DZ∕T 0330-2019 砂巖熱儲地熱尾水回灌技術規(guī)程（正式版）

中華人民共和國地質(zhì)礦產(chǎn)行業(yè)標準中華人民共和國自然資源部發(fā)布IDZ/T0330—2019 Ⅲ引言 12規(guī)范性引用文件 13術語和定義 14總則 35回灌目的層可回灌性論證與回灌井地質(zhì)設計 35.1回灌目的層可回灌性論證 35.2回灌目的段的確定 45.3回灌井地質(zhì)設計 56回灌井鉆井技術設計與施工 66.1回灌井鉆井技術設計 66.2施工工藝及要求 87地面回灌系統(tǒng)設計與安裝 7.1地面回灌系統(tǒng)設計 7.2地面回灌系統(tǒng)安裝要求 8.1一般規(guī)定 8.2梯級流量試驗 8.3梯級溫度試驗 9回灌工藝 9.1一般規(guī)定 9.2回灌方式 139.4回灌數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析 9.5生產(chǎn)性回灌方案 1510回灌監(jiān)測與評價 10.1一般規(guī)定 10.2回灌監(jiān)測的內(nèi)容 1510.3回灌評價 11系統(tǒng)維護與保養(yǎng) 11.1回灌運行前的養(yǎng)護 11.2回灌運行期的養(yǎng)護 1711.3停灌后的養(yǎng)護 12成果驗收與資料提交 12.1成果報告編制與驗收 12.2資料提交 Ⅱ附錄A(資料性附錄)合理采灌井距 附錄B(資料性附錄)大口徑填礫井井身結構 20附錄C(資料性附錄)固井射孔井身結構 21附錄D(資料性附錄)定向鉆井井身結構 22附錄E(資料性附錄)常用套管尺寸及規(guī)格 23附錄F(資料性附錄)回灌系統(tǒng)運行流程圖 24附錄G(規(guī)范性附錄)回灌井回灌監(jiān)測記錄表 25附錄H(規(guī)范性附錄)開采井回灌監(jiān)測記錄表 26附錄I(資料性附錄)回灌目的層可回灌性論證報告提綱 27附錄J(資料性附錄)年度回灌總結報告提綱 29參考文獻 31Ⅲ本標準按照GB/T1.1—2009《標準化工作導則第1部分：標準的結構和編寫》給出的規(guī)則起草。本標準由中華人民共和國自然資源部提出。本標準由全國國土資源標準化技術委員會(SAC/TC93)歸口。本標準起草單位：山東省地勘局第二水文地質(zhì)工程地質(zhì)大隊(山東省魯北地質(zhì)工程勘察院)、天津地熱勘查開發(fā)設計院、河北省地礦局第三水文地質(zhì)工程地質(zhì)大隊、中國地質(zhì)調(diào)查局地球深部探測中心、中石化綠源地熱能開發(fā)有限公司、清華大學。地熱能是一種綠色低碳、可循環(huán)利用的清潔能源，廣泛應用于供暖、理療、種植、養(yǎng)殖等領域。加快地熱能勘查與開發(fā)利用，對于調(diào)整能源結構、推進節(jié)能減排、改善大氣質(zhì)量、減輕冬季霧霾具有重要的現(xiàn)實意義。但由于前期地熱資源粗放的開發(fā)利用方式，地熱供暖尾水的大量排放不但造成了資源浪費并導致熱儲壓力不斷下降、抽水耗能不斷增加，高溶解性總固體的地熱尾水對周邊地表水、地下水及土壤環(huán)境也帶來了負面影響。為實現(xiàn)地熱資源的綠色可持續(xù)開發(fā)利用，必須對地熱供暖尾水進行回灌處理，從而避免因地熱尾水直接排放引起的熱污染和化學污染，并維持熱儲壓力、緩解地熱水水位的大幅持續(xù)下降，保證地熱田的可持續(xù)開采，即砂巖熱儲地熱尾水回灌是地熱資源可持續(xù)開發(fā)的主要保障措施。然而，砂巖熱儲地質(zhì)條件的復雜性，造成了地熱尾水回灌難度大，熱儲層易發(fā)生堵塞而使回灌量迅速衰減。鑒于此，為適應我國砂巖熱儲地熱資源大規(guī)模開發(fā)利用的需求，經(jīng)大量回灌試驗研究和生產(chǎn)性回灌實踐探索，針對砂巖熱儲地熱尾水回灌的難點及要點，提出了相應的技術方法及工藝流程，制定了本標準。1本標準規(guī)定了回灌目的層可回灌性論證與回灌井地質(zhì)設計、回灌井鉆井技術設計與施工、地面回灌技術要求。本標準適用于砂巖熱儲地熱尾水回灌。松散砂層等類型回灌可參考使用。2規(guī)范性引用文件下列文件對于本文件的應用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB/T11615地熱資源地質(zhì)勘查規(guī)范DZ/T0260地熱鉆探技術規(guī)程3術語和定義下列術語和定義適用于本文件。埋藏于地下，具有一定的膠結或成巖性，且有一定有效孔隙度和滲透性的多孔介質(zhì)，其中存儲的地熱流體可供開發(fā)利用。地熱尾水geothermalreturnwater以供暖或發(fā)電利用為主的密閉系統(tǒng)，只提取熱量后的地熱流體。