目?次

前言

1 范圍

2 規(guī)范性引用文件

3 術(shù)語(yǔ)和定義

4 總則

5 基礎(chǔ)資料準(zhǔn)備與回灌試驗(yàn)

6 回灌系統(tǒng)設(shè)計(jì)

7 回灌系統(tǒng)主要裝置及設(shè)備

8 地?zé)峄毓噙\(yùn)行、維護(hù)與管理

9 動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)

前言

本標(biāo)準(zhǔn)按照GB/T 1.1—2009《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則 第1部分：標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)和編寫(xiě)》給出的規(guī)定起草。

本標(biāo)準(zhǔn)由能源行業(yè)地?zé)崮軐?zhuān)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)提出并歸口。

本標(biāo)準(zhǔn)起草單位：中國(guó)石化集團(tuán)新星石油有限責(zé)任公司、天津地?zé)峥辈殚_(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)院、河北省地?zé)豳Y源開(kāi)發(fā)研究所、中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)研究所、中國(guó)石油天然氣集團(tuán)有限公司遼河油田供水公司。

本標(biāo)準(zhǔn)主要起草人：趙豐年、向燁、趙蘇民、張德忠、王貴玲、國(guó)殿斌、金文倩、郭世炎、姚艷華、袁明葉、楊衛(wèi)、周鑫。

本標(biāo)準(zhǔn)于2018年首次發(fā)布。

地?zé)峄毓嗉夹g(shù)要求

Technical requirements for geothermal reinjection1 范圍

1 范圍

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了地?zé)峄毓嗟拿~術(shù)語(yǔ)、總則、基礎(chǔ)資料的準(zhǔn)備、地?zé)峄毓喙こ淘O(shè)計(jì)、地?zé)峄毓嘞到y(tǒng)主要裝置及設(shè)備、地?zé)峄毓噙\(yùn)行維護(hù)和動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的要求。

本標(biāo)準(zhǔn)適用于水熱型地?zé)崮荛_(kāi)發(fā)利用項(xiàng)目中回灌工程的設(shè)計(jì)、施工、驗(yàn)收、運(yùn)行維護(hù)和監(jiān)測(cè)，其他類(lèi)型的地?zé)峄毓喙こ虆⒄請(qǐng)?zhí)行。

2 規(guī)范性引用文件

下列文件對(duì)于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅所注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。

GB/T 11615 地?zé)豳Y源地質(zhì)勘查規(guī)范

GB 50027 供水水文地質(zhì)勘察規(guī)范

DZ/T 0260 地?zé)徙@探技術(shù)規(guī)程

3 術(shù)語(yǔ)和定義

下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。

3.1同層回灌 geothermal reinjection into the same reservoir

將地?zé)崃黧w回灌至與開(kāi)采井相同的熱儲(chǔ)層

3.2自然回灌 natural reinjection

在不用加壓泵加壓的情況下，將利用后的地?zé)崃黧w直接注入回灌井進(jìn)行回灌。

3.3加壓回灌 pressurized reinjection

在采用加壓泵加壓的情況下將利用后的地?zé)崃黧w注入回灌井進(jìn)行回灌。

3.4回灌系統(tǒng) reinjection system

地?zé)峄毓嘀校ㄩ_(kāi)采井、回灌井以及連通采、灌井之間的地面管路、水質(zhì)凈化、排氣、加壓、監(jiān)測(cè)等裝置及設(shè)備在內(nèi)的完整的封閉系統(tǒng)。

3.5回?fù)P pump lifting

利用抽水的方式除去回灌井中堵塞物和附著物的方法。

4 總則

地?zé)崮荛_(kāi)發(fā)利用項(xiàng)目應(yīng)通過(guò)科學(xué)回灌防止環(huán)境污染，保護(hù)地?zé)豳Y源，實(shí)現(xiàn)地?zé)崮艿目沙掷m(xù)開(kāi)發(fā)和利用。

5 基礎(chǔ)資料準(zhǔn)備與回灌試驗(yàn)

