山东省西北部砂岩热储回灌堵塞过程研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 安然 |
| 答辩日期 | 2021-01 |
| 文献子类 | 博士后出站报告 |
| 授予单位 | 中国科学院地理科学与资源研究所 |
| 授予地点 | 中国科学院地理科学与资源研究所 |
| 导师 | 宋献方 |
| 关键词 | 孔隙（砂岩）热储 地热水回灌 模拟实验 物理堵塞 化学堵塞 生物堵塞 |
| 学位名称 | 博士后 |
| 英文摘要 | “十四五”期间我国将进一步创新发展方式，加快清洁能源开发利用，推动非化石能源和天然气成为能源消费增量的主体，更大幅度提高清洁能源消费比重。非化石能源消费比重2030年要达到25%左右，这意味着接下来我国能源增量70%以上以非化石能源为主。水热型地热资源作为一种易开发的清洁能源，资源丰富，我国水热型地热资源折合成标准煤可达1.25万亿t，年可开采量达18.65亿t。为了避免热废水直接排放引起的热污染和化学污染，且维持热储压力，保证地质资源及环境的可持续性发展，一般选择地热水采热后进行回灌。然而国内外众多地热田回灌实践表明，绝大多数的深层孔隙型地热田回灌井出现了堵塞，甚至被迫停灌。因此，深化和完善深层孔隙型热储地热回灌井堵塞机理与防治措施，系统地开展地热回灌水回灌示踪实验的研究，对促进地热资源可持续发展，减缓或消除地热幵发过程中产生的能源及环境问题具有重大意义。 本研究选取山东省德州市砂岩热储地热回灌示范工程基地为研究区，在对其进行详细的地质和水文地质调查的基础上，在室内开展多尺度回灌实验，模拟地热回灌水回灌过程中，热储层物理、化学和微生物堵塞过程。研究得到以下几点结论： 1.回灌水和开采水的主要区别在于温度的显著降低，其次是浊度，地热开采水经过处理后水中浊度为4.05NTU，表明研究区地热回灌水回灌过程中存在较大的物理堵塞的风险。此外回灌水TDS较高，不适合直接排放到地表，所以最佳的方式是选择回灌，但是在回灌过程中可能发生沉淀的离子含量和微生物繁殖所需营养盐含量也较高，存在着化学堵塞和生物堵塞的风险。 2.地热回灌水回灌过程中，热储层物理、化学和微生物堵塞呈现明显的非均质性变化。从空间上看，越靠近进水端，堵塞越严重。从时间上看，表层堵塞经历渗透性“缓慢降低-快速下降-趋于稳定”三个阶段，其余渗流层相对渗透系数呈现平缓降低现象。 3.地热开采水和回灌水混合后沉淀量生成量均小于100mg/L，说明二者配伍性比较好。当混水比为3:7、2:8、1:9和0:10时，生成的沉淀量略微增加。此外，随着温度的升高，沉淀量有所增加，表明高温条件下开采水和回灌水混合更易于生成碳酸盐类沉淀。 4.由于研究区砂岩热储矿物成分复杂，热储介质中的粘土矿物可能与回灌水中离子成分发生水岩相互作用，导致回灌过程中水中离子浓度发生变化。 因此，回灌水源的控制是保障人工回灌有效进行的基础，针对物理堵塞，主要通过静 置回灌水源及多重过滤方法控制回灌水源中悬浮物浓度和悬浮物粒径大小；针对化学堵塞，使用除垢剂降低直接影响着水中相应沉淀矿物的饱和指数的Ca2+、HCO_及S042•离子含量以及控制氷中含盐量，降低形成沉淀的几率和地下水污染的风险；针对生物堵塞，选取二氧化氯或者次氯酸钠作为回灌水回灌适宜的消毒剂，去除水中大量微生物，抑制细菌繁殖。 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 93 |
| 源URL | [http://ir.igsnrr.ac.cn/handle/311030/194143]  |
| 专题 | 地理科学与资源研究所_研究生部 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 安然. 山东省西北部砂岩热储回灌堵塞过程研究[D]. 中国科学院地理科学与资源研究所. 中国科学院地理科学与资源研究所. 2021. |
入库方式： OAI收割
来源：地理科学与资源研究所
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