將地熱尾水通過回灌井灌入同一熱儲層的過程。天然壓力條件下的回灌。加壓回灌pressurizedreinje以人工增加壓力的方式進行的回灌?；毓嘞到y(tǒng)reinjectionsystem壓設備和監(jiān)測設施等組成的系統(tǒng)。2用于將地熱尾水灌入同一熱儲層的地熱井。利用儀器儀表和其他裝置對地熱流體的開采和回灌進行監(jiān)測，主要內(nèi)容包括：地熱流體壓力、流量、溫度及化學成分等，監(jiān)測周期和頻率可根據(jù)需要而定。為清除回灌井中的沉淀物和熱儲層中的堵塞物，利用回揚設備在回灌井中進行的抽水工作。成井工藝wellcompletionoperation熱突破geothermalbreakthrough灌入的地熱尾水使開采井溫度降低的現(xiàn)象?；毓嘣囼瀝einjectiontest在一定周期內(nèi)將地熱尾水灌入回灌井中，根據(jù)動態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)，對熱儲層和回灌井可回灌性進行的試驗和評價。合理采灌井距reasonabledistancebetweenproductionandreinjectionwells在100年開采、回灌周期內(nèi)，開采井不產(chǎn)生熱突破的前提下，開采井和回灌井在回灌目的熱儲層的適宜距離?；毓嗔空奸_采量的比例。回灌率可分為瞬時回灌率、累計回灌率和某個區(qū)域的回灌率。單位回灌量specificreinjectionrate每米水位升幅的回灌流量。濾水段孔徑不小于400mm、管徑不小于177.8mm、保持合理孔管環(huán)狀間隙，孔管環(huán)隙填充一定規(guī)格礫料的地熱井。堵塞比cloggingratio回灌末期單位回灌量的減少量與回灌初期單位回灌量之比。疏通比clearanceratio回揚末期單位涌水量與回灌前單位涌水量之比。熱儲層損害gcothermalreservoirdamage儲層孔隙被縮小或被堵塞而造成滲透性能降低的現(xiàn)象。34.1砂巖熱儲地熱尾水回灌土要流程包括回灌目的層可回灌性論證、回灌升地質(zhì)設計、回灌丹鉆開技術設計、回灌井施工、地面回灌系統(tǒng)設計、地面回灌系統(tǒng)安裝、回灌試驗、生產(chǎn)性回灌、回灌監(jiān)測、回灌評價和系統(tǒng)維護與保養(yǎng)等，工作流程見圖1。*圖1砂巖熱儲地熱尾水回灌工作流程圖4.2砂巖熱儲地熱資源開發(fā)時，應配套施工回灌井，實施采灌平衡，維持開發(fā)熱儲層壓力。4.3應進行同層回灌，維護熱儲層原有水質(zhì)。4.4應不改變熱儲層結構，不影響開采井水溫。5回灌目的層可回灌性論證與回灌井地質(zhì)設計5.1回灌目的層可回灌性論證5.1.1地熱地質(zhì)參數(shù)地熱地質(zhì)參數(shù)的勘查，應符合下列要求：a)應進行綜合測井，解譯回灌熱儲的地層巖性、滲透率、孔隙度、單層厚度、熱儲厚度、含水率、泥質(zhì)含量等參數(shù)。b)應開展非穩(wěn)定流抽水試驗，確定回灌熱儲層的滲透系數(shù)、彈性釋水系數(shù)、導水系數(shù)等參數(shù)；應開展穩(wěn)定流抽水試驗，確定回灌熱儲層的涌水量、降深等出水能力參數(shù)。c)應進行砂粒大小和級配的實驗分析工作：1)砂巖分類，用主要粒徑顆粒質(zhì)量占總質(zhì)量百分比判定，見表1。表1砂巖分類與定名中砂巖42)砂粒級配，用不均勻系數(shù)(C,C。=dso/d?)判定，見表2。表2回灌熱儲層砂粒級配判定均勻質(zhì)砂較不均勻砂不均勻砂5.1.2沉積環(huán)境沉積環(huán)境的勘查，應滿足下列要求：a)達到可行性勘查階段以上的地區(qū)，應進行回灌熱儲層沉積環(huán)境、分布特征、礦物組分、顆粒形態(tài)(顆粒大小及組分含量、分選性、磨圓度、膠結狀態(tài))、平面及垂向的演化規(guī)律、成巖作用及雜基的勘查研究；b)未達到可行性勘查階段以上的地區(qū)，宜開展地熱地質(zhì)勘查和施工探采結合井工作。5.1.3流體特征流體特征的勘查，應滿足下列要求：a)應進行水質(zhì)全分析、同位素分析，分析項目按GB/T11615執(zhí)行，確定地熱流體水化學性質(zhì)及補b)應進行懸浮物測試，確定其物理成分；c)進行水位、水溫監(jiān)測，確定回灌熱儲層的流場及溫度場特征。5.2回灌目的段的確定5.2.1回灌日的段應選擇與開采開對應的熱儲層、段。5.2.2回灌目的段應選擇顆粒粗、級配好的砂巖熱儲層、段，并應根據(jù)其孔隙度、滲透率和單層厚度再進行選取和可回灌性判定。砂巖段的可選性及可回灌性判定依據(jù)如下：a)根據(jù)孔隙度(n)進行砂巖段選取和可回灌性判定，見表3。