1、1天津市地热回灌运行操作规程（试行）天津市国土资源和房屋管理局2006-09发布2天津市地热回灌运行操作规程（试行）主编单位: 天津地热勘查开发设计院批准部门：天津市国土资源和房屋管理局2006 天津3前 言本操作规程是根据国土资源部有关要求，在天津市国土资源和房屋管理局主持下，由天津地热勘查开发设计院成立项目组编写而成。在编制过程中，项目组进行了认真、深入地调查研究，并按照规范管理工作行为、符合工作实际需要、具有可操作性的原则，总结天津市多年来回灌生产、科研工作中的经验和成果，参考了国内外其他地区地热田回灌开采运行中成功的先进技术，并结合目前地热研究项目中执行的相关规范和法规，充分考虑回灌工
2、作的发展趋势，经广泛征求相关单位、部门以及专家的意见后进行了多次修改，最后由天津市国土资源和房屋管理局会同有关部门审查定稿。本规程共分 7 章和 4 个附录。对回灌生产运行前、正式启动、运行过程中、结束后的各项工作和注意事项都有具体要求，使有关工作有章可循。为了提高本操作规程的质量和适应性，希望各单位在执行过程中，注意积累资料、总结经验，如发现需要修改和补充完善之处，请将意见和建议及时反馈给天津市国土资源和房屋管理局，以供今后修订时参考。通 讯 地 址：天津市和平区曲阜道 84 号天津市国土资源和房屋管理局4邮政编码：300042联系电话：23118791 23145295本规程主编单位：天津
3、地热勘查开发设计院邮政编码：300250联系电话：24587068 24555636本规程主要起草人：曾梅香 田宗宝 林建旺 韩金树 李春华 王幼军 孙宝成林 黎 马凤如 王 坤 盛中杰 赵 娜 李 俊 程万庆5目 录1 总 则 62 名词和术语 63 运行前准备工作的技术要求 84 回灌启动时的技术要求 114.1 自然回灌 114.2 压力回灌 125 回灌运行中的技术要求 136 停灌后系统设施的养护 147 回灌系统动态监测要求 157.1 回灌系统的动态数据观测要求 157.2 原始监测数据的审核 16附录 A 地热回灌水质推荐指标 .17附录 B 回灌系统动态监测数据表 .22附录
4、 C 回灌堵塞的判别及处理措施 .23附录 D 本规程用词说明 .24条文说明 2561 总 则1.0.1 为了规范我市地热回灌工作，提高地热回灌的效果，特制定本规程。1.0.2 本操作规程适用于天津市行政区域内的地热回灌工作。1.0.3 本规程由天津地热勘查开发设计院编制，由天津市国土资源和房屋管理局发布并负责解释。1.0.4 本规程明确了地热回灌系统在实际回灌工作的各个环节中，应遵循的操作程序和技术要求，应监测记录的有关数据及格式，回灌水应遵循的水质标准以及运行中一旦出现不利于回灌的现象时应采取的相关处理措施等。1.0.5引用的相关标准、规范本规程引用了下列相关标准、规范及有关手册包含的条
5、文。GB50027-2001 供水水文地质勘察规范GB11615-89 地热资源地质勘查规范DZ40-85 地热资源评价方法SLT183-96 地下水监测规范DZ/T0134-94 地下水动态监测规程SL/T187-96 水质采样技术规程SYT5329-94 碎屑岩油藏注水水质推荐指标及分析方法水文地质手册 地质出版社 1978年第一版2 名词和术语2.1 地热 Geothermal7指来自地壳深部、储存于地下的天然热能。依据温度可分为低温、中温和高温地热。2.2 热储 Reservoir指埋藏于地下、具有一定有效空隙度和渗透性的地质建造（地层、岩体或构造带） ，其中储存有一定的地热流体可供地
6、热开采生产。2.3 地热资源 Geothermal resources储存于地下、具有一定质量（品极）和数量、可供开发利用的地热能构成地热资源。地热开发利用的主体是地热载体，即地热流体，但热储的骨架内也贮存有相当的热量。2.4 地热流体 Geothermal fluid包括地热水和地热蒸汽，以及少量的非凝性气体，但不包括天然的碳氢化合物可燃气体。2.5 地热回灌 Geothermal reinjection为保持热储压力、充分利用能源和减少地热流体直接排放对环境的污染，对经过利用（降低了温度）的地热流体或其他水源通过地热井重新注回热储。2.6 回灌系统 Reinjection system指地
