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地下热水回灌过程中渗透系数研究 总被引：7，自引：2，他引：7
地下热水回灌是处理地热开发利用中所引发的热储层压力降低和弃水污染环境等问题的有效方法。第三系热储层的回灌过程中，由于物理阻塞和化学阻塞，导致热储层的渗透性下降。回扬可在短时间内消除或缓解堵塞问题，提高回灌效率。将利用回灌试验数据求得的渗透系数进行回归，得到渗透系数衰减方程。用数值方法模拟渗透系数对回灌的影响，对比渗透系数为常数与渗透系数变化两种情况，结果表明渗透系数衰减是第三系回灌能力下降的主要原因，渗透系数是影响回灌的重要因素。 相似文献
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馆陶组是天津地区开展回灌试验最早、次数最多的热储层,但在每次试验中,回灌开始几小时或几天后,回灌量就急剧衰减,多数观点认为是回灌流体堵塞影响。笔者根据试验中观测到的现象及有关数据,经过理论分析,认为在回灌初期造成回灌量衰减的主要因素并不是堵塞,而是冷锋面前移过程中与热储层作用产生的一系列阻力所致。通过对回灌衰减分析,在不考虑堵塞的情况下,砂岩储层的物性特征是制约其回灌效果的关键。结合国内外最新砂岩回灌成果,提出天津地区馆陶组回灌的储层参数条件,对持续开发利用馆陶组地热资源具有一定的意义。 相似文献
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地热流体经供暖利用后尾水温度降低,经过滤、排气处理后的尾水中仍含有不同粒径的悬浮物、气体,因此回灌不可避免的会对储层造成负面影响,如堵塞储层导致回灌量衰减、热储温度降低甚至产生热突破等,这严重阻碍了地热回灌的长期可持续运行。评价回灌对储层的影响,对下一步全面推进、科学回灌及合理可持续开发利用、保护地热资源具有重要意义。本文以近几年鲁西北坳陷区开展的馆陶组热储回灌试验为基础,设立了一套评价指标,即用回灌前、后水质的变化率评价回灌对热储流体的影响,温度的变化率评价回灌对热储温度的影响,单位涌水量变化率、渗透系数的比值和单位回灌量比值评价回灌堵塞程度并确定了分级标准。评价结果表明,回灌不会改变储层流体的化学类型;回灌堵塞主要发生在回灌井周围,相比回灌前,回灌后回灌井的单位涌水量降低14.3%～59.0%、渗透系数为原来的41%～86%,末期单位回灌量为初期回灌量的51%～92%,回灌堵塞程度为轻度到严重。采灌井距180～500m,历经一个供暖季回灌对热储温度的影响较小,但回灌导致回灌井周边热储温度明显降低,历经一个非回灌期224d,从35. 7℃恢复到40. 53℃,恢复速率为0. 036～0. 022℃/d,还需658d才能恢复到原热储温度(55℃)。本区热储水位仍呈下降趋势,但回灌可延缓热储水位的下降速度。 相似文献
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地下水人工回灌可以高效地利用雨季丰沛的水量来缓解地下水过量开采造成的海水入侵、泉水断流等环境水文地质问题,但回灌堵塞一直是制约人工回灌效率的关键问题。针对雨洪水回灌携带的大量气泡问题,设计室内砂柱试验模拟装置,利用曝气水进行人工回灌,定时记录试验过程中测压管读数及出流流量,利用达西定律计算各层渗透系数,研究气相堵塞的发展过程和规律。结果表明:回灌过程中由于气相堵塞导致含水层渗透系数随时间呈指数衰减,气相堵塞主要发生在介质浅表层（0~30 cm）,且随时间有向下发展的趋势,堵塞速率随深度的增加逐渐减小,在回灌过程中适时停灌进行排气有利于减小气相堵塞对回灌效率的影响。 相似文献
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为分析定流量条件下回灌堵塞对井周含水层渗流响应的影响,采用指数形式的渗透系数衰减方程反映堵塞作用下井周含水层渗透特性的时变效应,建立了考虑堵塞效应的定流量非完整回灌井流力学模型,采用变量代换、Laplace变换和有限余弦Fourier变换得到了井周含水层中水位抬升在Laplace空间的解,应用Stehfest数值逆变换方法获得了实时空间内的水头抬升和回灌压力。参数分析结果表明,较小的渐近渗透系数Kr,∞会增加回灌过程中水头抬升和回灌压力,并加剧含水层达到拟稳态时的渗流响应;较大的渗透系数衰减指数λ仅增加回灌过程中水头抬升和回灌压力,但不影响含水层达到拟稳态时的渗流响应;因Kr,∞和λ不同而引起的水头差在井筒处达到最大值并沿径向距离逐渐减小。研究结果可以为定流量回灌中井周含水层堵塞的识别与预测提供理论依据。 相似文献
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以回灌过程中渗透系数衰减模型为基础,推导了不同回扬次数的渗透系数解析表达式;将其应用于Theis公式,获得了考虑渗透系数衰减以及暂时性堵塞率条件下回灌与回扬物理过程中含水层压强的解析表达式,更准确地刻画了回灌与回扬的物理机制。计算结果表明：在连续回灌不回扬过程中,井内灌压增长符合指数曲线特征,而采取回扬措施后,由指数连续上升转变为间断式阶梯上升;回扬次数越多,灌压下降越明显,但灌压变化幅度随回扬次数的递增而减小。根据解析解定义的两种堵塞率的结果,可以实现利用实验判断不同成分回灌水源对含水层堵塞机理的分析,从而达到科学制定回灌水源标准的目的。 相似文献