表3根據(jù)孔隙度選取砂巖段及可回灌性判定差不應選取不宜選取宜選取好b)根據(jù)滲透率(k)進行砂巖段選取和可回灌性判定，見表4。5表4根據(jù)滲透率選取砂巖段及可回灌性判定差好c)根據(jù)單層厚度(h)進行砂巖段選取和可回灌性判定，見表5。表5根據(jù)單層厚度選取砂巖段及可回灌性判定差不應選取不宜選取宜選取好5.2.3回灌目的段的選擇，應滿足下a)砂巖段顆粒為細砂級(0.01mm)以上，不均勻系數(shù)宜小于5;b)砂巖單層段孔隙度大于15%;c)砂巖單層段滲透率大于200×10-3μm2;d)砂巖單層段厚度宜大于10m;e)滿足a)至d)條件的砂巖層，累計厚度應大于80m。5.3回灌井地質(zhì)設計5.3.1設計要求5.3.1.1設計應由地質(zhì)、鉆探技術人員共同編制，施工單位技術負責審核后提交任務來源單位，經(jīng)評審5.3.1.2設計的內(nèi)容應符合國家、行業(yè)及地方有關地熱尾水回灌的要求和規(guī)定。5.3.1.3井身結構應滿足鉆井、回灌、回揚及獲取水文地質(zhì)參數(shù)的需要。5.3.1.4鉆井工藝選擇應有利于保護熱儲層、避免或減少對熱儲層的污染。5.3.1.5設計與實際情況不符時，應及時變更設計并報批。5.3.2設計內(nèi)容5.3.2.1前言5.3.2.1.1工程概況65.3.2.1.2設計編寫的依據(jù)項目任務書(合同)、相關標準及規(guī)范、相關技術成果及資料5.3.2.2設計井地熱地質(zhì)條件5.3.2.3合理采灌井距采用解析法或數(shù)值模擬法計算確定，參見附錄A。5.3.2.4鉆井設備及場地布設5.3.2.5回灌井鉆井質(zhì)量6回灌井鉆井技術設計與施工6.1回灌井鉆井技術設計6.1.1井身結構6.1.1.1大口徑填礫井井身結構大口徑填礫井井身結構參見附錄B,應滿足下列要求：a)泵室段，孔徑不小于550mm,管徑不小于273.1mm,長度不小于300m;b)井壁段，孔徑不小于400mm,管徑不小于177.8mm,長度根據(jù)實際需求確定；c)濾水段，孔徑不小于400mm,管徑不小于177.8mm,長度根據(jù)回灌目的層條件確定；d)若套管有重疊，重疊段應大于30m。6.1.1.2固井射孔井身結構固井射孔井身結構參見附錄C,應滿足下列要求：a)泵室段，孔徑不小于444.5mm,管徑不小于339.7mm,長度不小于300m;b)井壁段，孔徑不小于311.2mm,管徑不小于244.5mm,長度根據(jù)實際需求確定；c)濾水段，孔徑不小于311.2mm,管徑不小于244.5mm,長度根據(jù)回灌目的層條件確定；d)若套管有重疊，重疊段應大于30m。6.1.2鉆井工藝鉆井工藝應滿足下列要求：7b)受場地條件限制，采灌井距小于合理井距時，應采用定向鉆井工藝；回灌目的層砂巖層垂向上不滿足5.2.3e時，宜采用定向鉆井工藝。定向鉆井按DZ/T0260執(zhí)行，井身結構參見附錄D。6.1.3鉆井液6.1.3.1熱儲溫度條件應根據(jù)熱儲層的溫度選擇適宜的鉆井液：a)小于90℃的低溫地熱井，一般選用膨潤土低固相鉆井液；b)90℃~150℃的中溫地熱井，一般采用膨潤土、高嶺土或海泡土及其混合土配漿，采用鉻褐煤、丙烯酸鹽、特種樹脂等處理劑處理并加溫石棉；c)大于150℃的高溫地熱井，主要用海泡土配漿，采用鉻褐煤、丙烯酸鹽、特種樹脂和溫石棉進行處理。6.1.3.2地層條件應根據(jù)地層的條件選擇適宜的鉆井液：b)地層松散、破碎時，應適當提高鉆進液的黏度和切力，選用高密度優(yōu)質(zhì)鉆井液；c)在易水化膨脹坍塌的地層鉆進時，應使用失水量低的鉆井液，宜選用鉀基鉆井液、鈣處理鉆井液等具有較強抑制性能的鉆井液。6.1.3.3水源條件在缺水地區(qū)施工時，應選用節(jié)水鉆井液。6.1.4成井工藝的選取原則6.1.4.1大口徑填礫工藝選用大口徑填礫工藝時，應滿足下列規(guī)定：a)回灌目的段的滲透率小于500×10-3μm2;b)回灌目的段砂巖層的顆粒為中砂以下；c)回灌目的段砂巖層為弱固結至半固結(成巖程度低);d)孔壁穩(wěn)定；e)回灌目的段易出砂；f)成井深度宜小于2000m。6.1.4.2固井射孔工藝選用固井射孔工藝時，應滿足下列規(guī)定：a)回灌日的段的滲透率大于500×10-3μm2;b)回灌目的段砂巖層的顆粒為中砂以上；c)回灌目的段砂巖層為半固結至固結(成巖程度高);d)回灌目的段不易出砂；8e)成井深度宜大于2000m。6.1.5其他要求6.2施工工藝及要求6.2.1鉆井液宜選用對熱儲層有保護作用或?qū)醿訐p害小的鉆井液，并滿足下列要求：a)鉆井液宜選用低密度、滿足儲層近平衡鉆井的需要。b)鉆井液應與儲層巖石、儲層中流體相配伍。