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簡介

地熱回灌是一種避免地熱廢水直接排放引起的熱污染和化學污染的措施, 并對維持熱儲壓力, 保證地熱田的開采技術條件具有重要的作用。回灌是地熱田管理中zui為復雜的一項技術, 為了避免因回灌而引起熱儲冷卻, 需要進行回灌試驗和示蹤試驗, 并在回灌過程進行全面的監測工作。

地熱應用因素　

地熱井的價格，也受規劃應用的影響。用于溫泉旅游區的地熱井，與用于地熱供暖、地熱發電等中型或大型項目的地熱井，在價格方面是不同的。因為出水量和所需溫度不同，因此所采用的設備、前期的地熱勘察工作和鉆井工藝的設計都會有所不同，地熱供暖和地熱發電要考慮的因素更多，這些也體現在鉆井價格上。

施工方法

（1）施工準備  施工現場做好“三通一平”，滿足設備進、出場、備好泥漿，配齊濾料、管材、注水設備。 

（2）回灌井鉆孔  采用地質鉆機套管垂直鉆進，垂直度控制在1%內，鉆孔孔徑200mm。鉆孔前應與現場管理人員對接，排查附近管線情況，防止破壞管線。 

（3）清孔換漿  當鉆孔至設計孔深后為防止泥漿沉淀和井孔坍塌，應及時清孔換漿。置換的泥漿含沙量不大于5%，孔底沉渣厚度不大于20cm。 

（4）井管安裝 

1）管井制作：下Ф70mmPVC管，管壁每隔20cm布置梅花形濾水孔，包一層鐵絲網及兩層尼龍絲布網濾層。 

2）下管：管底部拋填250mm厚的2~5mm石米濾料，井管上端口應高出地面至少50cm，嚴禁強行將井管壓入井孔。 

（5）回填濾料 

填料時井管必須居中，采用循環水填料法。濾料采用2~5mm石米濾料，用鐵鍬均勻對稱的拋撒在井管四周，填料至距地面1.0m范圍，上面1.0m采用水泥漿回填密實。 

（6）洗井 

填料完成后采用循環水洗井，井內的沉渣厚度不得超過200mm。

（7）回灌 

對清洗好井管的井，確保合格后，對回灌井進行封閉，把井管zui上端用能達承壓厚度的鋼板焊封，循環水管在鋼板上開口焊封，確保回灌井的回灌量。 

（8）定期回揚 

為預防和處理管井堵塞，主要采用回揚的方法，回揚是在回灌井中開泵抽排水中堵塞物。每口回灌井回揚次數和回揚持續時間主要由含水層顆粒大小和滲透性而定。在巖溶裂隙含水層進行管井回灌，*不回揚，回灌能力仍能維持；對細顆粒含水層，回揚尤為重要，回揚時間宜為1個星期一次。 

3、技術要求

（1）鉆探施工達到設計深度后，繼續向下鉆進1.0m，用循環水沖洗泥漿，減少沉淀，并應立即下管，注入清水，稀釋泥漿比重接近1.05后，投入濾料，不少于設計量的95%，嚴禁井管強行插入坍塌孔底，濾料填至離地面1.0m改用水泥漿回填封孔。 

（2）若回灌井分布比較集中，連續鉆進，應及時進行洗井，不應擱置時間過長或完成鉆探后集中洗井。 

（3）注水設備應定期進行保養，注水間隔根據水位的變化而定。

（4）井口井蓋必須要焊接牢固，定期檢查，防止在注水過程中脫落。 

三、回灌井運行 

基坑挖土階段對基坑外環境進行跟蹤監測，一旦基坑外沉降比較大或沉降加速變化比較大時以及基坑外承壓水水位變化超過1.5m，就應立即啟動回灌措施。 

回灌水源：回灌水源主要以基坑內抽水井的地下水作為回灌水，也可采用自來水作為回灌水源。 

回灌量確定：回灌量初定為3.0~5.0m3/h。  回灌壓力：為保證回灌效果，將回灌的集水箱墊高1米，使其有一水壓差。要求回灌壓力不能過大，過大后會影響回灌井周邊地層結構，回灌壓力控制在0.05MPa左右。 

回灌過程中對基坑內觀測井和基坑外觀測井水位密切監控，要求水位觀測每天一次。  回灌井實施回灌的同時，基坑內抽水井正常繼續運行，為了節約地下水資源可以采用抽出來的地下水進行回灌地下水回灌的意義主要有：

