地热田的回灌的概念

地热水中含有大量的有毒矿物质.例如我国羊八井的地热水中含有硫、汞、砷、氟等多种有害元素,地热发电后大量的热排水直接排放,会对环境产生恶劣影响.地热回灌是把经过利用的地热流体或其他水源,通过地热回灌井重新注回热储层段的方法.回灌不仅可以很好地解决地热废水问题,还可以改善或恢复热储的产热能力,保持热储的流体压力,维持地热田的开采条件.

但回灌技术要求复杂,且成本高,至今未能大范围推广使用,如果不能有效解决回灌问题,将会影响地热电站的立项和发展.因此,地热回灌是亟需解决的关键问题.  如果地热流体是在开放系统里利用,则废水一般在回灌之前必须先在水塘或水箱之中沉降,以除去悬浮状固体物质.有时,可以用过滤装置达到这一目的.为了减少腐蚀性,废水可能还需要进行化学或物理法脱气,最后通过回灌井注入地热储.

回灌有时单靠重力即可实现,因为较凉和密度较大的地热废水具有较高的重力压头.如果资源属于以液体水为主的性质,则流体尚可以在分离器(闪蒸器)压力下回灌,或者在一次换热器(双工质系统)地热流体压力下回灌.

对地热储回灌的可行性评价要考虑以下几个重要方面:①最优地点的选择;②钻井和井孔运行费用与其他排放方法费用之比较;③某一速率回灌所要求的压力,以及回灌量随时间的衰减等运行方面的问题.  回灌系统的设计应能使回灌井和生产井间的走行路径和流动时间实现最大化,只有这样才能防止生产层的水发生快速冷却.

同时,水又应当充分地注入生产热储,以尽量减小热储压力的衰减.确定最优回灌方案的关键因素是热储水温和渗透率的空间变化.热储地质对回灌的适应是需要研究的问题.热储必须有一个能够阻止废水向上流动并污染地下水含水层的不透水的盖岩层.如果存在破碎带或者断裂,废水就会向上流动并产生污染.  由于废水和地层、废水和热储流体之间存在相互作用,回灌井周围的孔隙空间就有可能出现各种类型的堵塞.

引起结垢和堵塞的原因有:二氧化硅和硅酸盐类的沉淀和聚合;碱土类发生不溶性碳酸盐、硫酸盐和氢氧化物形式的沉淀;重金属发生硫化物形式的沉淀;氧化还原反应沉淀,如铁的化合物等.所以,在建立回灌井之前都会进行实验性生产,需要进行示踪剂试验,并对地热田进行全面的监测.