c)應具有良好的封堵能力，減少對熱儲層的滲透污染；固井射孔工藝成井時，回灌層段應選用高封堵鉆井液。d)鉆井液應易解堵，滲透性能恢復率應大于80%。a)測井前應保持鉆井液性能良好，保持井壁穩(wěn)定，井底干凈；c)提升(或下放)測井時要緩慢勻速，提升(或下放)速度小于0.25m/s。6.2.3沖孔換漿6.2.3.1測井之后進行破壁，破壁結束后，可利用井內(nèi)原鉆具進行排渣和沖孔換漿。6.2.3.2較穩(wěn)定地層換漿，鉆井液黏度控制在15Pa·s～20Pa·s之間，密度小于1.15g/cm3;穩(wěn)定性較差地層換漿，鉆井液黏度控制在20Pa·s～25Pa·s之間、密度控制在1.15g/cm3~1.20g/cm36.2.4下管6.2.4.1井管及套管材質(zhì)應為石油套管，套管規(guī)格參見附錄E,套管連接應使用套管鉗上扣，上扣扭矩應符合石油套管標準。6.2.4.2根據(jù)測井及解譯結果，確定目的熱儲層及濾水管的深度及長度，要求濾水管與主要砂層的對準率達到90%以上。6.2.4.3下管前應校正孔深。6.2.4.4全井下管時，應在底部設30m～50m沉淀管。6.2.4.5井管下放速度不宜過快，不穩(wěn)定地層應小于0.3m/s。6.2.5.1礫料質(zhì)量要求礫料的質(zhì)量應滿足下列要求：9a)礫料應選擇石英含量60%以上，質(zhì)地堅硬，密度大，渾圓度好的砂礫；b)在標準土酸(3%HF+12%HCl)中，礫石的溶解質(zhì)量分數(shù)不應超過1%。6.2.5.2礫料礫徑礫料礫徑的選擇應符合下列要求：a)對回灌含水層進行顆粒分析，確定含水層的粒度中值(即dso);b)所填礫料規(guī)格應為Dso=(6～8)dso。6.2.5.3填礫厚度及高度填礫的厚度及高度應符合下列要求：a)填礫厚度應大于12Ds?,一般控制在75mm～150mm之間；b)填礫高度應高出濾水管頂界面30m～50m。6.2.5.4填礫的方法6.2.5.4.1大口徑填礫工藝在下管后，填礫前，應進行二次換漿，直至鉆井液黏度不大于18Pa·s,遇孔壁不穩(wěn)定地層時，鉆井液黏度可適當提高。6.2.5.4.2常用填礫方法為：a)動水填礫，井管底、井管口密封，沖洗液從井管返到環(huán)隙，從環(huán)隙返到地面，沖洗液黏度達18Pa·s、密度達1.05g/cm3左右時，把礫料從環(huán)隙均勻填入，一般填入速度為3m3/h~6m3/h。填礫過程中注意返水量、泵壓及沖洗液黏度的變化。當?shù)[料超過最上部濾水管時，壓力達到最大值，應注意調(diào)整沖洗液黏度。b)靜水填礫，將礫料從環(huán)隙均勻投入，利用礫料密度大于沖洗液的性質(zhì)，將沖洗液從井管內(nèi)壓出，通過導管將溢出的沖洗液導入環(huán)隙內(nèi)，應保持環(huán)隙沖洗液而與地面基本持平，若環(huán)隙沖洗液而下降，應從泥漿池抽取沖洗液進行補充，投礫速度控制在10m3/h～15m3/h之間為宜。c)抽水填礫，將礫料從環(huán)隙均勻投入，利用潛水泵從井管內(nèi)抽水，沖洗液導入環(huán)隙內(nèi)，應保持環(huán)隙沖洗液面與地面基本持平，投礫速度控制在15m3/h～20m3/h之間為宜。6.2.6止水及方法6.2.6.1大口徑填礫工藝地熱井礫料底部宜用橡膠止水，礫料頂部宜用黏土止水或水泥固井止水；多開孔或射孔工藝井，應采用水泥固井止水。6.2.6.2常用止水方法為：a)黏土止水，可選用直徑為15mm～30mm的半干黏土球止水，止水厚度大于或等于50m;b)橡膠止水，止水位置應在泥巖密實井段，安裝橡膠傘2組～4組；c)固井止水，表層套管固井時，水泥漿返至地表；技術套管固井時，水泥漿返高應不低于400m,套管重疊段用水泥封固嚴密；水泥標號不宜小于P.O42.5;回灌目的層固井時，宜采用G級油井固井時應符合下列要求：a)固井前應做好水泥漿稠化時間試驗工作，確保施工質(zhì)量和固井安仝；固井段內(nèi)井管應安裝扶正b)固井前應循環(huán)鉆井液不少于2個循環(huán)周；c)注水泥漿前應泵入2m3~3m3清水作為隔離液；d)注水泥漿過程中，應隨時監(jiān)控水泥漿密度和泵壓變化；水泥漿密度一般控制在1.60g/cm3~e)G級油井水泥候凝時間大于或等于48h,礦渣硅酸鹽水泥候凝時間大于或等于72h;f)固井結束后，應及時清洗有關設備和工具。6.2.8.1射孔作業(yè)前應根據(jù)地層的特性配制與地層相配伍的射孔液(地層條件較好時，可將鉆井液全部替換為清水)。6.2.8.2射孔井段的深度應以測井資料為基準進行校對，保證射孔槍下到正確位置。6.2.8.3射孔井段長度應根據(jù)地質(zhì)錄井及測井資料確定，一般不小于80m,射孔參數(shù)參見表6。6.2.8.4同一射孔段，不應為了增加孔密度而進行重復射孔。