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禹城市为东营组热储地热资源开采利用集中区,因地热资源集中开采及地热尾水的直接外排,造成了水化学污染、热污染及热储层压力下降等一系列地质环境问题。本次在禹城市地热资源开发利用现状调查的基础上,在禹城市栖庭水岸开展地热回灌试验研究,回灌模式为自然同层对井回灌。根据本次回灌试验取得的数据,对回灌量与回灌压力关系、回灌对热储层水质影响、回灌对热储层温度影响规律进行了分析研究并根据拟合回灌量与水位升幅关系曲线计算了最大回灌量。分析结果表明:回灌量随压力的增大而增大,单位回灌量随回灌压力的增大呈减小趋势;回灌井因灌入了矿化度比其自身地热水矿化度高的水源,所以回灌后采集的回灌井地热水矿化度比回灌试验之前高,但因采灌井开采热储层属于同层热储,故回灌对热储层水质影响小;本次试验采灌井间距较大,故回灌对热储层温度无影响;计算确定该回灌井最大回灌量为70 m~3/h。本次回灌试验研究为禹城市地热资源可持续开发利用提供了依据。 相似文献
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渗透系数是设计地下水人工回灌方案的重要参数。苏州吴江盛泽镇新安水利站地下水人工回灌试验层为典型的河漫滩相粉细砂含水层,埋深98.1～105.8 m,厚度7.7 m。回灌试验系统可实施持续与间断、常压与加压、定流量与定压力等多种模式回灌。利用2020年的试验资料,建立模型,通过直线图解法求得12个试验周期内所对应的渗透系数K值。采用MATLAB进行数据处理与模拟计算,得出渗透系数在回灌持续过程中衰减规律符合指数方程：K(t)=0.58+0.48e-0.21t。 相似文献
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以单井抽水试验资料为基础,计算出该区的新近系砂砾岩含水层的出水量为40m^3/h。为解决水源热泵系统的热源及同层回灌问题,进行了较长时间的带有观测孔的抽水试验及回灌试验。试验表明：该区的渗透系数为32.16m/d,影响半径为166m,回灌渗透系数为14.38m/d,回灌影响半径为61m。据此计算干扰井单井抽水量为38.51m^3/h,干扰井单井回水量为11.14m^3/h,同时确定该区的抽灌井比例为1∶4。根据用水需求,该区设计抽水两口,回灌井8口,备用一口回灌井,形成该区的水源热泵系统。系统运行近两年来,单井出水量、回灌量及水位降深均符合设计要求,达到了预期效果。 相似文献
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地热井回灌中,明确回灌压力(p,回灌压力水头)与回灌量(Q)的关系对区域地热绿色可持续开发极为关键。 为明确这个关系,以关中西部眉县城区G102井回灌试验先期有关数据为基础,对其进行优化处理,确定3组数据。依据该数据绘制Q-p曲线图,基于压水试验5类曲线特征,判断曲线图可能为抛物线型、对数型及幂函数型。由此,绘制了3类曲线图,差分法判断曲线类型。在判断结果的基础上,应用均衡误差法获得对应方程的参数,并依据先期回灌量数据平均值的最大偏差,确定回灌量允许最大绝对误差范围,最后经过后期实例验证及误差分析。结果表明:(1) 在研究区域,此方法所推得方程计算结果与实际相比未超出回灌量允许的绝对误差范围,且相对误差偏差小,可以满足回灌试验中对回灌量的评估。(2) 相对误差具有先逐渐变小后变大的特征,出现这种特征的原因与储层的饱和度、压力及非均质岩体等因素有关,超出了方程所包含的约束。(3) 结合研究区其他回灌井试验情况,确定该区域主要回灌地层为中元古界宽坪群时,Q-p曲线图为幂函数类型。该研究成果可为下一步该区域地热资源的有效开发提供一定的科学依据。 相似文献
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基坑工程中,通常采用地下水回灌措施降低降水对周边地质环境产生的不良影响,然而目前基坑降水—回灌的相关设计理论仍处于探索阶段。本文通过引入平面二维流势函数理论和叠加原理,分别求解得到了无止水帷幕工况下潜水完整井和承压完整井在降水—回灌共同作用下的地下水浸润曲线方程;此外,本文通过空间汇点原理和镜像原理分别求得基坑内降水和基坑外回灌对基坑外地下水位的影响,并运用叠加原理得到了有止水帷幕工况下,深基坑降水—回灌作用下的地下水浸润曲线解析式。本文利用得到的解析式探讨了在具有止水帷幕条件下回灌井距基坑围护结构的距离、渗透系数等主要因素对浸润曲线的影响,为基坑降水—回灌设计提供了参考依据。 相似文献
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煤层应力敏感性及其对压裂液滤失的影响 总被引：2，自引：0，他引：2
压裂液滤失系数是压裂设计中非常重要的参数。由于煤层中的渗透率、孔隙度等物性对应力极为敏感,在对煤层进行压裂设计时,若直接用试井和测井测得的渗透率和孔隙度值代入滤失系数的计算公式,算出的结果可能与实际情况严重不符。通过实验室内不断改变围压的方式来模拟煤储层上覆压力的变化情况,建立了某盆地煤层应力与渗透率之间的关系,并在考虑煤层物性应力敏感性的情况下,探讨了煤层压裂液综合滤失系数的计算方法。结果发现,压裂液综合滤失系数及岩心渗透率与净围压的关系均符合指数递减规律。另外,通过对动态渗透率的拟合,使得到的综合滤失系数远远大于未考虑应力情况下的综合滤失系数,这样能更准确地反映实际情况。 相似文献
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A methodology for making initial estimates of groundwater recharge from groundwater vulnerability mapping 总被引：1，自引：1，他引：0
