DZ/T 0330-2019.Technical regulation for geothermal return water reinjection of sandstone reservoir.
1范围
DZ/T 0330规定了回灌目的层可回灌性论证与回灌井地质设计、回灌井钻井技术设计与施工、地面回灌系统设计与安装、回灌试验、回灌工艺、回灌监测与评价、系统维护与保养、成果验收与资料提交等内容的技术要求。
DZ/T 0330适用于砂岩热储地热尾水回灌。松散砂层等类型回灌可参考使用。
2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T 11615地热资源地质勘查规范
DZ/T 0260地热钻探技术规程
3术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1
砂岩热储sandstone reservoir
埋藏于地下,具有一定的胶结或成岩性，且有一定有效孔隙度和渗透性的多孔介质,其中存储的地热流体可供开发利用。
3. 2
地热尾水geothermal return water
以供暖或发电利用为主的密闭系统，只提取热量后的地热流体。
3. 3
地热尾水回灌geothermal return water reinjection
将地热尾水通过回灌井灌人同-热储层的过程。
3.4
自然回灌natural reinjection
天然压力条件下的回灌。
3.5
加压回灌pressurized reinjection

ICS13.020
中华人民共和国地质矿产行业标准DZ/T03302019
砂岩热储地热尾水回灌技术规程Technical regulation for geothermal return water reinjection of sandstone reservoir2019-12-20发布
中华人民共和国自然资源部
2020-02-01实施
规范性引用文件
术语和定义
回灌目的层可回灌性论证与回灌井地质设计5.1回灌目的层可回灌性论证
回灌目的段的确定·
回灌井地质设计
6回灌井钻井技术设计与施工
6.1回灌井钻井技术设计
6.2施工工艺及要求
7地面回灌系统设计与安装
7.1地面回灌系统设计
地面回灌系统安装要求
8回灌试验
一般规定
8.2梯级流量试验
梯级温度试验
回灌工艺
-般规定
回灌方式
回灌数据统计分析
生产性回灌方案
回灌监测与评价
一般规定
回灌监测的内容
回灌评价：
11系统维护与保养
回灌运行前的养护
回灌运行期的养护。
停灌后的养护
12成果验收与资料提交
12.1成果报告编制与验收
资料提交
-rrKaeerKAca-
DZ/T0330—2019
DZ/T0330—2019
附录A（资料性附录）
附录B（资料性附录）
附录C（资料性附录）
附录D（资料性附录）
附录E（资料性附录）
附录F（资料性附录）
附录G（规范性附录）
附录H（规范性附录）
附录1（资料性附录）
附录I（资料性附录）
参考文献·
合理采灌井距
大口径填砾井井身结构
固并射孔井井身结构
定向钻井井身结构
常用套管尺寸及规格
回灌系统运行流程图
回灌并回灌监测记录表
开采井回灌监测记录表
回灌目的层可回灌性论证报告提纲.年度回灌总结报告提纲·
-rrKaeerkca-
DZ/T 0330—2019
本标准按照GB/T1.12009《标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写》给出的规则起草。本标准由中华人民共和国自然资源部提出。本标准由全国国土资源标准化技术委员会（SAC/TC93)归口。本标准起草单位：山东省地勘局第二水文地质工程地质大队（山东省鲁北地质工程勘察院）、天津地热勘查开发设计院、河北省地矿局第三水文地质工程地质大队、中国地质调查局地球深部探测中心、中石化绿源地热能开发有限公司、清华大学、山东地子新能源科技有限公司。本标准主要起草人：康凤新、周群道、赵苏民、秦耀军、谭现锋、王贵玲、郑喜珍、郭世炎、赵志宏、黄星刘志涛、沈健、万军伟、朱利民、赵书兴、赵季初、赵长亮、冯守涛、毛连义。H
-rrKaeerkAca-
DZ/T0330—2019
地热能是一种绿色低碳、可循环利用的清洁能源，广泛应用于供暖、理疗、种植、养殖等领域。加快地热能勘查与开发利用，对于调整能源结构、推进节能减排、改善大气质量、减轻冬季雾霾具有重要的现实意义。由于前期地热资源粗放的开发利用方式，地热供暖尾水的大量排放不但造成了资源浪费并导致热储压力不断下降、抽水耗能不断增加，高盐分的地热尾水对周边地表水、地下水及土壤环境也带来了负面影响
