《《砂岩热储地热尾水回灌技术规程》（报批稿）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《砂岩热储地热尾水回灌技术规程》（报批稿）（37页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、ICS 13 020 D 10 DZ 中 华 人 民 共 和 国 地 质 矿 产 行 业 标 准 DZ T XXXXX XXXX 砂岩热储地热尾水回灌技术规程 Technical regulations for geothermal return water reinjection of sandstone reservoir 报批稿 XXXX XX XX 发布 XXXX XX XX 实施 中华人民共和国自然资源部 发 布 DZ T XXXXX XXXX I 目 次 前言 III 引言 IV 1 范围 1 2 规范性引用文件 1 3 术语和定义 1 4 总则 3 5 回灌目的层可回灌性勘查与地
2、质设计 3 5 1 回灌目的层勘查 3 5 2 回灌目的段的确定 4 5 3 回灌井地质设计 5 6 回灌井钻井技术设计与施工 6 6 1 回灌井钻井技术设计 6 6 2 施工工艺及要求 7 7 地面回灌系统设计与安装 10 7 1 地面回灌系统设计 10 7 2 地面回灌系统安装要求 10 8 回灌试验 12 8 1 一般规定 12 8 2 梯级流量试验 12 8 3 梯级温度试验 12 9 回灌工艺 12 9 1 一般规定 12 9 2 回灌方式 12 9 3 回扬 13 9 4 回灌数据统计分析 14 9 5 生产性回灌方案 14 10 回灌监测与评价 14 10 1 一般规定 14 1
3、0 2 回灌监测的内容 15 10 3 回灌热储参数变化分析 15 10 4 回灌评价 16 11 系统维护与保养 16 11 1 回灌运行前的养护 16 DZ T XXXXX XXXX II 11 2 回灌运行期的养护 17 11 3 停灌后的养护 17 12 成果验收与资料提交 17 12 1 成果验收 17 12 2 资料提交与归档 18 附录 A 资料性附录 合理采灌井距 19 附录 B 资料性附录 大口径填砾井身结构 20 附录 C 资料性附录 固井射孔井身结构 21 附录 D 资料性附录 定向钻进的井身结构 22 附录 E 资料性附录 常用套管尺寸及规格 23 附录 F 资料性附录
4、 回灌系统运行流程图 24 附录 G 规范性附录 回灌井回灌监测记录表 25 附录 H 规范性附录 开采井回灌监测记录表 26 附录 I 资料性附录 回灌目的层可回灌性勘查报告提纲 27 附录 J 资料性附录 年度回灌总结报告提纲 29 参考文献 31 DZ T XXXXX XXXX III 前 言 本标准按照 GB T 1 1 2009 标准化工作导则 第 1 部分 标准的结构和编写 给出的规则起草 本标准由中华人民共和国自然资源部提出 本标准由全国国土资源标准化技术委员会 SAC TC93 归口 本标准起草单位 山东省地质矿产勘查开发局第二水文地质工程地质大队 天津地热勘查开发设计 院 河
5、北省地矿局第三水文地质工程地质大队 中国地调局地球深部探测中心 中石化绿源地热能开发 有限公司 清华大学 本标准主要起草人 康凤新 周群道 赵苏民 秦耀军 谭现锋 王贵玲 郑喜珍 郭世炎 赵志 宏 黄星 刘志涛 沈健 万军伟 朱利民 赵书兴 赵季初 赵长亮 冯守涛 毛连义 DZ T XXXXX XXXX IV 引 言 地热能是一种绿色低碳 可循环利用的可再生清洁能源 广泛应用于供暖 理疗 种植 养殖等领 域 加快地热能勘查开发利用 对于调整能源结构 推进节能减排 改善大气质量 减轻冬季雾霾具有 重要的现实意义 但由于前期地热资源粗放的开发利用方式 地热供暖尾水的大量排放不但造成了资源 浪费并导
