效果，如發(fā)現(xiàn)漏氣，須及時處理；為防止污水倒流入井內(nèi)，避免空氣混入，提22 / 43 文檔可自由編輯打印高密封效果，在回揚水管路安裝單流閥或“U”形管，或把揚水管出口沒入水中，形成水封；掌握好回灌量和地下水位的動態(tài)變化，及時檢

52、查有無堵塞現(xiàn)象；回揚時，若發(fā)現(xiàn)物理、化學沉淀堵塞時，需立即停灌，采取適當?shù)奶幚泶胧Ｋ畼硬杉c測試在回灌試驗前采取開采井、回灌井水質(zhì)全分析樣與微量元素分析樣各 1 件，在試驗中采取開采井、回灌井水質(zhì)全分析樣與微量元素分析樣各 2 件，試驗結(jié)束，采取開采井、回灌井水質(zhì)全分析與微量元素分析樣各 1 件，以對比分析回灌前后地熱水水質(zhì)變化規(guī)律。水樣采集、保存、測試按有關(guān)規(guī)范要求進行。研究不同回灌水頭時回灌井的回灌能力，應進行梯級回灌。和多落程抽水試驗相似，將回灌過程分為幾個階段，每個階段的回灌量保持相對穩(wěn)定，而各階段的回灌量要有所差別。(6)(6)動態(tài)監(jiān)測動態(tài)監(jiān)測在試驗開始之前和試驗過程中應對 1井的

53、開采量、水位、出水溫度和化學成分進行監(jiān)測，并對 2井的回灌量、水位和回灌水溫度進行監(jiān)測，還要對周圍的地熱井的水位和開采量按期進行監(jiān)測。監(jiān)測的頻率為 5 次/月，需要時可增加監(jiān)測次數(shù)。在試驗過程中，采用山東省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測總站自行研發(fā)的，國內(nèi)外先進的地熱資源開采自動化遠程監(jiān)控系統(tǒng)，實施對水文、水壓、水位、水量、時間的監(jiān)測。在原地熱資源開采監(jiān)控系統(tǒng)基礎(chǔ)上研發(fā)地熱回灌監(jiān)控系統(tǒng)，實施智能化回灌、回揚的控制、回灌的監(jiān)測。(6)(6)經(jīng)濟分析及綜合研究經(jīng)濟分析及綜合研究23 / 43 文檔可自由編輯打印在試驗的基礎(chǔ)上，進行單井回灌工程建設(shè)投資、運行成本統(tǒng)計，與收益，和取得的環(huán)境效益、資源穩(wěn)定開采效益分析對比

54、，得出科學合理的經(jīng)濟分析結(jié)論，指導地熱回灌工作。將以上工作取得的數(shù)據(jù)、方法、經(jīng)驗，進行綜合分研究，編制試驗研究報告。6 主要實物工作量主要實物工作量根據(jù)整體目的任務，主要實物工作量如表 3。表表 3 3 聊城市地熱回灌工作量投入表聊城市地熱回灌工作量投入表序號工作項目單位工作量備注1地熱地質(zhì)電測井m9002水質(zhì)化驗分析件24源水、尾水、回水3地熱回灌條件調(diào)查點20現(xiàn)有 20 井4地熱回灌設(shè)施建設(shè)套1見表 15回灌試驗臺班3606自動遠程監(jiān)控系統(tǒng)套17動態(tài)自動遠程監(jiān)控套2開采回灌各一套7 經(jīng)費預算經(jīng)費預算本概算主要依據(jù)山東省國土資源廳、山東省財政廳聯(lián)合下發(fā)“關(guān)于印發(fā)山東省地質(zhì)勘察費用定額標準（試

55、行）”、并參照中國地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測院地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測預報費用標準（草案）（2003 年 11 月）預算。標準中查不到的，據(jù)工作實際消耗費用和市場價格測算確定。見項目設(shè)計預算表。24 / 43 文檔可自由編輯打印經(jīng)預算聊城市地熱回灌試驗工作費用為 4949 萬元，具體如表 4。表表 4 4 聊城地熱回灌工作費用預算方案聊城地熱回灌工作費用預算方案 工作類型項目內(nèi)容費用（萬元）分類費用回灌條件調(diào)查地熱地質(zhì)條件、地熱開采井現(xiàn)狀、回灌條件研究2回灌設(shè)計編制技術(shù)方案、費用預算、審查審批2綜合研究回灌試驗總結(jié)、分項試驗結(jié)論、原始記錄研究2水質(zhì)監(jiān)控針對性水質(zhì)分期化驗分析3報告編制文字報告編寫3回灌研究回灌規(guī)程編制生

