本篇文章给大家谈谈地热井清淤 地热井除沙怎么能干静？对应的知识点，希望对各位有所帮助。
地热井清淤 地热井除沙怎么能干静？
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地热井除沙怎么能干静？
地热井出水量减少用什么化学物清洗
洗井作业
回灌流体水质处理措施
什么是地热井地热井有哪些用途
地热井泥浆
高温泥浆降温措施及冷却降温系统
地热回灌操作技术
德州市城区地热流体的水质特征及水质评价
地热井除沙怎么能干静？
洗井的方法大致有以下几种：
1、喷射洗井，深水井井下出沙，通过花管孔眼清除井壁泥皮，疏通裂隙；
2、压缩空气洗井（正、反循环），震荡、抽吸井内冲洗液，疏通裂隙并排除沉沙；
3、水泵抽水洗井，地热井井下出沙，清除井底沉沙；
4、酸洗井，将盐酸压入碳酸盐类岩层的裂缝中，扩大地下水出水通道；
5、多磷酸盐洗井，与井内泥皮发生化学反应，使其沉淀，辅以其他方法使其排除孔外；
6、液态CO2洗井；
7、活塞洗井，清除井壁泥皮，抽吸裂缝泥沙；
8、压水洗井；
9、洗井、增水
地热井出水量减少用什么化学物清洗
洗井作业
物探测试、下管、固井作业结束后(或大口径填砾止水)就应立即开展洗井工作,这一环节在地热井成井中尤为重要。常用的洗井方法有机械洗井和化学洗井。机械洗井方法主要有活塞洗井法、高压喷射洗井法、气举法、水力震荡法、气水混合洗井法和潜水泵洗井法。化学洗井方法主要有盐酸洗井法、二氧化碳洗井法、多磷酸盐洗井法和氢氟酸洗井法。
(一)机械洗井法
1.活塞洗井法
活塞洗井法是在水文水井中常用的一种方法。活塞常用小径抽筒制作,下入深度一般为～m(视井身结构和储层情况调整),一般用0.～1.5m/s速度上下提拉,促使井内产生瞬时真空和形成水力冲击,将孔壁泥皮、环空中的泥饼破坏并将含水层中的细小颗粒携入井中,从而疏通含水通道使井达到正常的出水量的目的。这种方法因操作简单,成本低,有一定的效果,一般在较浅的水井中应用。活塞洗井的不利之处在于因巨大的抽吸力会把地层中的细小颗粒大量引向井的四周,以致引起严重的涌砂或堵塞井壁进水通道,甚至损伤井管等。
在地热井洗井作业中一般很少采用活塞洗井,因地热井较深,钻机设备无捞砂滚筒,钻机提升系统多为8～股钢丝绳,提升速度慢,很难在储层中形成压力激动。
2.高压喷射洗井
高压喷射法是最有效的洗井方法之一,国内外普遍采用这种方法。它能够使过滤器得到全部有效的吹洗,射流扰动附近含水层,造成一定的压力波动,能得到很好的效果,是地热钻井洗井工艺中必不可少的工艺措施。但高压喷射的喷嘴应为近似钻头喷嘴,优化喷射流型,以提高射流的喷射速度,提高洗井效率。
3.气举洗井法
气举洗井法是地热井施工中常用的一种洗井方法,一般采用7m3/min或9m3/min的空压机,通过下入井内～m深的风管向井内压入压缩气体,压缩空气与水混合形成密度较小的气水混合液喷出,造成井管内外的压力差,井底压力剧烈激荡,冲击破坏井壁泥皮,诱导地层水涌入井内,携带岩屑颗粒连续悬浮,同时可将孔底沉淀物排出地面,从而达到洗井的目的。
气举洗井法对粉细砂含水层或者含水层颗粒级配虽粗,但内含大量细颗粒及粉细砂夹层,洗井效果明显。关键一点是风管下入深度非常重要,风管如果下的过深,对地层形成过大的压差,极易造成地层砂的紊乱,过滤器外部的钻井液、泥饼等有害物质被地层砂挤牢而无法洗出,增加洗井难度和时间,天津塘沽地热井洗井时就曾经发生过类似情况。建议采取渐进、疏导式洗井。
4.水力振荡洗井解堵技术