表6射孔參數(shù)參考表射孔套管直徑φ射孔槍直徑φ射孔直徑φ86.2.9.1應根據(jù)地熱井類型、成井工藝、地熱地質(zhì)條件等確定洗井方法和洗井時間。6.2.9.2常用以下洗井方法：活塞洗井、潛水泵抽水洗井、焦磷酸鈉洗井(質(zhì)量濃度0.6%～1%、井內(nèi)浸泡4h～8h)、高壓噴射洗井、空壓機氣舉洗井等。宜采用多種洗井方法聯(lián)合洗井：a)大口徑填礫工藝成井宜采用活塞洗井、潛水泵抽水洗井或空壓機氣舉洗井；b)射孔工藝成井采用空壓機氣舉洗井和潛水泵抽水洗井；c)洗井至水清砂凈，涌水量和水溫無明顯變化后做抽水試驗。6.2.10抽水試驗抽水試驗按GB/T11615執(zhí)行。6.2.11水質(zhì)測試水樣采集、保存與測試按GB/T11615執(zhí)行，熱儲層含有其他氣體時，應按照相關7地面回灌系統(tǒng)設計與安裝7.1地面回灌系統(tǒng)設計7.1.1地面回灌系統(tǒng)選擇應依據(jù)地熱尾水的流量、溫度、水質(zhì)確定，過濾精度應依據(jù)地熱尾水顆粒物、懸浮物的顆粒直徑和數(shù)量確定。7.1.2地面回灌系統(tǒng)應包括井口裝置、回灌管道、過濾器(除砂器、粗過濾器、精過濾器)、排氣罐、加壓泵、回揚泵及監(jiān)測、計量等設備(設施),安裝流程參見附錄F。7.1.3回灌設備的安裝應依據(jù)設計施工。7.2地面回灌系統(tǒng)安裝要求7.2.1回灌井井口裝置7.2.1.1回灌井井口裝置應進行加固、密閉，回灌水管、測管、儀表、閥門等應采取耐腐蝕措施和密封連接方式。7.2.1.2在回灌井井口宜安裝氮氣保護設施隔絕氧氣，充氮裝置應設有壓力自動調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)。7.2.2回灌管道7.2.2.1地面回灌系統(tǒng)采用的管材和管件應符合相關標準的技術要求，且滿足回灌系統(tǒng)工作壓力的要求。7.2.2.2地面回灌系統(tǒng)的輸送管徑應根據(jù)地熱尾水輸送量確定，一般不宜小于150mm。7.2.2.3地面回灌系統(tǒng)的管件材質(zhì)應根據(jù)地熱尾水的水溫、水質(zhì)選定，且滿足耐腐蝕和安裝連接方便的要求，應符合下列規(guī)定：a)地熱尾水具有腐蝕性時，應選用玻璃鋼管、碳鋼管材或不銹鋼鋼管；b)地熱尾水無腐蝕性時，可選用防腐處理的無縫石油鋼管或碳鋼管材；c)地熱尾水溫度高于當?shù)仄骄鶜鉁貢r，不應選用PE管材。7.2.3過濾設備7.2.3.1回灌地熱尾水應先經(jīng)過除砂器進行處理。選用的除砂器應符合下列規(guī)定：a)對地熱流體中，直徑大于0.075mm的固體顆粒的整體除砂效率應不小于90%:b)應滿足排砂方便、溫度降低少、水頭損失小、地熱流體不與空氣接觸等要求；c)進水口直徑宜大于或等于出水口直徑，最高使用壓力不大于1MPa;d)外露金屬面噴涂防銹底漆和面漆，內(nèi)襯玻璃鋼厚度不小于1.5mm或靜電噴涂環(huán)氧樹脂厚度大7.2.3.2除砂后的地熱尾水應經(jīng)過粗、精兩級或多級過濾設備處理，粗、精過濾器設備應符合下列規(guī)定：a)粗過濾器過濾精度應達到30μm～50μm,精過濾器過濾精度應達到1μm～3μm,泥質(zhì)含量較高時，宜在粗過濾裝置前加裝排污器。b)粗、精過濾設備應由單個或多個過濾器組成，精度相同的過濾器采用并聯(lián)方式連接，精度不同的過濾器采用串聯(lián)方式連接，粗、精過濾設備宜一用一備。c)應根據(jù)回灌水量確定單個過濾器過濾量和過濾器數(shù)量，過濾器整體外殼承受壓力應高于回灌系統(tǒng)最大工作壓力。d)每個過濾器應配有精確度等級達到1.0級的差壓變送器，或在過濾器進、出水兩端分別安裝精度為0.01MPa的表盤式壓力監(jiān)測儀。c)濾芯材料耐溫性能高于地熱尾水最高溫度；過濾精度應滿足系統(tǒng)所需精度要求；應滿足可反沖洗或更換要求。f)當過濾裝置兩端的壓差達到50kPa～60kPa時，應進行反沖洗或更換濾芯。g)反沖洗應采用大水量清洗，具體水量宜根據(jù)過濾裝置的過水能力確定，反沖洗的持續(xù)時間不少于20min。7.2.4排氣設備回灌系統(tǒng)應安裝排氣設備，排氣設備應符合下列規(guī)定：a)回灌系統(tǒng)中的排氣裝置應安裝在回灌加壓泵之前；b)排氣裝置的罐體頂部應設置自動排氣閥，排氣點應設在排氣罐的最高點；c)應通過排氣管道將釋放出的氣體排出設備間，若氣體具有易燃易爆性或有毒性，應按《危險化學品安全管理條例》及相關國家標準、行業(yè)標準進行處理；d)排氣罐的進出水口應安裝在排氣罐的最低點，排氣罐的容積不小于1m3;e)排氣罐體容許的工作壓力應高于回灌系統(tǒng)的最大工作壓力。