7、热回灌中，包括所有开采井、回灌井以及连通采、灌井之间的地面管路装置、水质净化系统、排气设施、加压系统等在内的整个回灌体系。2.7 地热流体质量 Quality of geothermal fluid主要指地热流体的物理性质、化学成份、微生物指标及其能量品位。2.8 动态监测 Regime monitoring指通过布设的监测点、利用有关仪器仪表和其它装置或远程系统对地热流体的天然动态与开采动态进行定期监测，主要内容包括：地温、地热流体压力、产量、温度及化学成份等。监测频率可根据不同动态类型而定。2.9 悬浮物 Suspended sediment(SS)悬浮物通常是指在水中不溶解而又存在于水中
8、不能通过过滤器的固体物质。在8测定其含量时，由于所用的过滤器的精度不同，对测定的结果影响很大。本标准规定的悬浮物固体是指采用平均孔径为 50m 的纤维素脂微孔膜过滤，膜上不溶于水的固体矿物质。2.10 悬浮颗粒直径中值 Mid-Value of suspended particlesdiameter颗粒直径中值是指水中颗粒的累积体积占颗粒总体积 50%时的颗粒直径。2.11 铁细菌（FB）能从氧化二价铁中得到能量的一群细菌，形成的氢氧化铁可在细菌膜鞘的内部或外部储存。2.12 腐生菌（TGB）腐生菌是“异养”型的细菌，在一定条件下，它们从有机物中得到能量，产生粘性物质，与某些代谢产物累积沉淀可
9、造成堵塞。2.13 硫酸盐还原菌（SRB）硫酸盐还原菌是指在一定条件下能够将硫酸根离子还原成二价硫离子，进而形成硫化氢，对金属有很大腐蚀作用的一类细菌，腐蚀反应中产生的硫化铁沉淀可造成堵塞。3 运行前准备工作的技术要求3.1 回灌模式原则上应遵循原水同层回灌（成井目的层相同） ，且应对地下水流性质和不同温度下水岩相互作用评价；不能做到同层回灌的异层采灌系统，开采层的水质应好于回灌层但不宜相差过大，要求水质类型一致，矿化度相近，同时应在回灌之前进行二种（或多种）不同水质的室内混合注水试验，必须进行水质混合和水岩相互作用评价，证实二种（或多种）水的配伍性好，对储层无伤害方可注入。地热水水质评价方法
10、及判断标准，见附录 A；回灌水的水质要求应遵循地热回灌水推荐主要控制指标，见附录 A表。93.2 系统装置检查3.2.1 确保回灌系统中（包括开采井、回灌井）电源、各设备和阀门的开关状态良好，各种仪表、仪器的运转正常。开采井、回灌井的井口均须按规定安装专用的动态（水位、水温、流量、压力等）监测仪器仪表，回灌运行前应仔细检查各仪表仪器的精确度并保证其正常运行。回灌井的流量表之后至回灌井井口之间不得再安装排水支管。3.2.2 回灌管网：回灌系统是一个完整的密闭系统，回灌管网应保证严格的密闭，以减少空气在地热水输送中的混入，管道选材宜采用防腐管材。 3.2.3 回灌管网中的残水必须排尽。3.2.4
11、生活热水或其它被污染的地热水必须同回灌水分离，不允许生活热水的尾水或二次污染水混入回灌水中。3.2.5 在地热供暖项目中，应采用间接供热方式，使用换热器换热，地热水经换热器后直接进入回灌系统，避免回灌水与外循环管网的直接接触而造成的水质污染，还可避免地热水对外循环管网特别是室内散热终端的腐蚀。3.2.6 检查回灌水源净化处理系统的精度能否达到不同热储层回灌系统的精度要求：基岩热储层回灌系统需对回灌水进行去除水中悬浮固体物质的过滤处理，过滤精度应达到 50m；孔隙型热储层回灌系统的过滤精度须达到 35m，同时滤掉悬浮颗粒和细菌。3.2.7 在回灌井管路上须安装排气罐，用以排出回灌水中的多余气体，
12、严防气相阻堵影响回灌效果。回灌前应检查排气阀门，罐体内压力应大于大气压，不让空气进入，同时保证排气通道畅通。3.2.8 检查氮气保护装置，充氮瓶内压力应高于大气压。3.2.9 确保除砂器、除污器的工作精度和正常运行。3.2.10 如考虑采用压力回灌方式时，应检查加压离心泵的工作状态，同时在回灌井井管上应增设放气阀。3.3 管路冲洗10回灌生产运行前，要对整个系统管路进行彻底冲洗，包括开采井、回灌井管路、输水管网等。冲洗时间视其尾水的清洁程度而定，至尾水经浊度、悬浮物测试确认为水清无杂质后方可进行回灌。3.4 回灌方式基岩回灌井不允许在井下有泵的状态下进行回灌，回灌水管应下至回灌井内液面以下 3
