3.1.3 回灌渗透性能影响因素
1.孔隙度对回灌能力的影响
通过搜集国内砂岩热储回灌井资料（表3-3）发现：砂岩热储地热回灌井的孔隙度一般大于20%。馆陶组回灌井孔隙度为22%～37%，其回灌量为43.68～69.2m3/h。
表3-3 地热回灌井取水段孔隙度、渗透率统计表
地热回灌工程中，热储层孔隙特征决定了其回灌能力的强弱。岩石中孔隙一般分为连通孔隙和封闭孔隙，只有那些互相连通的孔隙才有实际意义，有效孔隙度是指那些互相连通的、在一般压力条件下允许流体在其中流动的孔隙体积之和与岩样总体积的比值，以百分数表示。有效孔隙度小于其总孔隙度，有效孔隙度一般要比总孔隙度小5%～10%。多数含水层的孔隙度，变化区间为5%～30%，最普遍的是10%～20%。孔隙度不到10%的含水层，一般认为是没有回灌价值的。因此，结合国内砂岩热储孔隙度与回灌量的对比结果，得到孔隙度与砂层回灌能力关系，见表3-4。
表3-4 孔隙度与砂层回灌能力关系表
2.渗透率对回灌能力的影响
渗透率是表征介质导水能力的重要水文地质参数，与有效孔隙度成正比；渗透率越大，导水能力越强，回灌能力也越强。
砂岩热储地质参数资料显示，馆陶组回灌井渗透率为156.98×10-3～1742.0×10-3μm2。热储层的回灌能力与渗透率的关系见表3-5。
表3-5 渗透性能与砂层回灌能力关系表(https://www.daowen.com)
3.砂层厚度对回灌能力的影响
砂岩热储地热尾水回灌中，热储层砂岩单层厚度是决定回灌井回灌能力的地质要素之一。
根据牛顿黏性定律，同等条件下单层厚度越大，回灌的效果越好。在相同条件下，单层厚度越薄，意味着隔水层越多，其黏性阻力越大，回灌的效果就越差。
本文搜集鲁北院办公地回灌井和德热1回灌井（简称“德热1井”）资料，两者热储层岩性特征均为馆陶组，均采用填砾成井工艺，井身结构相似，取水层井径为177.8mm，孔径分别为444.5mm、450.0mm，两者的热储层位置和筛管位置以及其他参数见表3-6。
表3-6 鲁北院办公地回灌井和德热1井过滤管位置
通过对比发现：鲁北院办公地回灌井和德热1井含水层厚度分别为204m、206m，累计砂层厚度分别为162m、176m，累计砂层厚度占含水层厚度的比例分别为79.41%、85.44%，但两者的最大稳定回灌量分别为43.68m3/h、56.54m3/h，回灌量相差较多。两者回灌量相差较多的原因是德热1井单层砂层厚度均大于10m，而鲁北院办公地回灌井单层砂层厚度小于10m的共有三段，这说明热储层单层砂层厚度越大，越有利于回灌。
因此，根据华北地区馆陶组砂岩热储回灌井的取水段单层厚度，考虑实际所下滤水管长度规格、施工难易程度及施工成本，并结合实际回灌井回灌效果，形成了回灌目的层砂层单层厚度与回灌能力的关系，见表3-7。
表3-7 砂层单层厚度与回灌能力的关系
综上所述，当回灌场地热储层满足以下条件时，可认为其可开展回灌工作。具体包括：砂岩层颗粒为细砂级（0.01mm）以上、不均匀系数小于5、砂岩层孔隙度大于15%、砂岩层渗透系数大于200×10-3μm2、砂岩层单层厚度大于10m条件的砂岩层，累计厚度大于80m。这是一个最低条件，回灌井成井选层时尽量多取砂层。