9.2.4　回灌效果

9.2.4　回灌效果

1.回灌试验设计及试验过程

两处回灌系统建成后分别进行了回灌试验。其试验设计及过程如下。

（1）回灌试验设计

①回灌试验目的

通过回灌试验了解热储层的回灌能力并取得有关的试验参数，制定适合的回灌运行方案，试验均采取自然回灌方式，回灌量由小到大逐级增加。

②回灌试验前准备工作

a.完成回灌管路铺设与回灌井口装置及各仪器仪表安装。

b.天津DL-25H回灌井的回灌水源为DL-25井和第四系浅井的混合水，天津TGR-26D回灌井的回灌水源为TGR-25井换热后的地热尾水。

c.试验开始对回灌井进行静水位、水温观测，并记录数据。

d.回灌试验开始前必须进行管路冲洗，开采井抽水通过输水管道，从回灌井旁路的出口排出，冲洗输水管和过滤装置，直至水清砂净。

e.试验过程中通过变频控制开采量，利用阀门调节回灌量大小，用流量表、温度传感器通过下位机观测回灌流量及温度，用测线和电流表测量水位埋深。

③回灌井水位观测

在回灌试验开始对回灌井水位进行观测，观测时间间隔（min）为1、2、2、5、5、5、5、5、10、10、10、10、10、20、20、20、30、30……稳定后观测时间间隔改为1h。其他各组回灌试验，调节回灌量后可连续观测。

④回灌水温、回灌量观测

回灌水温、回灌总量和瞬时回灌量与回灌井水位同步观测，观测时间间隔一致。

⑤过滤压力监测

过滤装置进口与出口压力观测，观测时间间隔为1h。

（2）回灌试验过程

①天津DL-25H回灌井回灌试验

回灌试验自2010年11月24日开始，至2010年12月6日结束，分四组进行，历时286h，累计回灌量为14536m³。回灌前静水位埋深为97.47m，对应液面温度为40℃。回灌试验基本数据见表9-11，历时曲线见图9-28。

表9-11 天津DL-25H回灌井回灌试验数据表

图9-28 天津DL-25H回灌井回灌试验历时曲线

②天津TGR-26D回灌井回灌试验

利用TGR-25井的地热尾水对天津TGR-26D回灌井进行回灌。试验时间自2011年3月1日开始，至2011年3月31日结束，分五组进行，累计回灌时间为498h，累计回灌量为38249m³，恢复水位历时24h。回灌前静水位埋深为110.42m，对应液面温度为30.7℃。恢复水位自2011年3月31日10：00开始，至2011年4月1日10：00结束，历时24h。回灌试验数据见表9-12，历时曲线见图9-29。

表9-12 天津TGR-26D回灌井回灌试验数据表

图9-29 天津TGR-26D回灌井回灌试验历时曲线

（3）回灌数据整理及参数计算

①水位校正

在数据资料整理过程中，需要进行温度统一校正，以消除井筒效应的影响。由于温度的传导扩散特性，可认为地热井流体内温度与深度呈线性关系，校正水位可由式9-4计算出来。(https://www.daowen.com)

式中，h_高为校正后回灌前热储层水位埋深，m；H为取水段中点的埋深，m；h₀为回灌前观测水位埋深，m；ρ_平为回灌前地热井内水柱平均密度，kg/m³；ρ_高为热储平均温度对应密度，kg/m³。

针对回灌过程，对式9-4进行优化，初始水位校正成对应回灌流体温度对应的水位埋深：

式中，h为校正水位埋深，m；H为取水段中点的埋深，m；h₀为回灌前观测水位埋深，m；ρ_回为回灌水平均温度对应密度，kg/m³。

a.天津DL-25H回灌井

回灌热流体平均温度为46℃，以此作为统一温度对试验观测数据进行校正，校正后的回灌试验四组稳定数据表见表9-13。

表9-13 DL-25H回灌井校正后的四组回灌试验稳定数据表

b.天津TGR-26D回灌井

该井共进行了五组回灌试验，回灌热流体平均温度为32.5℃。以此作为统一温度对试验观测数据进行校正，水位校正公式见式9-5。校正后的回灌试验五组稳定数据见表9-14。

表9-14 TGR-26D回灌井校正后的五组回灌试验稳定数据表

②回灌井可灌潜力分析

a.天津DL-25H回灌井

本次回灌试验过程中稳定回灌量为66m³/h，稳定水位埋深为71.78m。利用热储层吸收率计算回灌井的可灌潜力。计算公式如下：

式中，Q为稳定回灌量，m³/h；P为热储层吸收率，m³/（h·m²）；M为回灌热储砂层的有效厚度，m；ΔH为回灌时孔内水位上升的稳定高度，m。

排除天津DL-25H回灌井回灌试验数据异常点后绘制P-ΔH关系曲线（图9-30），曲线表明吸收率P与水位上升高度ΔH呈或近似呈幂函数递减关系。

图9-30 天津DL-25H回灌井P-ΔH关系曲线

代入式9-6计算得出，当天津DL-25H回灌井的ΔH₁取96.07m时，即当回灌运行中水位埋深稳定在0m时，最大回灌量为Q₁=101.9m³/h。

b.天津TGR-26D回灌井

排除天津TGR-26D回灌井回灌试验数据异常点后绘制P-ΔH关系曲线（图9-31），曲线表明吸收率P与水位上升高度ΔH呈或近似呈幂函数递减关系。

代入式9-6计算得出，当ΔH₂取128.27m时，即当回灌水位埋深为0m时，最大回灌量为Q₂=114.5m³/h。

图9-31 天津TGR-26D回灌井P-ΔH关系曲线

2.回灌示范工程技术总结

根据天津市新近纪馆陶组热储的不同热储沉积环境，分别选用适宜的成井工艺，应用于两处回灌示范工程中（表9-15），取得了一定的成效，为类似的沉积环境和热储特征的孔隙型热储回灌工作起到了参考和示范的作用。

表9-15 天津市砂岩热储回灌示范工程技术总结表

（1）针对天津DL-25H回灌井附近区域地热地质特点，采用一开成井扩孔、大口径填砾成井工艺，根据回灌热流体的水质特征，进行地面回灌系统建设。试验最大可灌量达101.9m³/h，与以往同类型成井工艺地热回灌井相比有了显著提高。

（2）针对天津TGR-26D回灌井附近区域热储渗透性好、胶结程度较高的地热地质特征，采用射孔成井工艺进行地热回灌井施工，根据回灌热流体的水质特征，选用了合理的地面回灌过滤设备。回灌试验的最大可灌量为114.5m³/h，表明射孔工艺的应用和地面回灌系统的完善取得了成功。