天津市孔隙型砂岩热储回灌能力评价模型研究

发布时间：2020-04-12 00:06

【摘要】：天津市地理位置得天独厚,拥有高品质、储量巨大的沉积盆地深层孔隙型地热资源。但是作为载体的地热流体并非取之不尽,用之不绝的。持续的、过度的开采,会导致热储压力下降等一系列地质环境问题。回灌是实现地热资源开发与保护的主要方法之一,目的主要表现在以下三个方面:(1)可减少地热流体排放对市政污水管网造成负担,对环境造成热污染和化学污染;(2)维持区域储层压力。是除自然补给外、最直接、最有效的补给方式;(3)可持续开发利用。可增加从热储层中提取热量的能力,真正体现地热资源清洁、可再生特性。本文选择天津市新近系孔隙型砂岩作为研究对象,进行沉积特征分析,得知新近系孔隙型砂岩为一套河流相沉积,岩性以砂岩夹泥岩为主,并且拥有同一个物源区;在馆陶沉积时期,燕山山前冲积平原部分,发育冲积扇辨状河沉积;南部远离燕山物源影响范围,为低弯度河流沉积;明化镇组沉积时期,区域构造活动相对减弱,地形更加平缓,曲流砂坝侧向迁移沉积作用明显。通过收集分析现有的大量回灌试验数据,取得研究区的回灌能力分布,明化镇组热储回灌能力普遍不佳,热储回灌能力低于30m~3/h;北塘凹陷的馆陶组热储回灌能力最好,热储回灌能力达到80m~3/h以上;大城凸起北部和板桥凹陷的馆陶组热储回灌能力相近且较好,回灌能力为60~80 m~3/h;武清凹陷馆陶组热储回灌能力相对要差一些,试验平均灌量为66m~3/h。综合考虑新近系孔隙型砂岩的沉积特性和回灌能力分布,对目标岩心进行测试,经过对比分析;在考虑热储物性参数之间的相互影响因素,建立了孔隙型砂岩热储评价模型,并利用该模型对天津市新近系孔隙型砂岩热储进行了回灌能力评价,评价结果显示:孔隙型砂岩热储回灌能力主要由渗透率来体现,受到泥质含量,孔隙率,比表面积等参数的综合影响。总体来说,当孔隙型砂岩热储的泥质含量小于15%时;粒径越大,形成孔隙通道越大;有效孔隙率较高;且干密度大于1.7,砂岩拥有较好的胶结性,则该热储的回灌能力就越好。
【图文】：

分布图,孔隙型热储,回灌井,分布图

3.2 回灌试验调研分析3.2.1 试验数据收集2011 年滨海新区建造一眼采用射孔工艺成井的回灌井 TG-22B（TGR-28），通过回灌试验验证，该井最大试验回灌量达到 120m3/h，在孔隙型砂岩热储回灌方面取得重大突破。在新技术集成项目成功之后，天津市开始大力推广孔隙型地热井的新成井技术，至今，孔隙型砂岩热储回灌井都采用了大孔径填砾或者射孔成井的工艺，同时地热井的回灌效果也得到了进一步提高了。为了使收集的回灌试验数据具有有效性和研究性，选择了 2011 年 1 月至2018 年 4 月的拥有相同成井工艺的回灌井，总共收集了 40 份回灌试验原始数据（见表 3-1），其中新近系明化镇组地热井回灌试验 3 组，其余均为新近系馆陶组地热井回灌试验。天津孔隙型砂岩热储地热井主要分布在，沧县隆起两侧，包含北塘凹陷、板桥凹陷、武清凹陷和大城凸起（西北侧）（见图 3-1）。

卵砾石,样品,颗粒物,填充物

图 4-5 武清凹陷 2#样品中的卵砾石4.2.3 泥质填充物含量为评估样品中泥质填充物含量（%），进行了溶解法测定。将干燥样品进行蒸溶解、充分震荡，，过 360 目细筛（孔径约为 0.04mm），收集取滤液蒸发称重。-3 给出了三种样品的粉-黏颗粒物百分含量。表 4-3 粉-黏颗粒物百分含量测定结果样品编号 0.04 mm 以下粉-黏颗粒物含量 (%)武清凹陷1# 6.62# 4.97# 3.68# 12.53# 7.0
【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】：2018
【分类号】：P314;TK529

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