该工艺是把水力振荡器对准目的层,在地面将液体泵入井内并通过水力振荡器产生高频水力脉冲波。水力脉冲波可在流体内建立起振动场,以强烈的交变压力用于目的层,在目的层内产生周期性的张应力和压应力。对岩石孔隙介质产生剪切作用,使岩石孔隙表面的粘土胶结物被振动脱落,解除孔眼的堵塞。对堵塞于近井地层孔隙中的杂质,在脉冲振荡波的作用下,杂质与孔隙间的结合力将在疲劳应力下遭到破坏,使其振荡脱落,并在洗井时被排出,解除目的层杂质堵塞,恢复近井带地层渗透率,达到水井正常产水量或回灌量的目的。
国内常用的赫姆霍尔兹(Helmholtz)腔形水力振荡器在油田广泛应用。同时得到启发,使用这项工艺将有助于在将来回灌井施工过程中采用这项新技术解决地层的堵塞问题。
通过近年来工作实践,分析、对比各种洗井方法的实际效果,并进行筛选使其得到优化和规范。如天津地区新近系馆陶组地热井主要洗井步骤如下:
1)首先用清水将井内泥浆置换干净;
2)打入～m3浓度为1%的三聚磷酸钠浸泡过滤器部位小时(对该溶液按1%,1.5%、2%浓度进行溶解试验,结果1%浓度效果最好);
3)下入高压喷射喷头,高压冲洗过滤器部位并产生振荡和压力波动达到破坏过滤器部位的堵塞物或泥饼等吸附杂质,达到清洗的目的;
4)按照空压机洗井程序,先下入钻杆m,用气举产生负压的方法,诱导地下热储层水进入井内排出井外而达到洗井的目的。然后下入钻杆～m依次气举洗井,待水清砂净后,洗井工作结束。
(二)化学洗井法
1)盐酸洗井原理是盐酸与含水层(段)孔(裂)隙内及井内的碳酸岩屑、岩块、含钙质成分的其他杂质发生反应,生成可溶性盐类、气体或其他可溶于水的物质,从而疏通渗水通道。
2)二氧化碳洗井是将二氧化碳液体送入井中,化学反应原理除和盐酸洗井法相同外,还有物理作用,由于压力降低及其增温后迅速气化膨胀,在短时间内其体积增大数十倍至数百倍,这时二氧化碳以强大的高压气流喷出井口,使井产生强大的内向激流和外向激流(前者发生之后的瞬间),使堵塞于孔(裂)隙中的物质在外向激流的作用下随二氧化碳气流冲出,被携带出地表。
3)多磷酸盐洗井法常用的试剂有:六偏磷酸钠[(NaPO3)6]、三聚磷酸钠[Na5P3O](又称五钠)、焦磷酸钠(Na4P3O7)(又称四焦磷酸钠)和磷酸三钠(Na3PO4)等。多磷酸盐是配合物的一种,多磷酸根阴离子配合泥浆中的Ca2+,Mg2+,使其转化成惰性离子不再与别的离子化合沉淀,本身亦不会聚结沉淀,因而它可破坏泥浆中的网状结构,降低表面张力,加速井壁泥皮活化,使其呈分散和悬浮状态。
4)氢氟酸(土酸)洗井法是利用氢氟酸与孔(裂)隙中的硅质岩屑发生反应,生成可溶性盐类物质及气体,从而达到解除孔(裂)隙堵塞、扩大渗水空间的目的。
总之,化学洗井法是应用化学成分同冲洗液中的成分进行化学反应(也包括综合反应),以达到破坏钻井施工中形成的假孔壁及孔壁外的泥浆,使泥皮与泥浆脱离井管及含水层。有利于在洗井中排出井外。优点是选用易溶于水的化学试剂物质成分,与孔壁及泥浆反应均匀,可使整个受侵害的含水层段都被清洗。它解放了钻探中冲洗液的限制,无论什么样的冲洗液,只要选用相应的化学试剂都可以达到破坏的目的,这样有利于复杂水文地质条件下钻孔的施工。同时,化学试剂洗井不破坏含水层的原始结构,能保持含水岩层原始的渗透系数。但化学试剂洗井的不足之处是洗井前需做试验,试剂投放困难以及成本较高。
(三)联合洗井法
为了做好洗井改进工作,在成井工艺上应采取一些技术措施。首先在钻进过程中改进钻井液性能,减少对热储层的渗入和堵塞伤害;然后在下管前采取通井破壁措施,人为去除滤管与储层之间的泥皮;在洗井之前,需用清水将井内钻井液替换干净,以降低对地层造成的压差;最后采用联合洗井方法。联合洗井方法有两种方式。方式一是用两种或两种以上不同的机械洗井法组合,同时或先后相互配合,彼此可以扬长补短,从而克服某个单独洗井方法的不足,明显提高洗井工作效果。如孔隙型较浅的地热井(小于m)一般采用拉活塞和气举洗井法;较深的地热井(～m)一般采用高压喷射和气举法洗井。如岩溶裂隙型地热井一般采用气举法洗井,必要时再采用盐酸或二氧化碳洗井法。方式二是用化学试剂洗井与机械洗井结合,化学试剂首先破坏井壁及泥皮,再用气举等机械方式冲洗,这是目前洗井中较好的方法。