6、致热储压力不断下降 抽水耗能不断增加 高矿化度的地热尾水对周边地表水 地下水及土壤 环境也带来了负面影响 为实现地热资源的绿色可持续开发利用 必须对地热供暖尾水进行回灌处理 从而避免因地热尾水 直接排放引起的热污染和化学污染 并维持热储压力 缓解地热水水位的大幅持续下降 保证地热田的 可持续开采 即砂岩热储地热尾水回灌是地热资源可持续开发的主要保障措施 然而 砂岩热储地质条 件的复杂性 造成了尾水回灌难度大 热储层易发生堵塞而使回灌量衰减迅速 鉴此 为适应我国砂岩 热储地热资源大规模开发利用的需求 经大量回灌试验研究和生产性回灌实践探索 针对砂岩热储地热 尾水回灌的难点及要点 提出了相应的技术
7、方法及工艺流程 制定了本标准 DZ T XXXXX XXXX 1 砂岩热储地热尾水回灌技术规程 1 范围 本标准规定了回灌目的层可回灌性勘查与地质设计 回灌井钻井技术设计与施工 地面回灌系统设 计与安装 回灌试验 回灌工艺 回灌监测与评价 系统维护与保养 成果验收与资料提交等内容的技 术要求 本标准适用于砂岩热储地热尾水回灌 松散砂层等类型回灌可参考使用 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的 凡是注日期的引用文件 仅所注日期的版本适用于本文 件 凡是不注日期的引用文件 其最新版本 包括所有的修改单 适用于本文件 GB T 11615 地热资源地质勘查规范 DZ T 0260
8、 地热钻探技术规程 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件 3 1 砂岩热储 sandstone reservoir 埋藏于地下 具有一定的胶结或成岩性 且有一定有效孔隙度和渗透性的多孔介质 其中存储的地 热流体可供开发利用 3 2 地热尾水 geothermal return water 供暖或发电利用为主的密闭系统 提取热量后的地热流体 3 3 地热回灌 geothermal reinjection 将地热尾水通过回灌井灌入热储层的过程 3 4 自然回灌 natural reinjection 常温 常压条件下的回灌 3 5 加压回灌 pressurized reinjection 人
9、工增加压力的方式进行的回灌 3 6 回灌系统 reinjection system 地热回灌中 包括开采井 回灌井以及连通采 灌井之间的管路装置 过滤设备 排气设施 加压 设备和监测设施等组成的系统 DZ T XXXXX XXXX 2 3 7 回灌井 reinjection well 用于将地热尾水灌入同一热储层的地热井 3 8 回灌监测 reinjection monitoring 通过布设的监测点 利用仪器仪表和其它装置对地热流体进行监测 主要内容包括 地热流体压力 流量 温度及化学成份等 监测周期和频率可根据需要而定 3 9 回扬 flow reversal 为清除回灌井中的沉淀物和热储
10、层中的堵塞物 利用回扬设备在回灌井中进行的抽水工作 3 10 成井工艺 well completion operation 完成钻进施工后 进行的测井 换浆 下管 填砾 止水 固井 射孔 洗井 完井试验等工序 3 11 热突破 geothermal breakthrough 灌入的地热尾水使开采井温度降低的现象 3 12 回灌试验 reinjection test 在一定周期内将地热尾水灌入回灌井中 根据动态监测数据 对回灌井可回灌性进行的试验和评价 3 13 合理采灌井距 reasonable distance between production and reinjection wells
11、 在100年开采 回灌周期内 开采井不产生热突破的前提下 采 灌井在回灌目的热储层的适宜距 离 3 14 回灌率 reinjection ratio 回灌量占开采量的比例 回灌率可分为瞬时回灌率 累计回灌率和某个区域的回灌率 3 15 单位回灌量 specific reinjection rate 每米水位升幅的回灌流量 3 16 大口径填砾井 large diameter gravel packing well 滤水段孔径不小于400mm 管径不小于177 8mm 孔管环隙填充一定规格砾料的地热井 3 17 堵塞比 clogging ratio 回灌末期单位回灌量的减少量与回灌初期的单位回灌
