孔隙型地?zé)醿犹岣呋毓嗦蕯?shù)值模擬研究

劉澤宇

摘要：地?zé)崮苁且环N綠色無污染，可循環(huán)利用的可再生資源，然而目前對于地?zé)峄毓嗦势毡檩^低的問題是一直需要重點(diǎn)解決的問題。通過建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)模擬，在垂直井一注兩采和水平井垂直井開采過程中，通過采用不同的回灌方式能夠有效提高地?zé)醿拥纳a(chǎn)效率。因此在實(shí)際應(yīng)用過程中需要結(jié)合地?zé)醿拥男问?，合理選擇回灌方式，才能夠有效增加回灌率。

關(guān)鍵詞：孔隙型;地?zé)醿?回灌率

目前資源短缺問題已經(jīng)成為全球所需要解決的重點(diǎn)問題之一，地?zé)崮苁且环N綠色污染的可再生資源，由于其儲量大，分布廣，清潔環(huán)保穩(wěn)定性好等特點(diǎn)受到了社會各界的高度關(guān)注。這個(gè)資源高效合理地開發(fā)，能夠有效實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排戰(zhàn)略目標(biāo)。地?zé)峄毓嗍侨斯⒗眠^的地?zé)嵛菜蛘呤浅氐叵滤M(jìn)行回灌。通過對地?zé)崴毓?，能夠有效保持熱儲層?nèi)的流體壓力處于穩(wěn)定的狀態(tài)，防止地面發(fā)生沉降，另一方面能夠恢復(fù)和改善熱儲層的產(chǎn)熱能力，通過提高地?zé)豳Y源的利用率，可以有效實(shí)現(xiàn)地?zé)釓U水的有效利用，防止地?zé)釓U水直接排放對周圍環(huán)境的污染。

1研究區(qū)域的實(shí)際概況

結(jié)合實(shí)際地質(zhì)情況可以看出，我國的地?zé)豳Y源開發(fā)潛力非常巨大，但是綜合利用的效果較差，在溫度上研究區(qū)域的大多數(shù)溫泉溫度較為穩(wěn)定，浮動的范圍大概在10℃以內(nèi)有逐漸降低的，其實(shí)在流量上相對一部分的溫泉對比過去流量相對減少，但是由于各種原因的存在，流量也在發(fā)生著下降，大部分溫泉主要以洗浴健身為主，綜合利用能力很低，地?zé)嵛菜泻写罅康慕Y(jié)構(gòu)粒子，地?zé)嵛菜臏囟容^高，大部分的情況下會排放至附近的河當(dāng)中，會對周圍的自然環(huán)境造成影響，且負(fù)離子對人體的傷害較大。目前我國孔隙型地?zé)醿拥幕毓嗉夹g(shù)尚不成熟，沒有進(jìn)行重點(diǎn)的研究。

2地?zé)峄毓鄶?shù)值模型

結(jié)合相應(yīng)的數(shù)值模擬軟件，建立兩種不同井型的地?zé)峄毓鄶?shù)值模型，數(shù)值模型的尺寸控制在合理的范圍之內(nèi)模型內(nèi)架設(shè)，非透水邊界并沒有外來水進(jìn)行補(bǔ)充，接觸層內(nèi)的各項(xiàng)為同性，定壓開采。

模型假設(shè)隨著注水開發(fā)的不斷進(jìn)行，注水周期會對周圍的儲存造成傷害，因此通過增壓回款、壓力回灌以及壓裂后增加回灌三種方法進(jìn)行回灌能夠有效提高開采井的回灌率。

地?zé)峄毓鄶?shù)值模型可以用參數(shù)體的形式充分反映出儲藏內(nèi)的孔隙度、滲透率等物性參數(shù)，儲層內(nèi)的孔隙度和滲透率可以充分表明儲集能力和滲流能力。因此建立模型中利用高斯模擬方法，輸入?yún)?shù)為變量統(tǒng)計(jì)參數(shù)、差函數(shù)參數(shù)以及條件數(shù)據(jù)?？梢猿浞址从吵鲅芯繀^(qū)域內(nèi)的孔隙度，滲透率等數(shù)值，為數(shù)值模型的建立奠定基礎(chǔ)。

3存在的主要問題

將溫度較低的水灌入到熱儲中是一項(xiàng)非常復(fù)雜的技術(shù)，如果回灌井的位置不當(dāng)，可能會引起熱塑發(fā)生冷卻，降低開采井的出水溫度，如果采用的回灌工藝存在的問題，回灌井的能力會逐漸下降，甚至喪失到回灌能力，為了能夠有效提高回灌效果，需要進(jìn)行示蹤實(shí)驗(yàn)，并對地?zé)崽镞M(jìn)行全方位的檢測。

3.1回灌及示蹤實(shí)驗(yàn)

