9.1.6 回灌效果概述
1.水量、水位数据分析
（1）宜家小区回灌1井
回灌试验自2017年2月22日19点35分开始，至2017年3月14日21点结束。试验开始前测得水位为79.69m；采用开采1井供暖尾水作为回灌水源进行回灌，尾水平均温度为31℃，平均开采量为60m3/h；先后进行了10.9m3/h、28.9m3/h、58.9m3/h、54.8m3/h、49.2m3/h和49.7m3/h六个不同流量的回灌试验，累计回灌时间为25310min，累计回灌量为20121m3。回灌试验成果如图9-10、图9-11所示。
图9-10 宜家小区回灌1井回灌试验水位、水量、水温历时曲线
图9-11 宜家小区回灌1井回灌试验水位埋深、水量、水温历时曲线（平均回灌量为54.8m3/h）
根据监测数据，试验期间回灌井水位最高达到21.07m，最大试验回灌量为58.9m3/h。由图9-10可以看出，回灌井水位升幅与回灌量呈正相关，即随着回灌量的增大，回灌井水位升幅呈增大趋势。
图9-11为宜家小区回灌1井回灌试验水位埋深、水量、水温历时曲线（平均回灌量为54.8m3/h）。由图可以看出，回灌量与回灌井水位具有明显的正相关性。整个回灌过程回灌量基本保持稳定，开始回灌时，回灌量略大于平均回灌量（54.8m3/h），随着回灌的持续进行，回灌量缓慢下降，之后逐渐趋于稳定；回灌开始阶段回灌井水位持续快速上升，随着回灌的进行，水位上升明显变缓，水位不断上升直至趋于稳定。在整个回灌过程中，开采井开采量呈现稳定状态，开采井水温未发生改变。
（2）宜家小区回灌2井
回灌试验自2017年11月20日11点30分开始，至2018年3月20日11点30分结束。试验开始前测得水位为74.57m；采用开采2井供暖尾水作为回灌水源进行回灌，尾水平均温度为30℃，平均开采量为62m3/h；先后进行了15.6m3/h、30.7m3/h、40.4m3/h、37.2m3/h、48m3/h、34m3/h、48.7m3/h和43.8m3/h八个不同流量的回灌试验，累计回灌时间为106452min，累计回灌量为56901.8m3。回灌试验成果见图9-12、图9-13。
根据监测数据，试验期间回灌井水位最高达到28.14m，最大试验回灌量为48.7m3/h。由图9-12可以看出，回灌井水位升幅与回灌量呈正相关，即随着回灌量的增大，回灌井水位升幅呈增大趋势。
图9-13为宜家小区回灌2井回灌试验水位埋深、水量、水温历时曲线（平均回灌量为43.8m3/h）。由图可以看出，回灌量与回灌井水位具有明显的正相关性。整个回灌过程回灌量基本保持稳定，开始回灌时，回灌量略大于平均回灌量（43.8m3/h），随着回灌的持续进行，回灌量缓慢下降，之后逐渐趋于稳定；回灌开始阶段回灌井水位持续快速上升，随着回灌的进行，水位上升速率明显变缓，水位不断上升直至趋于稳定。在整个回灌过程中，开采井开采量呈现稳定状态，开采井水温未发生改变。
图9-12 宜家小区回灌2井回灌试验水位、水量、水温历时曲线图
图9-13 宜家小区回灌2井回灌试验水位埋深、水量、水温历时曲线图（平均回灌量为43.8m3/h）
（3）栖庭水岸小区回灌井
回灌试验自2017年11月25日12点30分开始，至2018年3月21日5点30分结束。试验开始前测得水位为71.36m；采用小区开采井供暖尾水作为回灌水源进行回灌，尾水平均温度为34℃，平均开采量为70m3/h；先后进行了18.20m3/h、17.10m3/h、18.60m3/h、34.50m3/h、18.90m3/h、37.70m3/h、36.70m3/h、52.80m3/h、57.60m3/h、52.60m3/h、58.60m3/h、57.70m3/h、58.10m3/h、52.00m3/h、56.90m3/h和58.20m3/h等多个不同流量的回灌试验，累计回灌时间为133524min，累计回灌量为107226.7m3。回灌试验成果如图9-14、图9-15所示。
根据监测数据，试验期间回灌井水位最高达到61.66m，最大试验回灌量为58.6m3/h。由图9-14可以看出，回灌井水位升幅与回灌量呈正相关，即随着回灌量的增大，回灌井水位升幅呈增大趋势。
图9-15为栖庭水岸小区回灌井回灌试验水位埋深、水量、水温历时曲线图（平均回灌量为58.6 m3/h）。由图可以看出，回灌量与回灌井水位埋深具有明显的正相关性。整个回灌过程回灌量基本保持稳定，开始回灌时，回灌量略大于平均回灌量（58.6m3/h），随着回灌的持续进行，回灌量缓慢下降，之后逐渐趋于稳定；回灌开始阶段回灌井水位持续快速上升，随着回灌的进行，水位上升明显变缓，水位不断上升直至趋于稳定。在整个回灌过程中，开采井开采量呈现稳定状态，开采井水温未发生改变。
图9-14 栖庭水岸小区回灌试验水位、水量、水温历时曲线图
图9-15 栖庭水岸小区回灌井回灌试验水位埋深、水量、水温历时曲线图（平均回灌量为58.6m3/h）