为实现地热资源的绿色可持续开发利用，必须对地热供暖尾水进行回灌处理，从而避免因地热尾水直接排放引起的热污染和化学污染，并维持热储压力、缓解地热水水位的大幅持续下降，保证地热田的可持续开采，即砂岩热储地热尾水回灌是地热资源可持续开发的主要保障措施，然而，砂岩热储地质条件的复杂性，造成了地热尾水回灌难度大，热储层易发生堵塞而使回灌量迅速衰减。鉴于此，为适应我国砂岩热储地热资源大规模开发利用的需求，经大量回灌试验研究和生产性回灌实践探索，针对砂岩热储地热尾水回灌的难点及要点，提出了相应的技术方法及工艺流程，制定了本标准。V
-ii KaeerkAca
1范围
砂岩热储地热尾水回灌技术规程DZ/T0330-2019
本标准规定了回灌目的层可回灌性论证与回灌井地质设计、回灌井钻井技术设计与施工、地面回灌系统设计与安装、回灌试验、回灌工艺、回灌监测与评价、系统维护与保养、成果验收与资料提交等内容的技术要求。
本标准适用于砂岩热储地热尾水回灌。松散砂层等类型回灌可参考便用。2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T11615地热资源地质勘查规范DZ/T0260
3术语和定义
地热钻探技术规程
下列术语和定义适用于本文件。3.1
者sandstone reservoir
砂岩热储
埋藏于地下，具有一定的胶结或成岩性，且有一定有效孔隙度和渗透性的多孔介质，其中存储的地热流体可供开发利用。
地热尾水geothermal returnwater以供暖或发电利用为主的密闭系统，只提取热量后的地热流体。3.3
地热尾水回灌
geothermal return water reinjection将地热尾水通过回灌井灌人同一热储层的过程。3.4
自然回灌
naturalreinjection
天然压力条件下的回灌。
加压回灌
pressurizedreinjection
以人工增加压力的方式进行的回灌。3.6
reinjectionsystem
回灌系统
地热回灌中，包括开采井、回灌井以及连通开采井和回灌井之间的管路装置、过滤设备、排气设施、加压设备和监测设施等组成的系统。1
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DZ/T0330-2019
回灌井reinjectionwell
用于将地热尾水灌人同一热储层的地热井。3.8
回灌监测reinjectionmonitoring利用仪器仪表和其他装置对地热流体的开采和回灌进行监测，主要内容包括：地热流体压力、流量、温度及化学成分等，监测周期和频率可根据需要而定。3.9
回扬flowreversal
为清除回灌井中的沉淀物和热储层中的堵塞物，利用回扬设备在回灌井中进行的抽水工作。3.10
成井工艺wellcompletionoperation完成钻进施工后，进行的测井、换浆、下管、填砾、止水、固并、射孔、洗井、完井试验等工序。3.11
geothermalbreakthrough
热突破
灌人的地热尾水使开采井温度降低的现象。3.12
回灌试验reinjectiontest
在一定周期内将地热尾水灌人回灌井中，根据动态监测数据，对热储层和回灌井可回灌性进行的试验和评价。
合理采灌井距reasonabledistancebetweenproductionandreinjectionwells在100年开采、回灌周期内，开采井不产生热突破的前提下，开采井和回灌井在回灌目的热储层的适宜距离。
回灌率reinjectionratio
回灌量占开采量的比例。回灌率可分为瞬时回灌率、累计回灌率和某个区域的回灌率。3.15
单位回灌量specificreinjectionrate每米水位升幅的回灌流量。
大口径填砾井largediametergravelpackingwel滤水段孔径不小于400mm、管径不小于177.8mm、保持合理孔管环状间隙，孔管环隙填充一定规格砾料的地热井。
堵塞比cloggingratio
回灌未期单位回灌量的减少量与回灌初期单位回灌量之比。3.18
疏通比clearanceratio
回扬末期单位涌水量与回灌前单位涌水量之比。3.19
热储层损害geothermalreservoirdamage储层孔隙被缩小或被堵塞而造成渗透性能降低的现象。2
-rrKaeerkAca-
4总则www.bzxz.net