①增加地下水資源。

②控制和提高地下水水位，防止由于地下水水位大幅度下降導致水質惡化、地面下沉或導致基坑沉降位移等不良后果。

③地表水常含有許多懸浮物、有機質和細菌，不符合供水要求，將地表水通過回灌，使之轉化為地下水，在其滲漏過程中，經過土壤的過濾和凈化作用，使水質得到凈化。

④對于含鹽量過高或含有其他有害物質的地下水，通過打井、抽排劣質水、回灌水，可逐漸改善地下水質1、水文地質條件  擬建場地內地下水類型主要有上層滯水、孔隙水及基巖風化裂隙水。素填土底部賦存有上層滯水，該層弱透水且不富水；孔隙水主要為賦存于第四系沖洪積層中的孔隙水，以大氣降水的垂直補給及相鄰場地的側向補給為主要補給源，水量及水位主要受季節控制。其中粉細砂及礫砂層為強透水層，富水及透水性強，總體水量較大，其余土層為弱透水層。基巖風化裂隙水主要賦存于強、中風化花崗巖裂隙中，主要受側向地下水沿裂隙補給，以該類地下水的賦存條件及補給條件，其水量大小及滲透性高低均與基巖各部位裂隙發育程度、裂面特征及其間的連通性有關。依場地地質條件結合鉆探情況分析，在鉆探深度范圍內場地基巖的風化裂隙發育，其分布厚度不一，起伏較大，水量不均勻，一般在強風化巖與中風化巖帶中的過渡地帶水量較大。因風化基巖上部僅局部覆蓋有砂土層（礫砂），基巖裂隙水與上覆砂層中的孔隙水的水力較弱，基巖裂隙水總體上具一定的承壓性。 

2、地下水位及其腐蝕性 

勘察期間測得終孔混合穩定地下水位埋深介于2.10～5.10米，平均4.08米，標高介于5.25～8.48米，平均6.42米。根據深圳地區經驗及相鄰場地地下水情況，推測地下水水位變化幅度約為1米，zui高水位約地面以下3.08米。地勘報告評定場地環境類型為Ⅱ類。

回灌井施工參數及布置 

(一)回灌井施工參數 

1、根據本工程工勘報告提供的資料②3粉細砂②4礫砂，該土層富水及透水性強，總體水量較大，回灌主要是針對這兩層土體。 

2、回灌井內采用D160硬質PVC管、底部3m開5mm孔眼并包裹2層尼龍紗布，PVC管四周采用5~20mm碎石回填，地面往下1m采用粘土擠密封堵。注水總管引用自來水管，并分節進行連接。鉆孔深度地表向下12米。 

(二)現場布置 

1、回灌井布置 

(1)、根據本工程圍護結構特征和擬建場地水文地質特征，對基坑四周進行回灌措施(主要針對粉細砂及砂礫層)。 

①回灌區域位于坑外地下水下降明顯部位(根據設計圖進行紙布置，根據現場實際情況可進行調整)，即基坑四周區域(2-2至9-9剖面)，共布置18口回灌井； 

②所有回灌井過濾管位置處于回灌底部，回灌后通過②3粉細砂②4礫砂層強透水層滲透至土層內； 

2、場地布置 

①、臨時用電：利用甲方施工現場提供的電源，架設配電箱，采用集中管理。從配電箱分為兩路接出作為現場施工用電。現場施工用電線路采用三

6  相五線制，三級箱根據現場施工情況進行設置。 

②、臨時用水：現場水源從業主水源接出，臨時用水線路沿場地周圍以及臨時通道進行布置，每30米設置水閥一個。 

③、泥漿池：為滿足泥漿排放要求，保證泥漿不污染周邊環境，在2-3個回灌井中間設置一個泥漿池（泥漿池位置根據現場施工情況進行布置），泥漿池尺寸為1.5m×1.5m，深度為1.0m，再設置1個大泥漿池，泥漿池尺寸為3.0*3.0*1.5m，由小泥漿池匯入大泥漿池。

泥漿經沉淀后在運至棄置場定向井的基本概念

定向井就是使井身沿著預先設計的井斜和方位鉆達目的層的鉆井方法。    定向井技術是當今世界石油勘探開發領域的鉆井技術之一，它是由特殊井下工具、測量儀器和工藝技術有效控制井眼軌跡，使鉆頭沿著特定方向鉆達地下預定目標的鉆井工藝技術。采用定向井技術可以使地面和地下條件受到限制的油氣資源得到經濟、有效的開發，能夠大幅度提高油氣產量和降低鉆井成本，有利于保護自然環境，具有顯著的經濟效益和社會效益。定向井就是使井身沿著預先設計的井斜和方位鉆達目的層的鉆井方法。  