地热井一般比较深,井径小,过滤管相对较长,洗井时激动压力影响到储层时衰减较大,如果洗井方式或洗井强度没有增大、变化,会造成部分过滤通道没有完全打开。这时抽水虽然达到水清砂净,但是一种假象,其表现在降深大,水温低,水位恢复慢,单位涌水量偏小。确定洗井是否彻底,应与周围同层地热井水温、水量、水位动态情况进行比较,上下浮动范围很小即可,且没有持续上升或下降趋势(供水水文地质勘查规范,)。
回灌流体水质处理措施
因为回灌流体中的固体悬浮颗粒、化学沉淀、微生物等是产生堵塞的主要因素,所以保证回灌流体的质量、减少悬浮物,避免形成微生物是解决堵塞的关键。
1.回灌水质基本要求
水质稳定,回灌水与储层流体相混不应产生沉淀,不应使岩石矿物产生水化反应。
不得携带大量固体悬浮物,以防堵塞回灌井滤水管网或渗流裂隙通道。
不应是存放时间长、流经途径过长,已滋生有各种细菌的二次污染水。
严格控制水中溶解氧的含量,对输水管路、注水设施腐蚀性要小,如果回灌流体腐蚀率不达标时,应首先检测溶解氧含量,因为当水中有溶解氧时可加剧腐蚀。
控制水中侵蚀性二氧化碳的含量。当水中侵蚀性二氧化碳等于零时此水稳定;大于零时此水可溶解碳酸钙并对注水设施有腐蚀作用;小于零时此水有碳酸盐沉淀出现。
限制回灌水中硫化氢的含量。系统中硫化物增加是细菌作用的结果,硫化物过高的水也可导致水中悬浮物增加。
回灌水的pH值应控制到7±0.5为宜。
控制回灌水中总铁的含量,尤其是水源中亚铁离子的含量,由于Fe2+的不稳定性或在铁细菌作用可转化为Fe3+而生成Fe(OH)3沉淀,另外若水中含硫化物(S2-)时,可生成FeS沉淀,使水中悬浮物增加。
表7 3是推荐的部分回灌流体主要控制指标。从中可看出,地热回灌对水源质量要求非常严格,一般要求同层原水回灌,而且对其水质的要求也因热储层性质不同而异:孔隙型热储层的孔隙率虽然远大于基岩裂隙率,但其孔隙直径却比裂隙小,回流的悬浮物和化学沉淀更易聚集堵塞含水层,并极易滋生各类细菌,所以对水质要求更严格,一般要求回灌水质的铁离子含量＜0.3mg/L,雷兹诺指数＞7.0,pH=8.0±,若地热水中含有溶解氧,则应根据溶解氧的成分和含量对回灌水质提出相应要求。而在碳酸盐岩类的基岩裂隙型热储层中回灌,除上述要求外,还要限制
的含量,防止磷酸钙堵塞裂隙。
表7-3 地热回灌水推荐主要控制指标
2.保证回灌水质的具体措施
(1)缩短水源循环路径
水质较好、氯离子含量低的地热流体可采用较为经济、简单的直接供暖方式,但由于地热流体与供热循环管网的金属设备长期直接接触,因此对其水质要求非常高,一旦系统漏气或管道材质低劣,极易造成氧化、腐蚀,使循环水水质发生较大变化,因此直接供热的尾水不宜作为回灌水源。对井系统一般要采用间接供热方式,地热流体通过换热设备将所含热量传给供暖系统循环水,而换热后地热流体直接进入回灌系统,不直接接触二次供暖循环系统,从而避免地热流体与外循环管网直接接触造成的水质污染,也避免地热流体对外循环管网特别是室内散热终端的腐蚀。地热流体的变化主要是损失掉一部分热量,温度降低以及温度降低后部分气体的逸出,其他化学成分和性质基本不受影响,作为回灌水源通过回灌井注入热储层中,基本能做到“原水”回灌。
(2)回灌管网的材质