將水灌入到熱處中會直接改變到熱水的狀態(tài)，有時(shí)影響范圍可以達(dá)到很大的距離，回灌的影響是從回灌點(diǎn)開始以不同的形式進(jìn)行擴(kuò)散，其中最主要的是壓力傳導(dǎo)、流體傳導(dǎo)以及熱傳導(dǎo)。因此在實(shí)驗(yàn)過程中，應(yīng)當(dāng)正確理解三者之間的關(guān)系，以及對回灌工程的設(shè)計(jì)非常重要。在這三者之中，壓力傳導(dǎo)的界面是運(yùn)動最快的，主要是因?yàn)榱黧w分子的能量傳遞，在短短幾天的時(shí)間內(nèi)就可以快速達(dá)到開采井，化學(xué)界面的運(yùn)動要慢于壓力傳導(dǎo)，主要是因?yàn)榛毓尬镔|(zhì)分子的運(yùn)動一般需要幾個(gè)星期才能夠到達(dá)開采井，溫度界面的運(yùn)移是最慢的，因?yàn)榛毓嗨谄溥\(yùn)行過程中會逐漸被加熱。

在回灌工程設(shè)計(jì)過程中非常重要的內(nèi)容就是避免回灌水過快地到達(dá)開采井，從而引起開采井溫度的降低，反之如果回灌井距離開采井過遠(yuǎn)就不能保持熱儲壓力。地?zé)峄毓嗍歉叨纫蕾噲龅氐模簿褪钦f每一個(gè)回灌工程之間會因?yàn)殚_采井與回灌井之間的地質(zhì)條件不同，而存在差異性。因此在生產(chǎn)之前必須對回灌井進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，并且對回灌實(shí)驗(yàn)過程中進(jìn)行示蹤實(shí)驗(yàn)，研究回灌水在儲層中的運(yùn)行規(guī)律對穩(wěn)定熱儲壓力有著非常重要的作用。

3.2回灌效果的監(jiān)測與研究

為了能夠有效提高回灌的效果，及時(shí)發(fā)現(xiàn)在回灌過程中的不利影響因素，需要對整個(gè)回灌進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)測。對于回灌井要觀察回灌井的水量、水溫以及井口壓力，對于開采井要不斷監(jiān)測開采量以及出水量，同時(shí)還需要監(jiān)測示蹤劑的濃度，另外還需要對周圍的地?zé)峋M(jìn)行監(jiān)測，除了正常的檢測之外，還需要對水樣中的示蹤劑濃度進(jìn)行監(jiān)測，當(dāng)回灌停止之后，應(yīng)當(dāng)隔一段時(shí)間對回灌井和開采井內(nèi)的溫度進(jìn)行監(jiān)測，這樣可以明確觀察回灌井在停止回灌之后的溫度情況。

4建議

地?zé)豳Y源作為一種新型的礦產(chǎn)能源，資源分布較廣且非常容易開采的特點(diǎn)，但是只有在科學(xué)合理開采的前提下，地?zé)豳Y源才能夠?qū)崿F(xiàn)可再生開采結(jié)合我國地域的資源開發(fā)利用現(xiàn)狀，在不斷提高地?zé)豳Y源勘查力度的同時(shí)需要對各種地?zé)豳Y源進(jìn)行深入研究，發(fā)揮地?zé)岜眉夹g(shù)的優(yōu)勢，開展地?zé)豳Y源的綜合利用，重視油氣區(qū)地?zé)豳Y源的利用，充分利用油氣廢氣和油氣田產(chǎn)水井，加大對高溫地?zé)崮茉吹暮侠黹_發(fā)利用，對于增強(qiáng)型地?zé)嵯到y(tǒng)，應(yīng)當(dāng)采取相應(yīng)的技術(shù)力量在有利區(qū)域內(nèi)開展測試技術(shù)探索，此外在開發(fā)利用地?zé)豳Y源的同時(shí)，有必要加強(qiáng)地?zé)峄毓嘁约胺栏胧┑难芯繌亩龠M(jìn)了地?zé)豳Y源的可持續(xù)化發(fā)展。

5結(jié)束語

綜上所述，地下熱水的連續(xù)高效回灌能夠有效提高地?zé)醿拥拈_采效率，然而在實(shí)際運(yùn)行過程中，地下熱水的高效回灌一直是一項(xiàng)重要的研究內(nèi)容，為了能夠?qū)崿F(xiàn)地?zé)豳Y源的可循環(huán)開發(fā)，減緩地?zé)嵛菜畬τ谥車匀画h(huán)境的污染，地下熱水人工回灌是重要的技術(shù)手段，但是我國很多地?zé)醿釉诔掷m(xù)運(yùn)行過程中會發(fā)生不同的問題，因此需要采取相關(guān)措施進(jìn)行有效控制，才能夠有效提高地?zé)豳Y源的開采效率。

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