Recharge to an aquifer can be estimated by first calculating the effective rainfall using a soil moisture budgeting technique, and then by applying a recharge coefficient to indicate the proportion of this effective rainfall that contributes to groundwater recharge. In the Republic of Ireland, the recharge coefficient is determined mainly by the permeability and thickness of the superficial deposits (subsoils) that overlie the country’s aquifers. The properties of these subsoils also influence groundwater vulnerability, and a methodology has been developed for determining the recharge coefficient using the groundwater vulnerability classification. The results of four case studies have been used to develop a quantified link between subsoil permeability, aquifer vulnerability, recharge and runoff. Recharge and runoff coefficients are each classed into three groupings: high, intermediate and low. A high recharge coefficient equates to a low runoff coefficient, and vice versa. A GIS-based tool enables preliminary estimates of recharge to be made using these recharge coefficient groupings. Potential recharge is calculated as the product of effective rainfall and recharge coefficient. The actual recharge is then calculated taking account of the ability of the aquifer to accept the available recharge. The methodology could be applied to other temperate climate zones where the main aquifers have a substantial covering of superficial deposits. 相似文献
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为保证地热资源的可持续开采,防止地热尾水回灌时发生热突破现象,文章系统整理了地热井权益保护半径的计算方法。通过理论推导,发现开采井权益保护半径的计算方法有3个不足之处: (1)公式中参数f定义为水比热与热储岩石比热的比值,存在缺陷; (2)热储回收率取值0.15,较为片面,不能代表不同岩性热储回收率的取值; (3)计算时间固定为36 500 d,较为片面,不适用于地热井间歇开采期。针对上述问题,该文重新给定了参数f的定义,并将热储回收率和开采时间以变量符号替代,可根据不同热储层和具体开采时间加以确定。通过研究不同回灌井权益保护半径计算方法的适用条件,提出应根据(β-1-α)与3λ的大小关系选择不同的计算公式。对开采井和回灌井权益保护半径计算公式进行对比,发现开采井权益保护半径恒大于回灌井权益保护半径,并以德城区水文家园开采系统和回灌系统为例进行计算,验证了理论推导的结果。 相似文献
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In order to ensure the sustainable exploitation of geothermal resources and prevent the occurrence of thermal breakthrough during the process of geothermal water reinjection, the authors systematically summarized the calculation formulas of the rights protection radius of the geothermal well in this paper. Three shortcomings in the calculation method of the rights protection radius