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西宁盆地地热水特征及回灌结垢风险

2021-09-16秦光雄罗银飞晁嘉豪耿松鹤

水文地质工程地质 2021年5期

赵 振 ,秦光雄 ,罗银飞 ,晁嘉豪 ,耿松鹤 ,张 亮

(1.青海省环境地质勘查局,青海 西宁 810001;2.青海省环境地质重点实验室,青海 西宁810001;3.中国石油大学(华东)石油工程学院,山东 青岛 266580;4.非常规油气开发教育部重点实验室,山东 青岛 266580)

地下热水资源是一种清洁能源,在一定程度上是可再生资源,因此具有较高的开发利用价值[1]。我国地热资源丰富,地热资源种类较多,分布较为广泛[2]。相比于其他常规能源,地热水资源热量更高、节能减排和绿色低碳效应更加显著[3]。当持续开采或开采强度逐渐增大时,会出现补给能力小于开采强度,发生热储压力下降等不良地质环境问题,需要进行地热尾水回灌[4-9]。国内外案例表明,地热水开采及回灌过程中,常由于井筒温压变化等原因造成井口设备、井筒及地层中产生碳酸盐或硫酸盐沉淀、结垢[10],井壁水垢脱落后如果落入井底,可能会对井筒形成堵塞;如果落在变径口上,可能会将井筒堵死,这些都会导致回灌的衰减和堵塞[11]。另外,回灌水与地下热水不配伍也是储层回灌堵塞的主要影响因素[12]。结垢问题已严重制约了地热开发效率[13],而且还会对管材在地热水介质中的局部腐蚀行为产生显著影响[14],严重时甚至导致停产停注[15]。

西宁盆地具有丰富的中低温地热资源。与东部天津、山东等地地热资源对比[16-17],西宁盆地地热水含有大量硫酸根和碳酸根等腐蚀性离子、钙和镁等结垢离子以及氯化物、硫化物等环境污染成分,地热储层具有溶解性总固体高、水头高、渗透率低等特点,地热水回灌带来极大挑战,导致目前的开发方式还处于粗放状态,极大限制了西宁盆地中低温地热能的高效开发。……

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