7.2.5加壓泵回灌系統(tǒng)應安裝加壓泵，加壓泵應符合下列規(guī)定：a)加壓泵應安裝在排氣罐的排水端；b)加壓泵宜選用可變頻的管道泵；c)加壓泵的規(guī)格、型號應根據(jù)回灌壓力和回灌量的要求確定，并符合壓力容器的設計安裝要求。7.2.6回揚泵回灌系統(tǒng)應安裝回揚泵，回揚泵應符合下列規(guī)定：a)選擇帶有抽灌轉換裝置的潛水泵；b)根據(jù)抽水試驗最大出水量選擇適宜的潛水泵，泵頭下入深度應大于抽水試驗最大降深5m;c)潛水泵和泵管應經(jīng)過防腐防垢處理，確保無銹、無腐蝕，測管暢通。7.2.7變頻器開采泵、回揚泵、加壓泵應用變頻器來控制，變頻器應符合下列規(guī)定：a)變頻器的功率宜大于控制設備的額定功率；b)變頻器的工作功率宜為額定功率的60%～80%;c)變頻器與所控制設備的距離宜小于100m;d)變頻器應安裝在通風條件好的室內(nèi)場地；如果需露天安放，變頻器外殼應具有防水功能。8回灌試驗8.1一般規(guī)定生產(chǎn)性回灌前應進行回灌試驗，確定目的熱儲層可回灌性和制定方案。8.2梯級流量試驗梯級流量試驗應在定水溫條件下進行，控制灌入流量，確定該井的可回灌性，試驗方法如下：a)以20m3/h的回灌流量梯度增量進行回灌，水位每級應穩(wěn)定48h。b)最大白然回灌量以回灌井水位距井口不少丁10m,穩(wěn)定時間應大丁120h為準。8.3梯級溫度試驗梯級溫度試驗應在定流量回灌條件下進行，通過調(diào)節(jié)溫度，確定溫度對回灌的影響，試驗方法如下：a)原水溫度回灌試驗(與開采井井口水溫相同)時，水位應穩(wěn)定48h;b)35℃(模擬地板輻射供暖尾水溫度試驗)時，水位應穩(wěn)定48h;c)25℃(模擬熱泵利用供暖尾水溫度試驗)時，水位應穩(wěn)定48h。9回灌工藝9.1一般規(guī)定9.1.1生產(chǎn)性回灌前，應分別對開采井和回灌井進行回揚，直至水清砂凈，按抽水試驗要求做好水溫、水位、水量數(shù)據(jù)記錄，并進行相應的分析對比。9.1.2應通過回灌管進行回灌，回灌管應保持密封，浸入水中深度應大于5m。9.1.3瞬時回灌率應不低于80%。9.2回灌方式9.2.1自然回灌自然回灌應符合下列要求：a)回灌前應記錄回灌井流量表起始讀數(shù)、水位、液面溫度等。b)檢查并保證回灌系統(tǒng)密封。關閉回揚水閥和回揚排水閥，開足回灌進水閥，再緩慢打開控制閥，讓地熱尾水從回灌管中進入回灌井。c)回灌過程中密切關注回灌系統(tǒng)暢通和回灌井水位變化情況。當回灌井水位無快速上升，回灌量穩(wěn)定時，持續(xù)回灌；當回灌井水位上升較快時應加密觀測，水位距井口小于10m時，應停止回d)回灌開始至結束后一定時間內(nèi)，按要求連續(xù)觀測、記錄瞬時回灌量和累計回灌量、水位、溫度等數(shù)據(jù)。對異常情況發(fā)生的時間、現(xiàn)象、原因分析、處理措施和效果要詳細記錄，確?；毓噙^程中數(shù)據(jù)記錄準確、完整。9.2.2加壓回灌加壓回灌應先排出井筒內(nèi)的氣體，并應符合下列要求：a)加壓回灌前觀測、記錄好流量表起始讀數(shù)、回灌井水位、壓力等原始數(shù)據(jù)；b)當管網(wǎng)余壓不足時開啟加壓泵進行加壓回灌，壓力從小到大逐漸疊加，直至回灌量正常；c)加壓回灌時回灌系統(tǒng)應通暢，井口壓力無明顯、快速上升，加壓管道無異響、泄漏、變形等異?，F(xiàn)象，確保人員與設備安全；d)記錄加壓回灌量(瞬時回灌量和累計回灌量)、水溫、井口管道壓力表讀數(shù)，確保數(shù)據(jù)記錄準確完整；e)當井口壓力達到加壓回灌設計值時，應停止加壓回灌，待井口壓力減小到0時，再進行檢查、維護。9.3回揚9.3.1一般情況處理9.3.1.1回灌井堵塞(見10.4.2)時，宜采用回揚的方法處理，恢復至初始單位開采量，方可進行回灌。9.3.1.2回揚過程中應按時記錄回揚量與靜、動水位，宜取水樣分析懸浮物含量及離子成分。9.3.2回揚的時機9.3.2.1適時回揚生產(chǎn)性回灌時，發(fā)生下列情況應進行回揚：a)回灌量穩(wěn)定，水位或壓力持續(xù)上升時；b)水位或壓力穩(wěn)定，回灌量逐步減小時；c)水質(zhì)發(fā)生惡化時。9.3.2.2定時回揚回灌堵塞規(guī)律明顯的地熱回灌井，應定期進行回揚清洗。每次回揚應掌握好回揚次數(shù)和持續(xù)時間，回揚至水清砂凈。回揚的次數(shù)和持續(xù)時間宜根據(jù)下列因素確定：a)含水層中顆粒越細，宜增加回揚的次數(shù)和持續(xù)時間；b)回灌量越大，宜增加回揚的次數(shù)和持續(xù)時間；c)用機械壓力加壓回灌時，壓力越大，宜增加回揚的次數(shù)和持續(xù)時間。