13、5m 的深度，井口要严格密封。新近系孔隙型热储层的回灌系统可参考以上要求执行，以泵管内进水进行回灌为宜。3.5 数据监测每年供暖期前的 11月上旬，对回灌井进行静水位、对应液面水温记录观测，观测频率为 8小时/次，连续 310 天；开采井必须进行同时间、同频率、同周期的水位、对应液面水温记录监测。如果开采井非供暖期抽水供应生活热水，应记录观测动水位、开采量、对应液面水温等数据，分别对开采井、回灌井观测记录表认真填写，记录表格式见附录 B表。各动态数据的获得可由远程系统记录或专用的人工监测仪器仪表测量，其中人工水位监测测管出露在地热井井口法兰盘上的部位应有专门开关，只在进行动态监测时才能开启，其
14、它任何时候都应进行关闭密封处理。3.6 回灌井的回扬洗井3.6.1全年无间断的密封运行回灌系统，回灌井不必回扬洗井；停灌期间在回灌系统内有防腐措施（如氮气保护装置） ，视情况回灌井可以不回扬洗井；停灌期间未作任何密封防腐保护处理、回灌量有逐年递减现象且灌量低于最大回灌量一半时的基岩回灌井，在正式启动回灌运行之前方允许回灌井进行回扬洗井。新近系孔隙型热储层回灌井可酌情进行回扬洗井。3.6.2 回扬洗井设施：潜水泵可选用泵管直径为 152.4mm，泵管一侧应焊接有 25.4mm 的专用水位测管。水泵下入至该井当时静水位液面以下 3050m（新近系孔隙型热储层回灌井宜适当加深） 。潜水泵和泵管必须经
15、过防腐、防垢处理，确11保无锈未腐蚀、测管通畅，不允许锈迹斑斑的泵管下入地热井内。3.6.3 回扬洗井可以按以下操作程序进行：1 记录、测量回灌井静水位、对应液面水温、流量表的起始读数等原始参数。2 关进水阀、开足控制阀、扬水阀及放气阀，然后停 1020 min 测静水位。3 合电闸、开泵扬水，以最大水量抽水洗井，至水清砂净或水温无明显变化方可断电停泵。4 回扬时每 30 min记录回灌井回扬水量、回扬水温、水位、管道压力等动态数据及回扬水质的清洁情况，并在回扬泵启动后回扬水温无明显变化或井内水位基本稳定（波动范围在 510cm/30 min）时取样进行地热流体质量分析。回灌井回扬洗井注意事项
16、：1） 抽水泵管外侧需喷涂防腐涂层。2） 检查潜水泵安装是否正确：下泵深度应超过静水位液面以下 3050m，新近系孔隙型热储层回灌井要适当加深，防止抽水时因水位降深过大而造成吊泵事故出现；潜水泵压力要适应密封要求。3） 回扬时回灌井的地热流体质量分析项目应包括：全分析、酸性样、碱性样、气体样、悬浮物（含量、颗粒大小及成份） 、溶解氧含量、侵蚀性二氧化碳、细菌样（铁细菌、硫酸盐还原菌、腐生菌） 。各分析项目的取样送检工作可不必同时进行，但均需在回扬期间内完成。4 回灌启动时的技术要求4.1 自然回灌4.1.1 回灌开始前，应记录开采井流量表、回灌井流量表的起始读数，开采井、回灌井水位埋深及对应液
17、面温度，并认真填写记录表（表） 。4.1.2 检查回灌系统的密封效果，包括开采井、回灌井的井口密封情况及回灌管网的密闭情况，保证系统严格密封。124.1.3 关扬水阀和控制阀，开足进水阀，再缓慢开控制阀，让回灌水源从回灌水管内注入回灌井中。4.1.4 密切观测压力表数值，调节回灌量，灌量以 20、30、50 m3/h从小到大逐渐增加试运行，以压力表、水位数据的变化情况来判断回灌能力，待确认回灌通畅、回灌井内水位上升无快速、明显的变化时，再以回灌量 80、100 m3/h依次逐渐增加灌量，直至正常运行。4.1.5 按要求定时记录观测开采量、回灌量、水位、对应液面水温、压力数据等，记录表格式见附录
18、 B表。4.1.6 回灌启动之后，在水位基本稳定（波动范围在 510cm/30 min）或水温无明显变化后，分别在开采井井口、回灌井井口同时取样进行流体质量分析，送检项目应包括：全分析、酸性样、碱性样、气体样、悬浮物（含量、颗粒大小及成份） 、溶解氧含量、侵蚀性二氧化碳、细菌样（铁细菌、硫酸盐还原菌、腐生菌） 。各分析项目的取样送检工作可不必同时进行，但均应在回灌运行前期的 520 天内完成。4.1.7 自然回灌的注意事项：1 回灌时管网装置必须达到密封要求，尤其对泵座轴、阀门轴及回灌水管接头、管路接头等部位，应严格密封，以防进气造成各种堵塞现象，影响正常回灌。一旦发现存在透气现象，应立即停灌