DZ/T 0330—2019
4.1砂岩热储地热尾水回灌主要流程包括回灌目的层可回灌性论证、回灌井地质设计、回灌井钻井技术设计、回灌井施工、地面回灌系统设计、地面回灌系统安装、回灌试验、生产性回灌、回灌监测、回灌评价和系统维护与保养等，工作流程见图1。回灌目的层可
回灌性论证
系统维护与保养
回灌井地质
回灌评价
回灌井钻井
技术设计
生产性回灌
回灌监测
回灌井施工
回灌试验
图1砂岩热储地热尾水回灌工作流程图地面回灌系统
地面回灌系统
4.2砂岩热储地热资源开发时，应配套施工回灌井，实施采灌平衡，维持开发热储层压力。4.3应进行同层回灌，维护热储层原有水质。4.4应不改变热储层结构，不影响开采井水温。5回灌目的层可回灌性论证与回灌井地质设计5.1
回灌目的层可回灌性论证
地热地质参数
地热地质参数的勘查，应符合下列要求：应进行综合测井，解译回灌热储的地层岩性、渗透率、孔隙度、单层厚度、热储厚度、含水率、泥质a)
含量等参数。
应开展非稳定流抽水试验，确定回灌热储层的渗透系数、弹性释水系数、导水系数等参数：应开展稳定流抽水试验，确定回灌热储层的涌水量、降深等出水能力参数。应进行砂粒大小和级配的实验分析工作：c
1）砂岩分类，用主要粒径颗粒质量占总质量百分比判定，见表1。表1砂岩分类与定名
砂岩分类
砾砂岩
粗砂岩
中砂岩
细砂岩
粉砂岩
砂粒级配
粒径大于2mm的颗粒质量占总质量25%~50%粒径大于0.5mm的颗粒质量超过总质量50%粒径大于0.25mm的颗粒质量超过总质量50%粒径大于0.1mm的颗粒质量超过总质量75%粒径大于0.1mm的颗粒质量不超过总质量75%-rrKaeerKAca-
DZ/T0330—2019
2)砂粒级配，用不均勾系数（C.，C%=d/d1.）判定，见表2。注1：d为热储层砂、土试样筛分中能通过网眼的颗粒，其累计质量占试样总质量的60%时的最大颗粒直径。注2：d，为热储层砂、土试样筛分中能通过网眼的颗粒，其累计质量占试样总质量的10%时的最大颗粒直径。表2回灌热储层砂粒级配判定
5.1.2沉积环境
级配评价
均匀质砂
较均勾质砂
沉积环境的勘查，应满足下列要求：Cu
5≤C.≤10
级配评价
较不均勾质砂
不均勾质砂
达到可行性勘查阶段以上的地区，应进行回灌热储层沉积环境、分布特征、矿物组分、颗粒形态a)
（颗粒大小及组分含量、分选性、磨圆度、胶结状态）、平面及垂向的演化规律、成岩作用及杂基的勘查研究：
b）未达到可行性勘查阶段以上的地区，宜开展地热地质勘查和施工探采结合井工作。5.1.3流体特征
流体特征的勘查，应满足下列要求：应进行水质全分析、同位素分析，分析项目按GB/T11615执行，确定地热流体水化学性质及补a)
给条件、年龄、更新速度等；
应进行悬浮物测试，确定其物理成分；b）
进行水位、水温监测，确定回灌热储层的流场及温度场特征。回灌目的段的确定
5.2.1回灌目的段应选择与开采并对应的热储层、段。5.2.2回灌目的段应选择颗粒粗、级配好的砂岩热储层、段，并应根据其孔隙度、渗透率和单层厚度再进行选取和可回灌性判定。砂岩段的可选性及可回灌性判定依据如下：a)
根据孔隙度（n)进行砂岩段选取和可回灌性判定，见表3。表3根据孔隙度选取砂岩段及可回灌性判定n/%
≤10%
10%≤15%
15%可回灌性
根据渗透率()进行砂岩段选取和可回灌性判定，见表4。-rrKaeerKa-
可选性
不应选取
不宜选取
宜选取
应选取
k/10-5μm2
k≤100
100200
200500
表4根据渗透率选取砂岩段及可回灌性判定可回灌性
根据单层厚度（h)进行砂岩段选取和可回灌性判定，见表5。c）
表5根据单层厚度选取砂岩段及可回灌性判定h/m
回灌目的段的选择，应满足下列要求：可回灌性
砂岩段颗粒为细砂级（0.01mm)以上，不均匀系数宜小于5；b)
砂岩单层段孔隙度大于15%；
砂岩单层段渗透率大于200×10-3um；砂岩单层段厚度宜大于10m；
满足a)至d)条件的砂岩层，累计厚度应大于80m。回灌井地质设计
设计要求
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可选性
不应选取
不宜选取
宜选取
应选取
可选性
不应选取
不宜选取
宜选取
应选取
设计应由地质、钻探技术人员共同编制，施工单位技术负责审核后提交任务来源单位，经评审5.3.1.1
和审批后，方可实施。