of the geothermal well were identified through theoretical derivation. (1) The parameter f, which is defined as the ratio of the specific heat of water to that of thermal reservoir rocks, is defective. (2) The value of the thermal reservoir recovery rate defined as 0.15 is relatively unilateral, which is not applicable for geothermal wells with different lithology. (3) The calculation time is fixed as 36 500 d, which is not appropriate for geothermal wells with interval development. Based on the problems above, the authors redefined the parameter f and used variables to replace the previous thermal reservoir recovery rate and exploitation time, which can be identified according to different thermal reservoirs and specific exploitation time. By comparison of the applicable conditions of different calculation formulas of the rights protection radius of the geothermal well, the authors proposed that different calaulation formuas should be chosen based on the relationship of the size between β-1-α and 3λ. And by comparison of the rights protection radius calculation formulas for the mining well and the recharge well, it is found that the rights protection radius of the mining well is always bigger than that of the recharge well. Finally, Shuiwen residential area of Decheng district was taken as an example to verfity the theoretical results. 相似文献
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物质平衡法是计算气藏地质储量、水侵量、补给气量的有效方法之一.具有补给气的异常高压有水凝析气藏是气藏开发中最复杂的类型之一, 兼具异常高压气藏、凝析气藏和补给气的边底水气藏的特性.综合考虑开发过程中的凝析油析出, 岩石、束缚水和凝析油弹性膨胀, 水相挥发, 凝析气相中水蒸气增多, 水溶气溢出, 边底水的推进及外来气补给等复杂物理现象, 根据物质平衡原理, 推导了具有补给气的异常高压有水凝析气藏物质平衡方程, 并运用相对海明距离及关联度理论, 以驱动指数均方差、比拟压力与采出程度偏差指数和综合目标函数为分析因素, 分析了各组合方案贴近程度及相似程度, 挑选最佳组合方案并确定出地质储量、补给气量及水侵量, 同时计算了水体倍数.实例计算表明: 中国西北某凝析气藏地质储量为66.80×108 m3, 如果忽略凝析油, 计算地质储量偏大, 误差高达91.77%, 其次是水侵、弹性膨胀和气侵的影响, 误差分别为75.75%、23.95%和12.87%, 而溢出水溶气为2.69%与水蒸气为1.65%, 影响较小, 但也不可忽略. 相似文献
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通过在山东菏泽城区实施地下水回灌实验,对菏泽深覆型岩溶地区地热水的回灌影响因素进行分析研究,并初步估算出评价区可采量。结果可知:深覆型岩溶地热井尾水回灌效果的影响因素主要包括回灌压力、回灌水质、回灌水温、回灌工艺和热储层岩性特征等。在回灌条件下,估算可知允许开采量为6 408. 7 m^3/d,而本次单井地热井的抽水实验开采量值81. 48 m^3/r,远低于该值,说明菏泽城区地热资源丰富。研究结果为下一步的寒武-奥陶系岩溶热储开发打下基础。 相似文献
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杭州西湖疏浚底泥工程性质试验研究 总被引：5，自引：0，他引：5
针对西湖疏浚底泥的沉积规律、颗粒分布、渗透特性、压缩特性等工程性质进行了室内试验,并分别对室内沉积土样和库区沉积土样的工程性质做了比较,得到了渗透系数、压缩系数等指标沿深度和距离上的变化规律。试验结果对进一步了解疏浚底泥的工程特性具有参考意义,也有利于指导蓄泥库疏浚底泥的后期处理措施的制定。 相似文献