19、检修。2 必须确保回灌水管下入回灌井水位液面以下，水源从回灌水管内注入。回灌水管要进行密封、防腐处理。3 回灌量应从小到大逐渐增加。4 确保回灌系统动态数据记录准确完整。4.2 压力回灌4.2.1 回灌开始前，应记录开采井流量表、回灌井流量表的起始读数，开采井、回灌井水位埋深及对应液面温度，并认真填写记录表（表） 。134.2.2 检查回灌系统的密封效果，包括开采井、回灌井的井口密封情况及回灌管网的密闭情况，保证系统严格密封。4.2.3 关扬水阀和控制阀，开足进水阀，缓开控制阀，待回灌水从放气阀溢出后，再关紧放气阀。4.2.4 调节回灌量，灌量以 20、30m 3/h从小到大逐渐增加试运行，以
20、压力表、水位数据的变化情况来判断回灌能力，记录开采量（总开采量和瞬时开采量） 、回灌量（总回灌量和瞬时回灌量） ，开采井、回灌井的水位、液面水温，管路上压力表读数，认真填写记录表（表） 。4.2.5 开启压力泵进行加压回灌，压力从小到大逐渐迭加。4.2.6 回灌启动之后，在水位基本稳定（波动范围在 510cm/30 min）或水温无明显变化后，分别在开采井井口、回灌井井口同时取样进行流体质量分析，送检项目应包括：全分析、酸性样、碱性样、气体样、悬浮物（含量、颗粒大小及成份） 、溶解氧含量、侵蚀性二氧化碳、细菌样（铁细菌、硫酸盐还原菌、腐生菌） 。各分析项目的取样送检工作可不必同时进行，但均应在
21、回灌运行前期的 520 天内完成。4.2.7 压力回灌的注意事项1 压力回灌时系统中的空气应排尽，因此需在回灌井井管上安装放气阀，回灌时要先排除管网中的空气。2 保证系统各环节密封，除达到自然回灌密封要求外，还需增加回灌水管与井管间的密封。3 必须确保回灌水管下入回灌井水位液面以下，水源从回灌水管内注入，保证管内回灌。4 回灌量和压力要由小到大逐步调节到适宜压力，直至回灌能正常运行。5 离心泵不应断水打空泵，否则把空气打入井内，造成氧化腐蚀或气相阻塞。6 确保回灌系统动态数据记录准确完整。145 回灌运行中的技术要求5.1 回灌运行时，整个回灌系统是一个完整的密闭系统，回灌管网应保证严格的密闭
22、，对管网中的接口部份进行密封处理；开采井、回灌井的井口应密封，杜绝出现包括测管、充气孔等与外界连通的孔口敞开的现象。水位测管只有在进行动态监测时才能开启，其它任何时候都应做好密封处理。5.2 回灌运行时，应始终保证回灌水管下入回灌井的水位液面以下。5.3 利用自动控制的氮气保护充气装置，将开采井、回灌井水位液面以上的井管部分充满惰性气体，隔绝空气与地热水的直接接触，防止井管氧化腐蚀。5.4 密切监视开采井、回灌井的水位、开采量、回灌量、水质及过滤装置、管路压力等数据变化情况，正确判断系统是否产生了堵塞等影响回灌效应的情况，及时采取有效措施予以防治，详见附录 C。5.5 回灌水源的温度应不低于
23、25。5.6 冬季做好室外管路的防冻措施。5.7 回灌运行时，应密切监测回灌水源的水质情况，确保水源符合灌水水质标准（附录 A表） 。5.8 确保开采井、回灌井井口监测系统（远程或专用的人工监测仪器仪表）正常，观测到的数据客观真实、正确无误，尤其是人工监测的流量表的准确性和水位测管的通畅，一旦发现灵敏性能较差或已经损坏或已堵塞的仪器仪表和测管，应及时更换、维修。6 停灌后系统设施的养护6.1 停灌后，从回灌井中提出回灌水管，除去管内外污渍、锈斑，做好防腐、防锈等保养措施，堆放整齐，妥善保管。6.2 封闭开采井、回灌井井口，对系统各部分进行密封处理。156.3 在停灌期间，利用自动控制的氮气保护
24、充气装置，将停用的地热井（开采井、回灌井）水位液面以上的井管部分充满惰性气体，隔绝空气与地热水的直接接触，防止空气渗入井管，造成氧化腐蚀。6.4 停灌期间每 15天监测一次水位、液面水温，认真填写记录表（表） 。注意保证开采井、回灌井井口监测系统（远程或专用的人工监测仪器仪表）的正常运转，观测到的数据客观真实、正确无误，尤其是人工监测的水位测管的通畅性，一旦发现已堵塞或测线下入困难，应及时更换、维修。只有在进行动态监测时测管才能开启，其它任何时候都应做好密封处理。6.5 回灌井停灌期间禁止下泵开采抽水。7 回灌系统动态监测要求7.1 回灌系统的动态数据观测要求回灌系统中，各动态数据可由远程监控