9.3.2.3延時回揚發(fā)生以下情況應延長回揚的持續(xù)時間：a)回揚水質(zhì)渾濁不清時；b)動水位持續(xù)下降時；c)回揚量持續(xù)減小時。9.3.3回揚的方法9.3.3.1連續(xù)回揚宜用最大涌水量連續(xù)抽水的方式進行回揚，中途不停，至水清砂凈。適用于下列情況：a)回灌井洗井不徹底時；b)回灌井輕微堵塞(見10.4.2)時；c)連續(xù)回揚可以疏通(見10.4.3)時。9.3.3.2間隔回揚宜用最大涌水量抽水的方式進行回揚至水清砂凈，停抽不小于4h后，再次回揚至水清砂凈；依次循環(huán)至回灌井疏通。適用于下列情況：a)回灌井洗井不徹底時；b)回灌井中等堵塞時；c)連續(xù)回揚不能疏通時。9.3.3.3回灌回揚宜用最大涌水量抽水的方式進行回揚至水清砂凈后，用不溢出井口的水量(一般不大于開采井開采量的25%)進行回灌，回灌時間不小于8h,再次回揚至水清砂凈；依次循環(huán)至回灌井疏通。適用于下列情況：a)回灌井嚴重堵塞時；b)間隔回揚不能疏通時。9.4回灌數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析應對回灌數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，滿足下列要求：a)繪制回灌量與回灌井水位埋深、回灌井水位升幅歷時曲線；b)繪制回灌量與開采井水位埋深、開采井水位升(降)幅歷時曲線；c)定流量回灌時，繪制回灌溫度與回灌井水位升幅歷時曲線；d)將回灌后的回揚水位、流量與回灌前的抽水數(shù)據(jù)進行對比分析，評價可回灌性。9.5生產(chǎn)性回灌方案根據(jù)回灌試驗結果，制定適宜的回灌方案?；毓喾桨笐ㄗ畲蠡毓嗔俊⑦m宜的尾水溫度、回灌方10回灌監(jiān)測與評價10.1一般規(guī)定10.1.1在回灌過程中，應對開采井和回灌井進行監(jiān)測。有條件地區(qū)，宜以采灌井連線為中軸布置監(jiān)測10.1.2水位、水溫和采灌量應同步監(jiān)測10.2回灌監(jiān)測的內(nèi)容10.2.1水位監(jiān)測應對開采井、回灌井和觀測井的水位進行監(jiān)測，水位監(jiān)測應符合下列規(guī)定：a)在回灌前確定回灌井、開采井和觀測井的初始水位；b)對回灌井、開采井和觀測井動水位進行同步監(jiān)測，監(jiān)測頻率為每30min一次，監(jiān)測記錄精確到c)應在定壓條件下測量；d)可用人工測量或用自動水位儀進行監(jiān)測。自動水位儀應定期進行人工校正。a)觀測記錄頻率為每30min一次，監(jiān)測記錄精確到0.1m3;b)回灌時應采用電磁流量計、聲波流量計或水表等流量計進行計量；c)流量計進水前端直管長度不小于70cm,后端直管長度不小于30cm。應對開采井井口水溫、尾水溫度和回灌井的液面水溫進行監(jiān)測，水溫監(jiān)測應符合下列規(guī)定：b)觀測記錄頻率為每30min一次，監(jiān)測記錄精確到0.1℃;c)應采用電磁溫度計、機械溫度計或分布式光纖測溫系統(tǒng)，不宜采用液體溫度計。10.2.4水質(zhì)監(jiān)測a)地熱開采井、地熱尾水水質(zhì)需每兩個月監(jiān)測一次；回揚水質(zhì)每個回灌期監(jiān)測不少于兩次；b)水質(zhì)監(jiān)測應進行水質(zhì)全分析(分析項目按GB/T11615執(zhí)行)、懸浮物分析和細菌分析。10.2.5溫度場監(jiān)測應進行溫度場監(jiān)測，溫度場監(jiān)測應符合下列規(guī)定：a)回灌前進行井內(nèi)測溫，觀測回灌井垂向上的溫度序列，作為溫度場演變研究的初始值；b)回灌結束后，應對回灌井不同深度的溫度每30d～60d監(jiān)測一次，分析回灌對熱儲溫度場的應進行回揚監(jiān)測，回揚監(jiān)測應符合下列規(guī)定：a)對單次回揚的持續(xù)時間進行監(jiān)測記錄；b)對回揚的間隔、周期進行監(jiān)測記錄。應進行壓力監(jiān)測，壓力監(jiān)測應符合下列規(guī)定：b)觀測記錄的頻率每30min一次，監(jiān)測記錄精確到0.01min;c)壓力計算安裝在該部位的最高點。10.3回灌評價10.3.1.1進行回灌評價時，回灌井初始水位應參照非穩(wěn)定流抽水試驗觀測井水位進行修正。10.3.1.2回灌量和回灌井水位同步穩(wěn)定時，該水位為該回灌量所對應的穩(wěn)定水位。10.3.1.3穩(wěn)定水位與初始水位的差，為該回灌量時的水位升幅。10.3.1.4用單位回灌量(q?),即回灌量與水位升幅的比值來評價該井的回灌效果；回灌效果按表7進10.3.1.5如果進行了加壓，水位應換算為自然條件下的數(shù)值。