其剖面主要有三類：  

(1)兩段型：垂直段+造斜段；  

(2)三段型：垂直段+造斜段+穩斜段；

(3)五段型：上部垂直段+造斜段+穩斜段+降斜段+下部垂直段。水平井是定向井的一種，一般的油井是垂直或傾斜貫穿油層，通過油層的井段比較短。而水平井是在垂直或傾斜地鉆達油層后，井筒轉達接近于水平，以與油層保持平行，得以長井段的在油層中鉆進直到完井。這樣的油井穿過油層井段上百米以至二千余米，有利于多采油，油層中流體流入井中的流動阻力減小，生產能力比普通直井、斜井生產能力提高幾倍。勝利油田定向井技術聞名全國，勝利油田鉆井院和勝利油田鉆井工程技術公司已形成了普通定向井、多目標定向井、救援定向井、叢式定向井、水平井、分支井等幾十種類型的定向井施工工藝定向井的基本應用 

 ①地面限制   

油田埋藏在高山、城鎮、森林、沼澤海洋、湖泊、河流等地貌復雜的地下，或井場設置和搬家安裝碰到障礙時，通常在他們附近鉆定向井。  

②地下地質條件要求   

用直井難以穿過的復雜層、鹽丘和斷層等，常采用定向井。   

如：安718段塊的井漏、二連地區巴音區塊的井，自然方位120-150度。 

③鉆井技術需要   

遇到井下事故或不易處理時，常采用定向井技術。如：掉鉆頭、斷鉆具、卡鉆等。  

④經濟有效的勘探開發油氣藏的需要   

ⅰ原井鉆探落空，或鉆通油水邊界和氣頂時，可在原井眼內側鉆定向井。  

ⅱ遇多層系或斷層斷開的油氣藏，可用一口定向井鉆穿多組油氣層。   

ⅲ對于裂縫性油氣藏可鉆水平井穿遇更多裂縫、低滲透性地層、薄油層都可鉆水平井，提高單井產量和采收率。   

ⅳ在高寒、沙漠、海洋等地區，可用叢式井開采油氣

定向井操作規程 

定向井是指有一定的方位和位移要求的井，施工工藝和技術難度均大于普通直井，根據定向井的特點，制定以下定向鉆井技術規程。

一、直井段 

1、井口開正開直，開孔的前2個單根用水平尺丈量方鉆桿鉛垂度，表層鉆進使用塔式鉆具組合、牙輪鉆頭吊打鉆進，井斜控制在1°以內，起鉆投測，拿到數據后方可下套管。 

2、直井段采用設計要求的鉆具組合和鉆井參數，確保直井段打直。控制井斜角小于2°，鉆進中嚴格按設計要求用單點測斜儀監測。館陶組、地層交接面、鉆鋌出套管輕壓吊打（8 1/2″井眼30KN，12 1/4″井眼80KN）。

3、鉆達定向造斜井深前50米，泥漿應為小循環，并處理好泥漿性能，控制泥漿含砂量小于0.5%，充分循環確保井眼穩定暢通，起下鉆無阻無卡，保證動力鉆具正常工作。

4、定向或扭方位前，采用多點或連續測斜取得上部井段井斜數據后才能進行下步施工。有磁干擾的井段應進行多點陀螺測斜。

5、根據上部測斜數據，確定定向方位、工具面和造斜率，使用的單彎螺桿或彎接頭的度數必須經過技術發展部批準。 

定向及扭方位

1、定向、扭方位施工原則 

（1）定向、扭方位在井斜小于8°時*用磁北法定向，井斜大于8°時*用高邊法定向。  定向中造斜、扭方位盡可能使用隨鉆儀確保井身質量。

（2）在有磁干擾的情況下，使用陀螺儀定向。 

（3）在定向井施工現場，技術人員必須及時繪出設計軌跡與實鉆軌跡的垂直投影圖和水平投影圖，以指導定向井的施工。 

打地熱井時應注意的問題

屬于可再生資源,它比燃煤,石油等一些能源不僅清潔,而且節能可以反復利用.它有自身的循環系統,可以不斷的供給,所以從這方面來說,地熱資源是取之不盡的,但是這些年地熱資源的開采使用比較快,所以在用的同時,必須要注意這方面的情況,下面是一些關于地熱井方面的注意問題講解.

1,中國有的地方地熱井出現過平均年水位下降10m左右甚至更多的狀況.掠奪破壞性開采導致*利用難以為繼.

2,防腐問題地熱對金屬腐蝕是普遍存在的而且很嚴重.地熱水中zui常出現起主要作用的腐蝕成分是氯(CL)和溶解氧(0).氯離子半徑小,穿透能力強,因此容易穿過金屬表面已有的保護層造成對碳鋼,不銹鋼及其他合金強烈的縫隙腐蝕,孔蝕與應力腐蝕等.