5.1 基礎(chǔ)資料準(zhǔn)備

地?zé)峄毓喙ぷ髑?，宜結(jié)合前期的地質(zhì)勘查和試生產(chǎn)情況準(zhǔn)備以下基礎(chǔ)資料：

a） 地?zé)崽锏牡刭|(zhì)構(gòu)造、巖漿活動(dòng)、控?zé)針?gòu)造及地?zé)崃黧w的動(dòng)力場(chǎng)、溫度場(chǎng)和循環(huán)途徑；

b） 地?zé)峋恢谩⑸疃?、生產(chǎn)能力、溫度、壓力、流體化學(xué)成分等地?zé)峋畢?shù)；

c） 邊界位置、面積、頂板深度、底板深度等熱儲(chǔ)幾何參數(shù)；

d） 溫度、儲(chǔ)層壓力、巖石密度、比熱、熱導(dǎo)率和壓縮系數(shù)等熱儲(chǔ)物理性質(zhì)；

e） 滲透率、滲透系數(shù)、水力傳導(dǎo)系數(shù)、彈性釋水系數(shù)、孔隙率、有效孔隙率等熱儲(chǔ)滲透性和儲(chǔ)存流體能力的參數(shù)；

f） 密度、熱焓、熱導(dǎo)率、比熱、組分、粘滯系數(shù)和壓縮系數(shù)等熱流體性質(zhì)。

5.2 回灌試驗(yàn)

開(kāi)展回灌試驗(yàn)測(cè)定回灌井的回灌量、壓力、流體溫度隨時(shí)間的變化。結(jié)合示蹤試驗(yàn)進(jìn)行回灌能力評(píng)價(jià)、確定回灌影響范圍及影響區(qū)內(nèi)熱儲(chǔ)溫度、儲(chǔ)層壓力和化學(xué)組分的變化特點(diǎn)等并形成回灌能力評(píng)價(jià)報(bào)告?；毓嘣囼?yàn)的具體要求按照 GB/T 11615 執(zhí)行。

6 回灌系統(tǒng)設(shè)計(jì)

6.1 回灌井設(shè)計(jì)要求

6.1.1 應(yīng)在基礎(chǔ)資料準(zhǔn)備和回灌試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，建立熱儲(chǔ)模型，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)方案。

6.1.2 回灌井與開(kāi)采井的目的層宜在同一熱儲(chǔ)層，宜通過(guò)數(shù)值模擬確定開(kāi)采井、回灌井的合理數(shù)量和井位布置及保持地?zé)崽飳?shí)現(xiàn)可持續(xù)開(kāi)發(fā)利用的采灌強(qiáng)度。

6.1.3 井位布置應(yīng)避免開(kāi)采井和回灌井的井距過(guò)近，防止出現(xiàn)熱突破。

6.1.4 回灌井鉆井工程設(shè)計(jì)按照 DZ/T 0260 執(zhí)行。

6.1.5 回灌井成井工藝原則：

a） 選擇條件好、滲透能力強(qiáng)的熱儲(chǔ)；

b） 將目的層與非目的層隔開(kāi)；

c） 加強(qiáng)井壁的穩(wěn)定性；

d） 采用高過(guò)流面積的成井工藝。

6.1.6 回灌井儲(chǔ)層保護(hù)要求：

a） 加強(qiáng)鉆井過(guò)程中鉆井液性能和質(zhì)量管理，減少鉆井液對(duì)儲(chǔ)層的傷害；

b） 成井時(shí)對(duì)目的層進(jìn)行洗井，洗井應(yīng)清除孔內(nèi)及熱儲(chǔ)層段井壁的泥漿、巖屑、巖粉等堵塞物，具體按照 GB/T 11615 和 GB 50027 的要求執(zhí)行。具體洗井工藝及要求根據(jù)實(shí)際情況而定。

6.2 回灌系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求

6.2.1 回灌方式選擇

回灌可采用自然回灌或加壓回灌方式。自然回灌不能滿足全部回灌情況下進(jìn)行加壓回灌。

6.2.2 回灌系統(tǒng)工藝流程設(shè)計(jì)

6.2.2.1 地?zé)崴畯拈_(kāi)采井抽取出來(lái)，經(jīng)過(guò)換熱利用后輸送至回灌井，過(guò)程中采用除砂、過(guò)濾、排氣等工藝，自然或加壓回灌至回灌井，實(shí)現(xiàn)同層回灌。工藝流程示意圖見(jiàn)圖1。

