[發明專利]砂巖型出水地熱井和回灌井施工方法

有效

• 申請號: 202110306060.6
• 申請日: 2021-03-23
• 公開（公告）號: CN113153223B
• 公開（公告）日: 2022-03-22
• 發明（設計）人: 齊恭;李楊;李郡;景龍;宋倩;李子皋;張成;邢曉晨;齊曉鳳;趙芳華;馮洋;趙琳如;楊婷婷
• 申請（專利權）人: 河北省地礦局第三水文工程地質大隊;齊恭
• 主分類號: E21B43/00
• 分類號: E21B43/00;E21B43/11;E21B43/04;E21B33/13;E21B21/00;E21B47/00;E21B49/00;F24T10/20;G06F30/28;G06F119/14
• 代理公司: 衡水市盛博專利事務所 13119
• 代理人: 付震夯

本發明屬于地熱井及回灌井施工方法技術領域，公開了一種砂巖型出水地熱井和回灌井施工方法。其主要技術特征為：出水地熱井利用熱儲段全部含水組的含水層；通過出水地熱井測定含水組中的各個含水層中的壓力，在回灌井成井時，回灌井的回灌層設置在地下水壓力小、透水系數高的含水層，而在其他含水層采用盲管，這樣，壓力大的含水層中的水不能經回灌井流入到壓力小、透水系數高的含水層中，通過回灌井回灌的水迅速進入回灌層所在的含水層中，回灌速度快、回灌量大，回灌效率高；回灌井到出水地熱井距離為出水地熱井影響半徑的1/2?2/3，既保證回灌量又可以防止地下水回灌熱突破。

技術領域

本發明屬于砂巖型地熱井施工方法技術領域，尤其涉及一種砂巖型出水地熱井和回灌井施工方法。

背景技術

地熱是一種清潔、廉價、可再生和可直接利用的新能源。開發利用地熱資源可替代大量的煤炭和天然氣等石化能源，有利于改善現有的能源結構，有利于降低能源消耗和成本，有利于最大限度地減少廢氣、粉塵、噪聲污染等。據估算，我國目前探明的可開采利用的地熱資源約折合每年3284萬噸標準煤的發熱量。以平均每消耗一噸標準煤向環境排放22.6kg二氧化碳、17.87kg二氧化硫、15.39kg煙塵、7.50kg工業粉塵、96.06kg工業固體廢棄物計算，開采地熱資源每年將減少二氧化碳排放量742180噸，二氧化硫排放量586851噸，煙塵排放量505408噸，工業粉塵排放量246300噸，工業固體廢棄物排放量3154610噸等，可見開發地熱資源對于節能環保具有重要的意義。

20世紀90年代以來，隨著國民經濟的發展，人民生活水平的提高，特別是旅游和房地產業的蓬勃發展，強勁的市場需求，推動了地熱資源的勘查開發，開發地熱的地區越來越多，地熱井越打越深(已超4000m)。

地熱棄水回灌是實施地熱資源保護和可持續開發利用的重要手段。地熱棄水回灌對維持熱儲壓力、減少污染具有重要作用。目前，在地熱利用方面存在以下問題：其一，為了降低地熱能源利用成本，將地熱簡單地等同于一般的水資源開發，過量開采，只抽不灌。全國現有地熱回灌井僅占開采井的14.5%，回灌量僅為開采量的5%。地熱資源開發由此受到嚴重影響，不少地方出現水位下降，溫度降低，資源枯竭，并引發地面沉降等問題；其二，出水地熱井的取水層與回灌井的回灌層在同一含水組中的所有含水層中，由于同一含水組中的不同含水層中的地質結構不同，使得不同含水層中的地下水壓力、透水系數不相同，使得不同含水層中的水因存在壓力差且透水系數不同，造成地下水壓力大的含水層中的水向壓力小、透水系數高的含水層中流動，影響回灌數量和回灌效率，回灌量較低。

發明內容

本發明要解決的技術問題就是提供一種回灌效率高、環境污染小、回灌量大的砂巖型出水地熱井和回灌井施工方法。

為解決上述問題，本發明砂巖型出水地熱井和回灌井施工方法采用的技術方案為：該方法包括以下步驟：

第一步，地熱井施工

根據區域地層資料施工出水地熱井，該出水地熱井利用熱儲段全部含水組的含水層；

第二步，利用流量探頭測量含水組中的各個相鄰含水層之間的水流量，并記錄各相鄰含水層之間的水流量

待出水地熱井中的水位平穩后，根據區域地層資料和出水地熱井，將流量探頭依次放置在各個相鄰的含水層之間對應的出水地熱井中的位置上，并分別記錄出水地熱井中各個相鄰含水層之間的流量，從上面數第一含水層上方的流量為Q₀=0，第一含水層和第二含水層之間的流量為Q₁，第二含水層和第三含水層之間的流量為Q₂，……，第n-1層到第n層含水層之間的流量為Q_n-1，

第三步，根據各個相鄰含水層之間的流量，推算每個含水層外的水的壓力和管體內的壓力大小，并確定回灌含水層