12、量之比 3 18 疏通比 clearance ratio 回扬末期的单位涌水量与回灌前单位涌水量之比 3 19 热储层损害 geothermal reservoir damage 储层孔隙被缩小或被堵塞而造成渗透性能降低的现象 4 总则 DZ T XXXXX XXXX 3 4 1 砂岩热储地热尾水回灌主要流程包括回灌目的层可回灌性勘查 回灌井地质设计 回灌井钻进技 术设计 回灌井施工 地面回灌系统设计 地面回灌系统安装 回灌试验 生产性回灌 回灌监测 回 灌评价和系统维护与保养等 工作流程如图 1 所示 图1 砂岩热储地热尾水回灌工作流程图 4 2 砂岩热储地热资源开发时 应配套施工回灌井 实
13、施采灌平衡 维持开发热储层压力 4 3 应进行同层回灌 维护热储层原有水质 4 4 应不改变热储层的结构和不影响开采井水温 4 5 地热资源的勘查 开发 设计和施工应以生态环境保护优先 绿色勘查 按 T CMAS 0001 执行 5 回灌目的层可回灌性勘查与地质设计 5 1 回灌目的层勘查 5 1 1 地热地质参数 地热地质参数的勘查 应符合下列要求 a 应进行综合测井 解译回灌热储的地层岩性 渗透率 孔隙度 单层厚度 热储厚度 含水率 泥质含量等参数 b 应开展非稳定流抽水试验 确定回灌热储层的渗透系数 弹性释水系数 导水系数等参数 c 应进行砂粒大小和级配的实验分析工作 1 砂岩分类 用主
14、要粒径颗粒质量占总质量百分比判定 见表 1 表1 砂岩分类与定名 砂岩分类 颗粒级配 砾砂岩 粒径大于 2mm 的颗粒质量占总质量 25 50 粗砂岩 粒径大于 0 5mm 的颗粒质量超过总质量 50 中砂岩 粒径大于 0 25mm 的颗粒质量超过总质量 50 细砂岩 粒径大于 0 1mm 的颗粒质量超过总质量 75 粉砂岩 粒径大于 0 1mm 的颗粒质量不超过总质量 75 2 砂粒级配 用不均匀系数 Cu来判定 Cu d60 d10 见表 2 注1 d60为热储层砂 土试样筛分中能通过网眼的颗粒 其累计质量占试样总质量的60 时的最大颗粒直径 DZ T XXXXX XXXX 4 注2 d1
15、0为热储层砂 土试样筛分中能通过网眼的颗粒 其累计质量占试样总质量的10 时的最大颗粒直径 表2 回灌热储层砂粒级配判定 不均匀系数 Cu 1 Cu 3 3 Cu 5 5 Cu 10 Cu 10 级配评价 均匀质砂 较均匀质砂 较不均匀砂 不均匀砂 5 1 2 沉积环境 沉积环境的勘查 应满足下列要求 a 达到可行性勘查阶段以上的地区 应进行回灌热储层沉积环境 分布特征 矿物组份 颗粒形 态 颗粒大小及组分含量 分选性 磨圆度 胶结状态 平面及垂向的演化规律 成岩作用 及杂基的勘查研究 b 未达到可行性勘查阶段以上的地区 宜开展地热地质勘查和施工探采结合井工作 5 1 3 流体特征 流体特征的
16、勘查 应满足下列要求 a 应开展稳定流抽水试验 确定回灌热储层的涌水量 降深等出水能力参数 b 应进行水质全分析 同位素分析 分析项目按 GB T11615 执行 确定地热流体水化学性质及 补给条件 年龄 更新速度等 c 应进行悬浮物测试 确定其物理成分 d 进行水位 水温监测 确定回灌热储层的流场及温度场特征 5 2 回灌目的段的确定 5 2 1 回灌目的层应选择与开采井对应的热储层 段 5 2 2 回灌目的段应选择颗粒粗 级配好的砂岩热储层 段 并应根据其孔隙度 渗透率和单层厚度 再进行选取和可回灌性判定 砂岩段的可选性及可回灌性判定依据如下 a 根据孔隙度 n 进行砂岩段选取和可回灌性判定 见表 3 表3 根据孔隙度选取砂岩段及可回灌性判定 孔隙度 n 可回灌性 可选性 n 10 差 不应选取 10 n 15 较差 不宜选取 15 n 20 较好 宜选取 n 20 好 应选取 b 根据渗透率 k 进行砂岩段选取和可回灌性判定 见表 4 表4 根据渗透率选取砂岩段及可回灌性判定 渗透率 k 10 3 m2 可回灌性 可选性 k 100 差 不应选取 100 k 200 较差 不宜选