圖 1 回灌系統(tǒng)工藝流程示意圖

6.2.2.2 回灌管網(wǎng)設(shè)計(jì)應(yīng)保證氣體的排出和清洗方便。

6.2.2.3 回灌水水質(zhì)凈化處理符合下列要求：

a） 對(duì)裂隙型熱儲(chǔ)，回灌過(guò)濾精度應(yīng)小于 50μm；

b） 對(duì)孔隙型熱儲(chǔ)，過(guò)濾精度應(yīng)小于 5μm；

c） 宜具有排氣裝置，防止氣體堵塞。

7 回灌系統(tǒng)主要裝置及設(shè)備

7.1 除砂器

除去地?zé)崃黧w中的砂粒和雜質(zhì)，分離粒徑應(yīng)達(dá)0.1mm。

7.2 過(guò)濾器

用于濾除地?zé)崃黧w中的小粒徑顆粒和懸浮物，防止堵塞。根據(jù)熱儲(chǔ)層特征選擇相應(yīng)的過(guò)濾精度，過(guò)濾材料要考慮耐溫和耐壓。

7.3 排氣裝置

用于排除流體中的氣體，防止氣體堵塞。排氣裝置流量應(yīng)滿足回灌設(shè)計(jì)的流量要求。排氣裝置容許的工作壓力應(yīng)高于回灌系統(tǒng)的最大工作壓力。

7.4 回灌加壓泵

用于加壓回灌，加壓泵電機(jī)應(yīng)具有變頻控制功能。原則是回灌井底壓力要高于儲(chǔ)層壓力，加壓泵壓力不超過(guò)系統(tǒng)額定系統(tǒng)壓力。

7.5 井口裝置

安裝完成后應(yīng)進(jìn)行密封檢查，壓力測(cè)試應(yīng)滿足系統(tǒng)設(shè)計(jì)的回灌壓力要求。

7.6 回?fù)P潛水泵

用于返排井管中的堵塞物和附著物，回?fù)P潛水泵應(yīng)采用變頻控制功能。當(dāng)回?fù)P泵在回灌井中，利用泵管作為回灌管時(shí)，泵頭應(yīng)有抽水和灌水轉(zhuǎn)換裝置。

7.7 動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)裝置

用于監(jiān)測(cè)地?zé)峋何患盎毓嘞到y(tǒng)中井口壓力、溫度、流量等數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)儀表，應(yīng)根據(jù)檢定規(guī)程定期檢定或校驗(yàn)。監(jiān)測(cè)儀器儀表所有接觸液體部分應(yīng)滿足于地?zé)釕?yīng)用工況要求。

8 地?zé)峄毓噙\(yùn)行、維護(hù)與管理

8.1 回灌前準(zhǔn)備

8.1.1 對(duì)系統(tǒng)裝置檢查要求

開(kāi)采井、回灌井的井口動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)儀器儀表正常，回灌系統(tǒng)電源、設(shè)備和閥門(mén)狀態(tài)正常。

8.1.2 沖洗回?fù)P

在回灌前對(duì)回灌井進(jìn)行沖洗回?fù)P，清除井筒內(nèi)的死水及雜質(zhì)。根據(jù)目測(cè)沖洗排水的透明度與原水相同時(shí)，結(jié)束回?fù)P作業(yè)。沖洗回?fù)P結(jié)束后對(duì)整個(gè)回灌系統(tǒng)的管網(wǎng)試運(yùn)行測(cè)試，保證回灌管網(wǎng)完好、無(wú)滲漏，各設(shè)備運(yùn)行正常。