通过宜家小区与栖庭水岸小区回灌试验水位埋深、水量、水温历时曲线图（图9-10～图9-15）可知：回灌井各阶段回灌量保持稳定，各阶段回灌初期水位上升速度快，随着回灌的不断进行，水位上升速度明显减慢，最后水位逐渐趋于稳定；开采井整个回灌期间开采量相对稳定，水位初期下降速度较快，之后下降速度明显减缓，最后基本趋于稳定。
回灌过程是回灌水向热储层不断渗透的一个过程，回灌水在热储层中需要克服阻力才能不断渗透到热储层中。回灌开始时，较大流量的回灌水涌入回灌井中，回灌井中的回灌水无法及时向热储层中渗透扩散，所以在短时间内会出现水位的快速上涨。随着水位的不断上涨，水位压力不断增大，当水位压力增大至足以克服回灌阻力时，整个回灌系统达到平衡状态，即回灌量与回灌水位达到稳定。
2.最大回灌量及灌采比
（1）宜家小区回灌1井
根据宜家小区回灌1井回灌试验回灌量与水位升幅关系表（表9-2）及回灌量与水位升幅关系曲线（图9-16）可知，回灌量与水位升幅满足函数关系式：
表9-2 宜家小区回灌1井回灌试验回灌量与水位升幅关系表
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图9-16 宜家小区回灌1井回灌量与水位升幅关系曲线
通过图9-16与图9-17可以看出，回灌量随水位升幅的增大而增大，单位回灌量随水位升幅的增大呈减小趋势。根据《砂岩热储地热尾水回灌技术规程》（DZ/T 0330—2019）中的相关技术要求“最大自然回灌量以回灌井水位距井口不少于10m”，为了防止因水位上涨过快而溢出井口，本次选择回灌井水位距井口20m时的回灌量为最大回灌量，代入式9-1得出最大回灌量为59.1m3/h。
（2）宜家小区回灌2井
根据宜家小区回灌2井回灌试验回灌量与水位升幅关系表（表9-3）及回灌量与水位升幅关系曲线（图9-18）可知，回灌量与水位升幅满足函数关系式：
图9-17 宜家小区回灌1井单位回灌量与水位升幅关系图
表9-3 宜家小区回灌2井回灌试验回灌量与水位升幅关系表
通过图9-18与图9-19可以看出，回灌量随水位升幅的增大而增大，单位回灌量随水位升幅的增大呈减小趋势。根据《天津市地热回灌运行操作规程（试行）》（津国土房热〔2006〕1031号）中的相关技术要求“液面距井口深度不超过10m，此时说明回灌井仍有回灌潜力”，为了防止因水位上涨过快而溢出井口，本次选择回灌井水位距井口20m时的回灌量为最大回灌量，代入式9-2得出最大回灌量为52.7m3/h。
图9-18 宜家小区回灌2井回灌量与水位升幅关系曲线
图9-19 宜家小区回灌2井单位回灌量与水位升幅关系图
（3）栖庭水岸小区回灌井
根据栖庭水岸小区回灌井回灌试验回灌量与水位升幅关系表（表9-4）及回灌量与水位升幅关系曲线（图9-20）可知，回灌量与水位升幅满足函数关系式：
表9-4 栖庭水岸小区回灌井回灌试验回灌量与水位升幅关系表
续表
图9-20 栖庭水岸小区回灌井回灌量与水位升幅关系曲线
图9-21 栖庭水岸小区回灌井单位回灌量与水位升幅关系图
由图9-20与图9-21可以看出，回灌量随水位升幅的增大而增大，单位回灌量随水位升幅的增大呈减小趋势。栖庭水岸小区开采井平均开采量为70m3/h，根据式9-3计算回灌量为70m3/h时的水位升幅，为14.99m，距离井口还有56.37m，所以确定该回灌井最大回灌量为70m3/h。
综上所述，宜家小区回灌1井最大回灌量为59.1m3/h，灌采比为98.5%；宜家小区回灌2井最大回灌量为52.7m3/h，灌采比为85%；栖庭水岸小区回灌井最大回灌量为70m3/h，灌采比为100%（表9-5）。
表9-5 灌采量一览表
通过以上分析计算可以看出，宜家小区两眼回灌井回灌能力相差不大，栖庭水岸小区回灌井回灌能力明显优于宜家小区两眼回灌井。由表9-6可以看出，三眼回灌井成井工艺相同，均为大口径填砾成井工艺，且井径相同，热储层岩性均为浅灰、灰白色细砂岩，主要成分为石英、长石，所以成井工艺与热储层岩性不是造成各井回灌能力有差别的主要原因；宜家小区回灌1井与回灌2井热储层厚度相差不大，1井回灌初始水位与回灌水温均大于2井，推测较深的回灌初始水位与较高的回灌水温是1井回灌能力优于2井的原因；对比栖庭水岸小区回灌井与宜家小区回灌井，栖庭水岸小区回灌井热储层厚度、回灌水温均大于宜家小区回灌井，回灌初始水位小于宜家小区回灌井，推测较厚的热储层与较高的回灌水温是栖庭水岸小区回灌井回灌能力优于宜家小区回灌井的主要原因。
表9-6 回灌影响因素一览表
综上所述，影响回灌井回灌能力的主要因素有回灌井成井工艺、回灌井热储层厚度、回灌初始水位、回灌水温等。经对比分析，为了保证回灌井有较好的回灌能力，回灌井应满足以下因素：良好的成井工艺（大口径填砾成井工艺）、较大的热储层厚度、良好的回灌空间（回灌初始水位较深）及较高的回灌水温。