25、系统监测记录或由专人通过人工监测仪器仪表监测并记录，主要监测项目有：7.1.1 准确测定每一眼开采井、回灌井的井口标高及井位坐标、测点至地面的距离。7.1.2回灌系统的水位观测。在回灌运行中，应对开采井、回灌井的水位进行记录观测，回灌刚开始启动时，观测时间间距为： 10min、20min、30min、30min，待监测到的回灌量基本稳定或回灌井内动水位的波动范围在 510cm/30 min后，观测间距延长至 1小时 1次，直至回灌生产运行正常后，观测间距为每 8小时一次。整个供暖期的回灌生产运行均按每 8小时一次定期记录监测，并做好各项记录，认真填写表。7.1.3 开采井、回灌井的水温记录观测
26、，与水位同步观测，观测时间、间距一致。7.1.4 开采量、回灌量的记录观测，包括开采井抽水量、瞬时流量，回灌总量和16瞬时回灌量，与水位同步观测，观测时间、间距一致。7.1.5 回扬过程中水位、水量、温度的记录观测按照回灌运行时的观测要求进行。7.1.6 回灌运行时对过滤装置进口与出口压力进行跟踪监测，与水位同步观测，观测时间、间距一致。7.1.7 气体释放量的观测，在排气罐上方的气体观测仪表上观测，与水位同步观测，观测时间、间距一致。7.1.8 停灌期间开采井、回灌井应坚持每 15天进行一次水温、水位的连续监测，注意保持数据的完整性和连续性。7.1.9 在每组回灌生产运行的地热井中，回灌启动
27、之后，在水位基本稳定（波动范围在 510cm/30 min）或水温无明显变化后，分别在开采井井口、回灌井井口同时取样进行地热流体质量分析，送检项目应包括：全分析、酸性样、碱性样、气体样、悬浮物（含量、颗粒大小及成份） 、溶解氧含量、侵蚀性二氧化碳、细菌样（铁细菌、硫酸盐还原菌、腐生菌） 。各分析项目取样送检宜在回灌运行的前期、20天内同时或分别完成。回灌井回扬洗井时，应在回扬水水温无明显变化或井内水位基本稳定（波动范围在 510cm/30 min）时取样进行水质化验分析，送检项目同上。各分析项目取样送检均需在回扬期间内完成。在回灌生产运行过程中，应密切关注回灌水的水质变化情况，如果发现水质变混
28、浊、含砂量增加或出现回灌量衰减、回灌井堵塞、结垢等情况，应随时取样送检并及时采取措施进行处理。7.2 原始监测数据的审核审核内容包括：1 监测方法和误差、影响监测精度的因素。2 各类仪表、仪器是否正常、准确运行。173 监测项目、频次的变动情况。4 异常点的分析、未监测点的原因。5 原始记录表填写格式。6 各监测点监测资料的合理性检查。通过与历次数据对比分析数据的合理性，出现较大误差的数据应确定为“可疑”数据，及时查清原因并尽可能采取措施复查补测。附录 A 地热回灌水质推荐指标A.0.1 水质基本要求1 水质稳定，回灌水与储层水相混不应产生沉淀，原则上应遵循原水同层回灌（成井目的层相同） ；不
29、能做到同层的异层采灌对井，开采层的水质必须好于回灌层，以防止回灌水质对良好热流体造成不可逆转的伤害影响。2 回灌水注入目的热储层后不应使岩石矿物产生水化反应。3 回灌水中不得携带大量固体悬浮物，以防堵塞回灌井滤水管网或渗流裂隙通道。4 回灌水不应是存放时间长、流经途径过长，已滋生有各种细菌的二次污染水。5 回灌水对注水设施腐蚀性小。6 严格控制水中溶解氧的含量。当回灌水腐蚀率不达标时，应首先检测溶解氧，因为当水中有溶解氧时可加剧腐蚀。7 控制水中侵蚀性二氧化碳的含量。当水中侵蚀性二氧化碳等于零时此水稳定；大于零时此水可溶解碳酸钙并对注水设施有腐蚀作用；小于零时此水有碳酸盐沉淀出现。8 限制回灌
30、水源中硫化氢的含量。系统中硫化物增加是细菌作用的结果，硫化物过高的水也可导致水中悬浮物增加。189 回灌水的 pH值 应 控 制 到 70.5为 宜 。10 控 制 回 灌 水 中 总 铁的含量，尤其是水源中亚铁离子的含量，由于 Fe2+的不稳定性或铁细菌作用可将二价铁转化为三价铁而生成氢氧化铁沉淀，另外若水中含硫化物（S 2 ）时，可生成 FeS沉淀，使水中悬浮物增加。A.0.2 水质评价A.0.2.1 水的腐蚀性评价当地热水中氯离子含量高于 25%毫克当量百分数时，地热水中水的腐蚀性用拉申指数来衡量，具表达式为：LI= (A.0.2-1)AIKSOC4式中：LI拉申指数；Cl 氯离子含量（