56、產(chǎn)回灌規(guī)程研究編寫214回灌設(shè)備器材購置回灌泵、管道、控制閥門、開關(guān)等13.49安裝土建、設(shè)備安裝、調(diào)試2.51自動回灌試驗技術(shù)試驗、記錄、問題處置2監(jiān)控設(shè)施購置安裝水位、溫度、開采回灌量計量設(shè)備采集、集成、安裝4回灌設(shè)備及試驗回灌監(jiān)控軟件編制監(jiān)控數(shù)據(jù)采集、控制程序編制、回灌程序編制426井孔場地地熱開采井、場館占用等3電費試驗用電4回灌井監(jiān)控值班費試驗值守值班29合計49498 預期提交成果預期提交成果 （1）聊城市地熱回灌試驗報告書一本（2）回灌實際材料圖、抽水試驗圖表等一套（3）回灌實驗監(jiān)控設(shè)施一套（4）地熱回灌技術(shù)規(guī)范一個25 / 43 文檔可自由編輯打印9 附件：地熱井回灌實驗控制方

57、案附件：地熱井回灌實驗控制方案9.1 客戶現(xiàn)狀及需求為了更好的利用地熱資源，節(jié)省水資源，計劃在全省范圍內(nèi)要求地熱水回灌地下水。為了掌握回灌技術(shù)的第一手資料，計劃在聊城市水利局所屬濱河花園小區(qū)供熱站做地熱水回灌實驗，得出回灌對地下水位、水溫的影響；從而制定出地熱資源的使用政策。（1）小區(qū)供熱站現(xiàn)狀）小區(qū)供熱站現(xiàn)狀1、換熱站在小區(qū)內(nèi)，兩口地熱井為換熱站供熱水，一號泵 50kW，流量 Q=60 立方米/小時，揚程 H=180 米；二號泵 45Kw，流量 Q=60 立方米/小時，揚程 H=150 米。井與換熱站的直線距離 200 米，管道距離 400米，井與換熱站之間單管道連接，地熱水泵的啟動柜安裝在

58、換熱站，采用自藕降壓啟動方式。設(shè)備分布如附圖 1、附圖 2。換熱站井 1井 2200m200m附圖 1 熱源井、換熱站方位圖除沙區(qū)換熱區(qū)小區(qū)供熱區(qū)電加熱補償區(qū)排污區(qū)智能控制室水泵控制室進水排水26 / 43 文檔可自由編輯打印附圖 2 換熱站內(nèi)設(shè)備布置示意圖2、目前，換熱站將尾水直接排到小區(qū)下水道；將來有計劃將尾水供給洗娛中心等特殊用水企業(yè)。3、兩口地熱井周圍均有建筑物為其提供 AC220V 供電。4、換熱站進出水口圖如下：進水管兩個，直徑 125mm；回水管一個，直徑 200mm?；厮芫嚯x電氣控制室 10m。5、地熱井內(nèi)管道走向示意圖如下：27 / 43 文檔可自由編輯打?。?）具體需求）

59、具體需求1、目前，有兩口地熱井為換熱站供熱水，要求一口井供水時，換熱后的尾水回灌到另一口井,兩口井同時供水時，換熱后的尾水才排放到下水道。2、回灌過程自動控制，在山東省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測總站可遠程監(jiān)控。3、遠程監(jiān)測地熱井水位、水溫、出水流量、回灌流量、回灌溫度。4、可就地/遠程開閉回灌管道上閥門，現(xiàn)裝閥門均為手動碟閥。在回水管上加裝一臺注水泵，可就地/遠程控制注水泵的啟停。5、可以遠程啟停地熱井水泵。供暖期間，重點監(jiān)測地熱井水泵的工作狀態(tài)。6、在原地熱井遠程監(jiān)控的系統(tǒng)上改進，保留原系統(tǒng)取水監(jiān)控功能。7、系統(tǒng)運行穩(wěn)定，不能影響居民供暖。供水回灌手動閥井28 / 43 文檔可自由編輯打印9.2 系統(tǒng)解決

60、方案根據(jù)聊城供熱站的現(xiàn)狀及需求，特制定如下解決方案。（1）系統(tǒng)概述）系統(tǒng)概述平升公司的測控終端設(shè)備采集現(xiàn)場管道壓力、流量、溫度、地熱井水位、泵閥狀態(tài)等信息；根據(jù)控制邏輯對泵閥進行控制。值班人員在現(xiàn)場主機上顯示、存儲、查詢現(xiàn)場的監(jiān)控信息，并進行工作參數(shù)設(shè)置和設(shè)備控制操作。測控終端與現(xiàn)場監(jiān)控主機之間通過 485 總線傳輸數(shù)據(jù)；同時監(jiān)控主機通過 GPRS 同山東省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測總站傳輸數(shù)據(jù)。（2）系統(tǒng)組成）系統(tǒng)組成該系統(tǒng)是由監(jiān)測中心、現(xiàn)場監(jiān)控主機、測控終端、計控設(shè)備組成。監(jiān)測中心：監(jiān)測中心：監(jiān)測中心主要由計算機、打印機、操作系統(tǒng)軟件、數(shù)據(jù)庫軟件、地熱水回灌管理系統(tǒng)軟件組成?，F(xiàn)場監(jiān)控主機：現(xiàn)場監(jiān)控主機：