沉积盆地孔隙型地下热水回灌堵塞机理研究——以西安三桥地热尾水回灌井为例

摘要

沉积盆地深层孔隙型地热资源的可持续开发是解决我国能源紧张和环境污染问题的关键,也是一个涉及多学科、多领域的新课题。这一课题研究及工程应用在国内是一个新的研究领域,存在大量前沿的可研究的科学问题。实施深层孔隙型地下热水尾水回灌是孔隙型地热资源可持续开发的瓶颈问题,而深层孔隙型地下热水尾水回灌量衰减就是制约地下热水回灌的关键性技术难题。基于此,以沉积盆地深部孔隙型地下热水为对象,应用现场回灌试验-水文地球化学理论模拟-室内堵塞模拟实验联合开展的沉积盆地深部孔隙型地下热水回灌堵塞机理研究不但十分重要,而且迫在眉睫,具有重要理论意义与实际应用价值。
　　本论文选取我国沉积盆地深层孔隙型地下热水丰富,开采量大,地下热水水位下降较快,亟待进行地下热水尾水回灌的我国西北重镇西安城区深层地下热水为研究对象,在地热地质、水文地质条件约束下,应用理论模拟-室内模拟-现场回灌试验结合方法,以“地下热水-回灌地热尾水-热储围岩-沉淀物”之间相互关系及其转化机理为主线,开展地热尾水回灌堵塞机理模拟试验研究,建立多种因素影响的热储水-岩-沉淀物多相耦合化学模型,揭示尾水回灌中矿物组分溶解沉淀规律、阐明地下热储水-岩交换中悬浮物、化学、微生物、气体等多元影响回灌堵塞机理的程度及主次关系,研究多种因素影响下的回灌堵塞机理并最终与咸阳地热尾水回灌进行对比分析,得出在关中盆地深层孔隙型地热资源的适宜性回灌构造单元,并深化及丰富对我国大型断陷沉积盆地深层孔隙含水层尾水回灌基础理论的认识,为沉积盆地深层孔隙型地下热水回灌理论及防治实践提供示范,为沉积盆地孔隙型地热尾水回灌堵塞机理防治提供技术支撑,为深层孔隙型热储流体的可持续开发利用提供科学依据。

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第一章 绪论

1.1选题目的及意义

1.1国内外研究现状

1.2技术思路及创新点

第二章 研究区概况

2.1.地理位置

2.2.地形地貌

2.3.气象水文

2.4.地层岩性

2.5.回灌层物性特征

2.6.沉积相

2.7.西安凹陷演化史及其地温地压特征

第三章 水文地球化学模拟研究

3.1.热储环境模拟

3.2.热储矿物溶解沉淀规律模拟

3.3.地热尾水与原水混合模拟

3.4.结垢指数计算

第四章 地热尾水回灌堵塞模拟实验及主控因子分析

4.1化学堵塞

4.2.悬浮物堵塞

4.3.气体堵塞

4.4.微生物堵塞

4.5.影响堵塞的热储内部阻抗因素

4.6.各堵塞因素堵塞程度分析

第五章 开放式和密闭式设备对回灌效果影响的对比研究

5.1.理论研究

5.2.水文地球化学模拟

5.3.回灌现场实证

5.4.小结

第六章 西安三桥回灌井与咸阳回灌一号井堵塞对比研究

6.1.热储物性特征对比

6.2.水化学成分对比

6.3.室内模拟实验对比研究

6.4.西安、咸阳水文地球化学模拟结果对比研究

6.5.回灌现场地面设备对比

结论及建议

参考文献

致谢