31、毫克当量/升、以等当量的 CaCO3表示） ；SO4 硫酸根离子含量（毫克当量/升、以等当量的 CaCO3表示） ；AIK总碱度含量（毫克当量/升、以等当量的 CaCO3表示） 。判断标准：LI0.5 时，为无腐蚀性水；0.5LI3.0 时，具轻微腐蚀性水；3.0LI10.0 时，为中等腐蚀性水；LI10.0 时，为强腐蚀性水。A.0.2.2 水的结垢性评价1 碳酸钙垢 当地热水中氯离子含量较低（25%毫克当量百分数）时，根据雷兹诺指数（RI）来定性评价地热水中碳酸钙结垢的倾向，其表达式为：RI=2pHs-pHa (A.0.2-2)式 中 ： pHs计 算 出 的 pH 值 ， 计 算 式 为
32、 pHs =lgCa 2+lgALK+K c；Ca2+流体中钙离子的摩尔浓度(mol/L)；ALK（ HCO3-）流体中 HCO3-离子的摩尔浓度(mol/L)；Kc是包括两个与温度有关的平衡常数和活度系数的复杂常数；19pHa流 体 实 测 的 pH 值 。判断标准：RI4.0 时，非常严重结垢热水；4.0RI5.0 时，严重结垢热水；5.0RI6.0 时，中等结垢热水；6.0RI7.0 时，轻微结垢热水；RI7.0 时，不结垢热水。 当地热水中氯离子含量25%毫克当量百分数时，地热系统中是否有碳酸钙垢生成或倾向用拉伸指数 LI 定性判断更为合理，拉伸指数判定碳酸钙垢的标准为：LI0.5时，
33、不结垢；LI0.5时，可能结垢。2 硫酸钙垢当水的温度小于100时，硫酸钙垢主要以二水硫酸钙（CaSO 42H2O）的形式沉淀，因此地热流体中硫酸钙垢的生成趋势可用石膏（CaSO 42H2O）相对饱和度（RS 1）来定性判断，其表达式为：RS1lgCa 2+lgSO42-lgK (A.0.2-3)式中：RS 1石膏（CaSO 42H2O）相对饱和度；Ca2+钙离子浓度（mg/l） ；SO42-硫酸根离子浓度（mg/l） ；K与温度和总固形物有关的常数。判定标准：RS 10时，不结垢；RS10时，可能结垢。3 硅酸盐垢地热流体中硅酸盐垢的生成趋势可用无定形SiO 2的相对饱和度（RS 2）的大小
34、来定性判断，其表达式为：RS2= (A.0.2-4)TeSiO/53.1406.220式中：RS 2可溶性SiO 2的相对饱和度；SiO2可溶性SiO 2分子浓度（mg/l） ；T绝对温度。判定标准：RS 21时，无SiO 2垢生成；RS21 时，溶液中不定形 SiO2过饱和，有可能生成 SiO2垢。在中低温（49105）地热流体中，SiO 2沉积速度非常缓慢，因而在某些情况下，即使溶液过饱和，也不会产生 SiO2沉积。A.0.3 地热回灌水推荐遵循的主要控制指标见表。A.0.4 本推荐指标参照了 1995-01-18由中华人民共和国石油天然气总公司发布的行业标准碎屑岩油藏注水水质推荐指标及分
35、析方法SYT5329-94。在实际操作中，如遇其它未涉及到的有关指标，也应符合此行业标准的有关规定。21表 地热回灌水推荐主要控制指标项 目 控 制 标 准 备 注悬浮固体含量 5.0mg/l悬浮物颗粒直径中值 3.5m平均腐蚀率 0.076mm/a 即为非腐蚀性水 LI（拉申指数）0.5碳酸钙结垢判断 RI7.0LI0.5Cl 25%毫克当量百分数时Cl 25%毫克当量百分数时硫酸钙结垢判断 RS10硅酸盐结垢判断 RS2 1.0铁细菌（FB） n10 4个/ml腐生菌（TGB） n10 4个/ml硫酸盐还原菌（SRB） 10 个/ml水中溶解氧 0.01mg/l侵蚀性 CO2 -1.0 C
36、 CO21.0mg/l硫化物 2.0 mg/lPH值 70.5 孔隙型热储回灌时可略高于 8.0水中总铁含量 0.3mg/lPO43- 0.05 mg/l基岩岩溶裂隙型碳酸盐岩热储层，易生成难溶性磷酸盐堵塞裂隙22附录 B 回灌系统动态监测数据表表 200 年 月回灌系统动态监测数据表井号： -、- 地面至测点高度： -、-井位： - 回灌前回灌井水位埋深 -观测日期 开采井数据 回灌井数据 过滤器日 时 流量计读数（m 3）瞬时流量（m 3/h）水位（m）出水温度（）井口压力（MPa）流量计读数（m 3）瞬时流量（ m3/h）回灌水温度（）水位（m）井口压力（MPa）进口压力（MPa）出口压