对井系统长期监测结果发现,如果回灌运行时采用直供钢制管道,当地热水流经铁制管道和终端设备后,排放口处尾水中铁离子的含量要大大高于地热开采井出口处的含铁量,并发现铁细菌,当工作系统处于开口状态时,系统腐蚀是较严重的。因此为有效防止腐蚀和物理、生物堵塞,在回灌输水管道的材料上,应首选非金属管材(玻璃钢管材或PP-R管材)或内外涂塑复合钢管,并做到回灌运行时全系统中应始终保持正压,形成一个完整的严格密闭系统。
(3)过滤器
由于回灌水中的悬浮物、腐蚀后的生成物、沉淀物含量过高或细菌过多会堵塞多孔介质的孔隙,从而使井的回灌能力不断减小直到无法回灌,因此通过预处理控制回灌水水质是防止回灌井堵塞、保证回灌效果的主要措施。
化学沉淀所引起的堵塞与悬浮物堵塞存在着交叉、重叠部分,某一方面的解决,也可能使另一问题迎刃而解。对这些问题提出理论上的合理解释,有助于优化解决回灌中出现的不同原因的堵塞问题。回灌流体中的固体悬浮物质或化学沉淀物与液体的密度不同,重力作用影响明显,比流体运动慢的颗粒就可能驻留在砂岩的某个位置而不随流体运动,聚集到一定程度,就会以某种形式沉积下来,在储层中尤其是砂岩地层中会堵塞多孔介质孔隙,从而使其回灌能力不断减小直到无法回灌。井壁上吸附的细小颗粒或流体中所含的块状物虽然可通过回扬和酸处理的手段来消解,但地层内因颗粒驻留而形成的环状阻塞区域则是反抽等措施不能完全消除的。另外地热供暖系统长年运行,管道不可能经常更换,由于管路的老化、锈蚀,会使流经的地热流体质量受到不同程度的影响,这种成分复杂的循环水作为水源来回灌,其效果必然会受到影响。在地热回灌系统中增设过滤器是常用的水质净化处理措施,可有效的除掉回灌流体中悬浮固相物、沉淀物和滋生的细菌,降低因水源质量不佳对回灌效果的不良影响。另外环境温度或腐化等因素而在回灌流体中滋生的细菌所引起的堵塞较难处理,由于一般的加入消毒杀菌药剂处理对热储层的影响较大,因此较好的办法是采用超滤膜过滤掉水源中的细菌,这种过滤膜的滤径级别精度要求较高,尤其适合运用于极易产生细菌堵塞的孔隙型热储回灌系统中。
目前在天津的基岩回灌工艺中,回灌水源经除砂处理后,在地面净化措施上一般要求再增加滤径不小于μm的管道过滤或其他过滤装置(粗滤),滤芯为第三代缠绕棒式或滤袋式,可多次冲洗重复使用,此种过滤装置能有效将管道及系统残留的相对直径较大的颗粒过滤;而在孔隙型回灌井中则要求同时安装精、粗两级过滤系统,精过滤器精度应达到3～5μm,不仅要滤掉大部分悬浮颗粒,有效地减少物理堵塞,还可以有效地拦截或吸附一部分微生物,防止细菌堵塞。
(4)隔氧保护措施
由于地热井内水位随系统运行时间和采灌量变化影响较大,井内气体空间容积有可能会变化几倍,内部的压力也会相应的变化。尽管采用再严格的隔氧措施,在井内容积变化较大时,阀门、孔板等截流部件可能出现局部负压,如果阀门和截流器件密封不严,很难控制氧的渗入;同时地热井投入运行后,管道和设备有含氧不凝气体,其中的氧也有可能混入到地热流体液面上的空间中。环空中长期有氧气的存在,容易产生两个方面的严重后果:一是井管的内壁、泵管的内外壁会慢慢生成锈片,当潜水电泵启动引起井管和泵管震动时,这些锈片会脱落并掉入井底,可能堵塞井下滤水管和储层通道,而且这种堵塞还可能是不可逆的,因为锈片的体积和重量较大,连回扬也很难将其抽出清除;二是泵管法兰连接螺栓长期处于腐蚀环境中,加之泵管的震动,易断裂使潜水泵脱落,造成事故。
氮气保护是目前应用较多的地热井防腐技术,利用自动控制的充气装置,将井内液面之上的井管充满惰性气体(如氮气),以氮气作为井封,可有效地维持井内压力,阻止空气中的氧气渗入到井内。
(5)除砂器、除污器
为了保证地热流体中裹携的岩屑微粒尤其是新近系孔隙型储层(因为岩性松散,细小的砂粒容易随水流被吸出)的砂岩颗粒不被传输到回灌井口,生产井口处要求安装除砂器、回灌井口增设除污器等水质处理措施,以减小过滤器的工作负担。在天津的对井井口一般都安有这种装置,效果较好。
