天津市新近系馆陶组地热流体回灌研究

【摘要】：地热资源作为一种清洁能源，近年来为天津市经济和环境发展发挥了重要作用。地热资源分为孔隙型热储和基岩热储，而新近系馆陶组热储层由于其水质好、低矿化度等特点成为天津市开发利用的主要热储层，近年来开发强度呈逐年增大趋势，截止到2013年底，馆陶组热储地热井数已达到151眼，年开采量超过628×104m3。随着开采强度的增大，热储压力也呈逐年下降的趋势，下降速率达到1.8m~5.5m/a,2013年静水位82~110m。地热流体尾水回灌开发方式是资源可持续发展的重要途径。本文针对天津地区新近系馆陶组孔隙型热储回灌技术，在对回灌钻井工程、地面配套工艺和回灌方式及以往研究成果进行系统总结的基础上，进行深入技术分析和技术集成，成果应用于实际的生产实践，建立了馆陶组回灌技术示范工程，对进一步推动新近系馆陶组热储回灌研究意义重大。 天津市从20世纪70年代开始至2008年，对于新近系馆陶热储回灌的研究进行了几十年，但由于热储层化学堵塞、悬浮物等物理堵塞及操作不规范等原因，回灌衰减等问题一直未能解决，最大单井回灌量只有44.6m3/h，且随着回灌进行，回灌水位持续上升至井口。本论文充分收集了天津地区地热地质资料、多年来的回灌试验数据资料和成果资料，在总结以往研究成果的基础上，对地面回灌系统设计（包括回灌地面工艺和设备选择）、地热回灌井钻井工程（包括钻孔施工、成井方法等）和回灌操作规程等关键技术进行深入研究。针对回灌过程中物理堵塞等原因，采用粗效过滤（50μm）和精细过滤（3~5μm）两级处理方式解决物理堵塞问题，减小回灌量衰减；针对不同沉积环境热储层和钻井深度，对馆陶组热储层回灌钻井工程（包括钻孔施工、成井方法等）进行研究，针对单层过滤器成井，双层笼状过滤器，大口径扩孔填砾和二开射孔等成井工艺在不同区域适宜性进行分析总结，并进行实践，所选实践工程均有效提高了加灌能力，实现馆陶组热储回灌的新突破，目前最大回灌量达到100~120m3/h。有效提高馆陶组热储地热井的回灌能力。 【关键词】：新近系馆陶组热储 砂岩回灌 影响因素 钻井工艺 回灌堵塞
【学位授予单位】：中国地质大学（北京）
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：P314
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 引言9-17
• 1.1 选题依据及意义9-10
• 1.2 国内外研究现状10-13
• 1.2.1 国内外研究现状10-12
• 1.2.2 研究区研究进程12-13
• 1.3 研究内容和技术路线13-17
• 1.3.1 研究内容13-14
• 1.3.2 技术路线14-16
• 1.3.3 主要研究成果16-17
• 2 区域地质概况17-23
• 2.1 构造特征17
• 2.2 地层特征17-18
• 2.3 新近系陶组热储地质特征18-23
• 2.3.1 构造单元特征18-19
• 2.3.2 断裂构造特征19
• 2.3.3 馆陶组热储层沉积及分布特征19-21
• 2.3.4 馆陶组热储层岩性及水文地质特征21-23
• 3 天津市新近系馆陶组热储回灌现状分析23-37
• 3.1 回灌试验历程及认识23-28
• 3.1.1 浅井回灌认识及数值模拟23-26
• 3.1.2 新近系馆陶组回灌实践26
• 3.1.3 回灌深入研究—基于地面回灌水质处理技术26-28
• 3.2 回灌地面配套工艺28-31
• 3.2.1 回灌地面工艺28-29
• 3.2.2 回灌井口装置29-31
• 3.3 地热回灌井钻井工艺31-37
• 3.3.1 回灌井施工设计31
• 3.3.2 成井工艺研究及应用31-37
• 4 新近系馆陶组热储回灌技术集成37-55
• 4.1 地热回灌项目执行程序及井身结构37-39
• 4.1.1 项目执行程序37-38
• 4.1.2 根据区域热储层特性初步选择成井方法38-39
• 4.2 地热回灌井钻井施工39-43
• 4.2.1 回灌井井身结构设计40
• 4.2.2 钻井液设计40-41
• 4.2.3 下套管作业41-42
• 4.2.4 固井作业42
• 4.2.5 洗井作业42-43
• 4.3 回灌成井工艺研究43-50
• 4.3.1 一开过滤器成井工艺43-44
• 4.3.2 二开过滤器成井工艺44-45
• 4.3.3 二开射孔成井工艺45-48
• 4.3.4 二开过滤器与射孔工艺回灌效果比较48-49
• 4.3.5 不同成井工艺技术分析49-50
• 4.4 馆陶组热储回灌地面配套工艺及设备50-52
• 4.4.1 馆陶组热储回灌地面工艺50-51
• 4.4.2 馆陶组热储回灌地面设备及其作用51-52
• 4.5 回灌系统运行技术要点52-55
• 5 滨海新区馆陶组热储回灌示范工程55-83
• 5.1 DL-25H 回灌示范工程55-68
• 5.1.1 DL-25H 井地质条件介绍55-57
• 5.1.2 DL-25H 回灌井成井工艺57-61
• 5.1.3 地面回灌系统建设61-64
• 5.1.4 回灌效果验证64-68
• 5.2 TGR-26D 回灌示范工程68-76
• 5.2.1 TGR-26D 井地质条件介绍69-70
• 5.2.2 TGR-26D 回灌井成井工艺70-72
• 5.2.3 回灌效果验证72-76
• 5.3 TGR-28 回灌示范工程76-81
• 5.3.1 TGR-28 井地质条件介绍76-77
• 5.3.2 TGR-28 回灌井成井工艺77-79
• 5.3.3 回灌效果验证79-81
• 5.4 回灌示范工程技术总结81-83
• 6 结论83-86
• 致谢86-87
• 参考文献87-89
• 个人简介89

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