37、力（MPa）管路压力表读数备注23注：1. 如果是多井采灌系统，应分别记录每一眼开采井、回灌井的数据 2. 回灌运行期间每 8小时观测一次，停灌期间每 15 天观测一次3. 每天观测时间保持一致 4. 特殊情况随时观测记录 5. 备注一栏记录下各种特殊情况及观测人姓名24附录 C 回灌堵塞的判别及处理措施C.0.1 回灌堵塞的判别方法回灌生产运行时，一旦发生以下一种或几种现象，即可判断系统出现了堵塞现象：1 随着回灌时间的增长，回灌井的水位突然上升或连续上升，单位回灌量逐渐减少；2 当保持一定水头时，随着回灌时间的增长回灌量逐渐减少；3 当保持一定的回灌量时，随着回灌时间的延长，回灌水位逐渐上
38、升，以致水从井口溢出；4 回灌井经过多年运行后，单位回灌量或回扬时单位涌水量逐年减少；5 过滤器两端的压力差持续增大。C.0.2 预防回灌堵塞的方法1 经常检查回灌装置的密封效果，如发现漏气，则须及时处理。2 回扬洗井时，为防止污水倒流井内，避免空气混入，提高密封效果，须在回扬水管路安装单流阀或“U”型管，或把扬水管出口没入水中，形成水封。3 回扬洗井时，须对回灌井的水质进行检测；回灌运行过程中，应定期检测回灌水源水质，对没有达到标准的项目及时采取措施进行处理。4 掌握好回灌量和地下水位的动态变化，及时检查有无堵塞现象；5 回灌运行中，若发现物理、化学沉淀、细菌堵塞时，需立即停灌，深入分析堵塞
39、原因，针对具体情况及时采取有效措施处理。C.0.3 回灌堵塞的处理措施根据回灌井产生的堵塞性质和原因，可采用连续反冲法、化学处理法和灭菌法等处理方法。1 回灌井成井时，应加强洗井，充分清洗岩层裂隙通道。2 对于回灌管路的堵塞，可直接用连续反冲洗方法处理；对于回灌井本身产生的堵塞，可用间歇停泵反冲洗与压力灌水相结合的方法处理。3 在基岩对井系统中应在回灌管路上安装精度为 50m、缠绕棒式滤芯的粗过25滤装置，将管道及系统残留的相对直径较大的矿物颗粒滤悼，有效减少悬浮物堵塞。过滤器两端应安装压力监测器，在运行过程中密切监测压力的变化，以决定清洗滤料的时间，并随时反冲清洗过滤装置，保证过滤效果。碳酸
40、盐岩溶地区基岩裸眼成井的回灌井如在加装粗过滤器后回灌效果仍不理想，可考虑采用压裂酸化洗井措施，以勾通含水层的岩溶裂隙，增大地层吸水能力。如果堵塞沉淀物是 CaCO3或 Fe（OH） 3，已与砂胶合成 Ca质或 Fe质结垢，在井壁管路上已形成坚硬的水垢时，一般可用 HCl（浓度 10%，加酸洗抗蚀剂）使之生成溶解性的 CaCl2来处理。但在用盐酸处理之前，必须掌握井管口径、深度、材料、静动水位等资料，依具体情况制定安全有效的处理方案，以不造成回灌水第二次污染为前提。4 在孔隙型对井回灌系统中除必须安装粗过滤器外，还必须同时安装精度为35m 的精过滤器，不仅要对悬浮物进行过滤，而且通过启用精过滤器
41、将孔隙水中滋生的部分细菌滤掉，有效防止回灌时井内的微生物堵塞。附录 D 本规程用词说明D.0.1 为 便 于 在 执 行 本 规 程 条 文 时 区 别 对 待 ， 对 要 求 严 格 程 度 不 同 的 用 词 说 明 如 下 ：1 表示很严格，非这样做不可的用词：正面词采用“必须” ；反面词采用“严禁” 。2 表示严格，在正常情况均应这样做的用词：正面词采用“应” ；反面词采用“不应”或“不得” 。3 表示允许稍有选择，在条件许可时，首先应这样做的用词：正面词采用“宜” ；反面用词采用“不宜” 。表示允许有选择，在一定条件下可以这样做的，采用“可” 。D.0.2 在条文中按指定的标准、规范
42、执行时，写法为“应符合的规定”或“应按的规定执行” 。26天津市地热回灌运行操作规程（试行）条文说明1 总 则1.0.1 编制本操作规程的目的，是在对天津多年回灌工作实践所获得的经验进行总结的基础上，对回灌系统的设计、运行、维护进行全面、科学的规范， 统一全市地热回灌井的运行操作程序，使回灌工作规范化。确保回灌工作的顺利进行。1.0.2 本操作规程适用于天津地区及其它类似地区中低温地热田的地热回灌系统的运行工作。凡在本市行政区域内建立的回灌系统，在运行时均应执行本规程。3 运行前准备工作的技术要求3.1 回灌模式天津地区目前的回灌模式主要有：同层一采一灌、二采一灌、三采二灌和异层一采一灌、二采