5.3.1.2设计的内容应符合国家、行业及地方有关地热尾水回灌的要求和规定。5.3.1.3井身结构应满足钻井、回灌、回扬及获取水文地质参数的需要。5.3.1.4钻井工艺选择应有利于保护热储层、避免或减少对热储层的污染。5.3.1.5设计与实际情况不符时，应及时变更设计并报批。5.3.2设计内容
5.3.2.1前言
5.3.2.1.1工程概况
项目来源、钻井编号、钻井类型、井口坐标、设计井深、设计回灌目的层、钻井目的及任务；交通位置，5
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DZ/T0330—2019
气象、周边环境情况等。
5.3.2.1.2设计编写的依据
项目任务书（合同）、相关标准及规范、相关技术成果及资料等。5.3.2.2设计并地热地质条件
地质构造概况、地层概况、钻遇地层预测、目的热储层特征预测、水位预测、水温预测、水量预测等5.3.2.3合理采灌井距
应根据回灌目的热储层的渗透率、孔隙度、含水层单层厚度，以及回灌量、回灌尾水温度、回灌时间等控制因素，采用解析法或数值模拟法计算确定，参见附录A。5.3.2.4钻井设备及场地布设
钻井主要设备和技术参数；地热井井控装置；施工场地面积，通水、通电、通路措施，场地平整；钻井平台搭建、设备安装及钻前准备。5.3.2.5回灌井钻井质量
5.3.2.5.1地质录井：岩芯录井、岩屑录井、泥浆录井、钻时录井；综合测井、抽水试验、回灌试验等。5.3.2.5.2成并质量：钻井液要求，过滤器类型、长度及质量要求，洗井要求等。6回灌井钻井技术设计与施工
6.1回灌井钻井技术设计
6.1.1并身结构
6.1.1.1大口径填砾井井身结构
大口径填砾井井身结构参见附录B,应满足下列要求：泵室段，孔径不小于550mm，管径不小于273.1mm，长度不小于300m；a
b）并壁段，孔径不小于400mm，管径不小于177.8mm，长度根据实际需求确定c）滤水段，孔径不小于400mm，管径不小于177.8mm，长度根据回灌目的层条件确定；d）应保持合理的孔管环状间隙，若套管有重叠，重叠段应大于30m。6.1.1.2固并射孔并井身结构
固井射孔井并身结构参见附录C，应满足下列要求：a）泵室段，孔径不小于444.5mm，管径不小于339.7mm，长度不小于300m；井壁段，孔径不小于311.2mm，管径不小于244.5mm，长度根据实际需求确定：b）（
c）滤水段，孔径不小于311.2mm，管径不小于244.5mm，长度根据回灌目的层条件确定；d）应保持合理的孔管环状间隙，若套管有重叠，重叠段应大于30m。6.1.2钻井工艺
钻井工艺应满足下列要求：
-riKacerKAca-
DZ/T0330—2019
各井段钻井方法、钻头类型、钻具组合、钻进参数和技术要求；取芯井段与取芯方法，取芯钻进的a)
配备、使用及操作要求，按DZ/T0260执行。b)
受场地条件限制，采灌井距小于合理井距时·应采用定向钻井工艺：回灌目的层砂岩层垂向上不满足5.2.3e)时，宜采用定向钻并工艺。定向钻井按DZ/T0260执行，并身结构参见附录D6.1.3钻井液
6.1.3.1热储温度条件
应根据热储层的温度选择适宜的钻井液：小于90℃的低温地热并，一般选用膨润土低周相钻并液；a）
b）90℃～150℃的中温地热井，一般采用膨润土、高岭土或海泡土及其混合土配浆，采用铬褐煤、内烯酸盐、特种树脂等处理剂处理并加温右棉：c）大于150℃的高温地热井，主要用海泡土配浆，采用铬褐煤、丙烯酸盐、特种树脂和温石棉进行处理。
6.1.3.2地层条件
应根据地层的条件选择适宜的钻井液：a）：地层稳定时，可选用清水、无固相钻井液；b）地层松散、破碎时，应适当提高钻进液的黏度和切力，选用高密度优质钻井液；在易水化膨胀塌的地层钻进时，应使用失水量低的钻井液，宜选用钾基钻井液、钙处理钻井液c）
等具有较强抑制性能的钻并液。6.1.3.3水源条件
在缺水地区施工时，应选用节水钻井液。6.1.4成井工艺的选取原则
6.1.4.1大口径填砾工艺
选用天口径填砾工艺时，应满足下列规定：回灌目的段的渗透率小于500×10-\μm；a)
回灌目的段砂岩层的颗粒为中砂以下；b)
回灌目的段砂岩层为弱固结至半固结（成岩程度低)；c
孔壁稳定；
回灌目的段易出砂；
成井深度宜小于2000m。
固井射孔工艺
选用固井射孔工艺时，应满足下列规定：回灌目的段的渗透率大于500×10-3μm2；a）
回灌目的段砂岩层的颗粒为中砂以上；b）
回灌目的段砂岩层为半固结至固结（成岩程度高）；c
回灌目的段不易出砂；
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