表7回灌效果評價表回灌效果評價10.3.2.2回灌時，回灌井水位突然上升或連續(xù)上升，回揚時動水位突然下降或連續(xù)下降，不能穩(wěn)定在某10.3.2.3回灌井的堵塞程度，可通過堵塞比(e?)來判別：a)在一個回灌期內(nèi)，當ε,≤0.3時，為輕度堵塞；10.3.3.1回揚時水位不能穩(wěn)定，應停止回灌，待問題解決后繼續(xù)回灌。10.3.3.2回揚效果用疏通比(ea)進行評價：c)當ε?<0.5時，疏通較差。10.3.4.1應進行回灌熱儲層參數(shù)變化分析，并應符合下列規(guī)定：a)采用非穩(wěn)定流抽水試驗計算相關地熱地質(zhì)參數(shù)；b)對比分析回灌前后地熱井地熱地質(zhì)參數(shù)的變化；c)對比分析多年回灌的地熱地質(zhì)參數(shù)及其變化規(guī)律。10.3.4.2應根據(jù)回灌前后回灌井的滲透系數(shù)來判別熱儲層的損害情況。10.3.4.3當回灌后的滲透系數(shù)(K)大于回灌前的滲透系數(shù)(K。)時，判斷為熱儲層改良。10.3.4.4當回灌后的滲透系數(shù)小于回灌前的滲透系數(shù)時，判斷為熱儲層損害，損害程度用K-/K。值進11系統(tǒng)維護與保養(yǎng)11.1回灌運行前的養(yǎng)護11.1.1回灌前應用回灌水對整個系統(tǒng)管路進行沖洗，排掉系統(tǒng)中的氣體及固體顆粒。11.1.2應檢查回灌管路漏水、漏氣情況；檢查儀器儀表和設備的正常工作情況。11.1.3回灌管路應做保溫處理。11.2回灌運行期的養(yǎng)護11.2.1回灌期間應做好設備、儀器的防凍、防水保護措施，防止他人損壞或?qū)θ松戆踩a(chǎn)生影響。11.2.2應定期對過濾設備進行排污、反沖洗或清洗。11.2.3應定時檢查管道的密閉性，是否存在漏11.3停灌后的養(yǎng)護11.3.2回灌結束后，應進行回揚洗井。11.3.3回揚洗井后，排出管道和過濾設備內(nèi)的積水，對設備進行檢查維護。11.3.4回灌井發(fā)生嚴重堵塞，回揚的方法不能疏通時，宜采用酸洗或空壓機洗井。11.3.5各項工作結束后，應將井下設備提至地面，清理附著雜物，涂刷防腐層，并密封井口。12成果驗收與資料提交12.1成果報告編制與驗收12.1.1成果驗收的依據(jù)成果驗收的依據(jù)如下：a)項目任務書；b)項目設計書；c)地面回灌系統(tǒng)建設方案；d)回灌操作方案；e)有關規(guī)范和技術要求。12.1.2成果報告編制應編寫成果報告，成果報告應包含下列內(nèi)容：a)回灌目的層可回灌性論證報告編制參見附錄I;b)回灌系統(tǒng)建設和總結報告；c)年度回灌總結報告編制參見附錄J。12.1.3成果驗收12.1.3.1應取得不少于一個采暖季的開采、回灌監(jiān)測數(shù)據(jù)，并編制年度回灌總結報告。12.1.3.2申請成果報告評審，應提供下述技術文件：a)項目任務書；b)項目設計書及審批意見書；c)質(zhì)量檢查意見；d)野外驗收意見。12.1.3.3最終成果須經(jīng)任務來源單位組織驗收。12.2資料提交應提交以下資料：a)成果類。包括成果報告，以及專題報告、附圖、附表、數(shù)據(jù)庫及評審意見書等附件。b)技術文件類。包括中標通知書、合同書、項目任務書、設計書及其審批意見書、野外驗收意見書等文件。c)電子類文件。包括工作中形成的各類電子介質(zhì)載體的文件、圖表、數(shù)據(jù)、圖像等。d)其他應提交的原始資料。A.1相對獨立的對井同層回灌<pc>——含水層單位體積熱容量，單位為焦[耳]每立方米攝氏度[J/(m3·℃)],可用式(A.2)(資料性附錄)大口徑填礫井井身結構大口徑填礫井井身結構參見圖B.1。圖B.1大口徑填礫井井身結構(資料性附錄)固井射孔井身結構固井射孔井身結構參見圖C.1。圖C.1固井射孔井身結構(資料性附錄)定向鉆井井身結構定向鉆井井身結構參見圖D.1。圖D.1定向鉆井井身結構(資料性附錄)常用套管尺寸及規(guī)格常用套管尺寸及規(guī)格參見表E.1。表E.1常用套管尺寸及規(guī)格內(nèi)徑螺紋類型圓螺紋圓螺紋圓螺紋圓螺紋圓螺紋(資料性附錄)回灌系統(tǒng)運行流程圖回灌系統(tǒng)運行流程參見圖F.1。S②除砂罐蝶閥Qv×單向閥圖F.1回灌系統(tǒng)運行流程圖(規(guī)范性附錄)回灌井回灌監(jiān)測記錄表回灌井數(shù)據(jù)監(jiān)測記錄表見表G.1?；毓嗑毓啾O(jiān)測記錄表觀測時間水位觀測回灌觀測回揚觀測月時分延續(xù)時間由測點算mm壓力℃℃(規(guī)范性附錄)開采井回灌監(jiān)測記錄表開采井回灌監(jiān)測記錄表見表H.1。