43、一灌。由于不同水质相遇引起的化学反应及生成的沉淀物往往难以预测，所以进行地热回灌时应首先遵循原水同层回灌的原则，且应对地下水流性质和不同温度下水岩相互作用评价；只能采用异层回灌方式的，开采层的水质应好于回灌层，同时应在回灌之前进行二种（或多种）不同水质的室内混合注水试验，必须进行水质混合和水岩相互作用评价，证实二种（或多种）水的配伍性好，对储层无伤害方可注入，防止回灌水对储层水质和储层渗透性的伤害，以免造成不可逆转的影响。3.2 系统装置检查3.2.1回灌前期的各项检查工作是关系到回灌系统能否正常运行的前提工作，回灌前应对已经损坏或灵敏性能不高的系统设备、仪器仪表及时更换、维修，保证回灌运行后
44、的正常运转，防患于未然。每一眼开采井、回灌井的井口都应按规定安装一套完善的动态（水位、流量、水温、压力等）监测系统，远程或专用的人工监测仪器仪表均可，但必须具备其中27一套且保证观测到的数据真实、准确，尤其是人工监测的流量表，其设计、安装要求应符合管道工艺施工验收标准，严格遵守产品说明书各项要求，保证计量的准确性，且回灌井的流量表之后至回灌井井口之间不得再安装排水支管，保证回灌量的确准计量。人工水位监测管应保证即能在进行动态观测时能正常开启测到所需数据，在其它时间内又要保证均能做到严格密封。3.2.2 为确保回灌系统密闭，减少空气在地热水输送中的混入，应对开采井、回灌井的井口进行密封，地热井内
45、液面以上的部分充入氮气，以隔绝空气与地热水的直接接触，同时对管网中的接口部分进行密封处理。由于高温地热水普遍具有腐蚀性，且不同的热储层地热流体的腐蚀程度不同，因此不同热储层(主要是新近系馆陶组、古生界奥陶系、中元古界蓟县系雾迷山组)的回灌系统，管道材料的抗腐蚀性强度不同，可依据地热流体质量的不同性质使用相应的防腐材料，如符合 ABI标准、全密封无缝石油套管或不锈钢管。3.2.4 一般供应生活热水的系统为了进行除铁处理，需要设置嚗气装置、储水箱。由于水流经途径较多，与供热循环管网的金属设备长期直接接触，一旦系统漏气或管道材质低劣，极易造成氧化、腐蚀，同时储存在水箱时间较长时，容易滋生细菌或促进细
46、菌的繁殖，因此在考虑回灌系统时，必须将生活热水单独设立，同回灌水分离，不允许生活热水的尾水或其它被污染的地热水混入回灌水中。3.2.5 通过板式换热器后，地热水不再进入循环系统，减少了回灌水与金属管网直接接触的时间，缩短了回灌水源的循环路径，回水的主要变化是温度降低了，基本能做到“原水”回灌，保证回灌水质量。3.2.6 由于地热供暖系统长年运行，管道不可能经常更换，由于管路的老化、锈蚀，会污染水质，因此需对回灌水进行净化过滤处理，去除掉水中的悬浮固相物质和细菌等。基岩岩溶裂隙型热储层回灌系统中，为不增加额外投资，可根据地热流体质量具体情况，在回灌水经除铁、除污处理后，在地面净化措施上可考虑增设
47、管道过滤或精度达到 50m 的过滤装置，达到能将管道及系统残留的相对直径较大的颗粒过滤掉的作用；孔隙型热储层由于渗透率小、粒径细，热水中含砂量大，滤水管网容28易被细微颗粒或细菌堵塞，回灌难于进行，则要求同时安装精、粗两级过滤系统。孔隙型热储层回灌系统过滤装置由单个或数个粗、精过滤罐组成，同级过滤器之间采用并联方式，单体罐过滤量大小依所需过滤的回灌水量而设定。滤罐两端均配有精度为 0.01MPa的表盘式压力表。粗过滤器精度应达到 50m，根据罐体压力的变化情况来辨别过滤器工作的状态，并决定更换或清洗滤料的时间，以保证过滤效果。选择滤料材料首先要考虑耐温和耐压。如地热水经板换后，循环水温度在 5
48、0左右，为保证滤料使用寿命，要求滤料耐温应在 60左右，如果循环水温度较高，滤料耐温度也要相应增加；其次是耐压，由于在回灌井口通常是承受一定的压力，因此要求在设计过滤网外壳时，充分考虑最大工作压力。基岩岩溶裂隙热储层回灌系统的过滤精度应达到这类级别。精过滤器精度应达到 35m，不仅能滤掉大部分悬浮颗粒，有效防止回灌时井内物理堵塞，还可以有效地拦截或吸附一部分微生物及细菌，将部分微生物滤掉，防止细菌堵塞。过滤器的滤芯材料目前市场上种类多样，提倡在保证精度、效果的前提下兼顾经济性。3.2.7 当换热后循环的地热水流经管道并经过过滤后，流速、压力、水化学特性等均会发生一些变化，可能会有一部分地热水中的原始气体或经由某种反应（如硝化反应）新产生的气体释放出来，或者残留一部分不饱和气体如甲烷、二氧化碳等，需设置排气设施，用以在回灌前排除尾水中的多余气体，防止气泡产生气相阻塞，影响回灌效果。具体是否有必要安装排气罐和该设备的规模、容量，需根据气体样分析报告中气体所含具体组分和含量的多少而定。在考虑安装