8.2 回灌系統(tǒng)運(yùn)行

回灌系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)應(yīng)要求：

a） 回灌開(kāi)始前，記錄開(kāi)采井流量表、回灌井流量表的起始讀數(shù)，開(kāi)采井、回灌井液位埋深及溫度；

b） 回灌開(kāi)始后，應(yīng)及時(shí)檢查整個(gè)回灌系統(tǒng)的密封情況，檢查排氣裝置和過(guò)濾裝置是否正常；

c） 當(dāng)過(guò)濾裝置兩端的壓力差持續(xù)增大，數(shù)值達(dá) 50kPa～60kPa 時(shí)，應(yīng)進(jìn)行清洗或更換濾料；

d） 回灌系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定后，在回灌井井口取樣進(jìn)行水質(zhì)分析，15 天內(nèi)完成；

e） 當(dāng)采用加壓回灌時(shí)，回灌壓力不超過(guò)系統(tǒng)額定工作壓力；

f） 回灌運(yùn)行出現(xiàn)下列現(xiàn)象之一時(shí)，可判斷回灌井出現(xiàn)堵塞：

——當(dāng)保持一定的壓力時(shí)，隨著回灌時(shí)間的增長(zhǎng)回灌量逐漸減??；

——當(dāng)保持一定的回灌量時(shí)，隨著回灌時(shí)間的增長(zhǎng)，回灌液位持續(xù)上升；

——連續(xù)回灌一段時(shí)間后，進(jìn)行回?fù)P時(shí)井的動(dòng)水位顯著下降或出現(xiàn)斷水；

g） 判斷回灌井發(fā)生堵塞時(shí)應(yīng)及時(shí)采取有效措施。

8.3 回灌結(jié)束后系統(tǒng)設(shè)施的養(yǎng)護(hù)

系統(tǒng)設(shè)施的養(yǎng)護(hù)內(nèi)容包括：

a） 停灌后，對(duì)回灌井進(jìn)行回?fù)P；

b） 做好設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)及防腐、防銹等工作；

c） 在停灌期間，宜將停用的地?zé)峋ㄩ_(kāi)采井、回灌井）液面以上的井管部分充滿惰性氣體，對(duì)系統(tǒng)各部分定期進(jìn)行密封檢查；

d） 停灌后每季度期應(yīng)監(jiān)測(cè)液位并記錄。

9 動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)

9.1 總體要求

根據(jù)日常開(kāi)采動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)保證回灌系統(tǒng)正常，地?zé)崴诨毓嘞到y(tǒng)中密閉運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)原水回灌。地?zé)峋畱?yīng)進(jìn)行日常開(kāi)采回灌動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、開(kāi)發(fā)利用管理動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。

9.2 開(kāi)采井及回灌井監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)記錄

記錄的內(nèi)容包括：

a） 開(kāi)采井監(jiān)測(cè)內(nèi)容：壓力、水位、出水溫度、開(kāi)采量、累計(jì)開(kāi)采量等；

b） 回灌井監(jiān)測(cè)內(nèi)容：壓力、水位、回灌溫度、回灌量、累計(jì)回灌量等；

c） 水質(zhì)監(jiān)測(cè)：根據(jù)所在地區(qū)開(kāi)發(fā)利用的要求監(jiān)測(cè)回灌井水質(zhì)，每年至少一次水質(zhì)分析。

9.3 動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)管理

資料檔案內(nèi)容及管理要求：

a） 各動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)的獲得可自動(dòng)記錄或由人工記錄。自動(dòng)記錄數(shù)據(jù)應(yīng)做好儲(chǔ)存和備份，人工記錄的數(shù)據(jù)應(yīng)定期收集整理成電子版并存檔。

b） 地?zé)峋畡?dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)各項(xiàng)原始數(shù)據(jù)必須及時(shí)整理、校核、并應(yīng)編制地?zé)峋畡?dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)資料統(tǒng)計(jì)表，資料應(yīng)包括紙質(zhì)文件和電子文檔，應(yīng)按檔案管理規(guī)定對(duì)資料進(jìn)行系統(tǒng)歸檔保存。

c） 在回灌結(jié)束后對(duì)項(xiàng)目動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)資料進(jìn)行系統(tǒng)分析，分析內(nèi)容包括：地?zé)峋_(kāi)采量、回灌量、溫度、水位、壓力、水質(zhì)等，對(duì)回灌系統(tǒng)中的回灌設(shè)備設(shè)施做出評(píng)價(jià)，分析熱儲(chǔ)的動(dòng)態(tài)變化趨勢(shì)，編制回灌運(yùn)行分析報(bào)告，以指導(dǎo)和改進(jìn)后續(xù)的回灌工作，保證實(shí)現(xiàn)采儲(chǔ)平衡。