(6)生活热水不宜回灌
一般供应生活热水的系统为了进行除铁处理,需要设置曝气装置、过滤及储水箱。由于流经途径较多且长,可能会由于储存时间过长或条件的变化滋生细菌或产生其他污染(停留在水箱中℃左右的生活热水温度最适宜细菌滋生或促进细菌的繁殖),尽管这种生活热水未进行任何化学处理,但由于系统原因,循环的生活热水是不宜作为回灌水源的,应单独设置管路直接排放。
(7)其他措施
因化学变化引起的水质问题较复杂,处理起来也很棘手,应根据所处地质条件和回灌流体水质具体分析可能的堵塞原因来制定相应的对策。运行中,视可能的堵塞原因运用机械的或是化学的办法,对回灌井进行周期性的再生处理是保持其回灌能力的基本要求。其中可采用的机械方法有回扬反抽、空压机气举射入高压空气或水以及分段冲洗等;化学方法包括加酸、加药杀菌以及加入氧化剂等。
机械处理方法不难理解,也比较保险,例如定期对回灌井采取回扬洗井措施已成为多数回灌系统特别是孔隙型回灌系统保持回灌顺畅的有效手段。但回扬反抽有可能会使储层细颗粒重组而引起负面影响,需通过科学试验制定出适宜合理的回扬方案。
化学处理方法针对回灌中的细菌堵塞具有一定效果。有些碳酸盐地区通过加酸来改变流体的pH值,以防止化学沉淀的生成。为防止生物膜形成产生细菌堵塞,有效的方法是进行真空全封密回灌,避免水源在地面设备传输过程中受到污染,防止细菌入侵或空气混入加速细菌滋生。但如果回灌井内流体已受到细菌污染或井管壁或滤水管网附近已滋生了细菌,那处理起来更为困难,这时地面的粗滤甚至精滤处理已起不到任何作用,这种井下细菌堵塞已形成时,常用的做法是采用回扬反抽等机械方法进行处理,但效果不想想时,只能采用化学灭菌处理方法去除井内流体中的有机质或进行消毒杀死微生物等手段,较常见的处理灭菌方法是向流体中加入氯消毒杀菌药剂。但这种方法运用在地热回灌中应特别谨慎,因为如果过量加入消毒药剂会改变地热水质,不相容的化学添加剂和抑制剂也会影响流体水质,有污染热储层的可能。
什么是地热井地热井有哪些用途
地热能是一种新型的可再生能源，并且接下来将会不断的飞跃，它的直接性利用和地热的发电都会有很大的发展。而地热井就是地热温泉开发主体工程中最重要的阶段，将蕴藏在地下的温泉资源从可再生能源矿产，变成可利用的清洁能源。下面我们就来了解一下什么是地热井，以及地热井有哪些用途的相关内容。
什么是地热井
1、了解地热井的人都知道，它是采取地热资源中最为重要的一项工程步骤，经过钻井的工作往地面向下几百或几千米来开采，索取能源，传输到地上，进行各种地热利用，是非常复杂的工作程序。地热井工程一般时间很长，工程投入资金也很高，但这一阶段的工程关系到地热能开发的成败，因而，地热钻井行业的提升，有着至关重要的意义。
2、一般为提高地热钻井的准确率，在准备工作之前我们都需要做好相关的勘察工作。然后都是使用一些科技的手段来探测地下热水资源的深度、储量、性质、流动、立场及生成等规律信息，为地热钻井提供第一手资料。同时了解地质状况，是否适合钻井，相应的地质状况应采用何种钻井工艺，拟定合理的钻井方案。这些“课前作业”做好，在能在地热钻井过程中事半功倍，达到良好的效果，使工程顺利进行。
3、另外我们进行开采地热资源时，我们要制定一些相关的管理方法，在地热钻井这一项工程中我们不仅仅要选择合适的工艺和技术，所选择设备和耗材的选择也至关重要。而在钻井过程中，要严格管理，依据方案按部就班进行工程的同时，也要随时进行井下检测，遇到情况及时调整。避免因地质问题带来的故障和事故，提升管理水平，是提高钻井效率，确保钻井成功率的保障。
地热井有哪些用途
一、医疗洗浴
地热井在如今很多场所都在广泛的应用，并且它的作用性很大，比如用来做医疗洗浴，那么在温度方面上最好就是在～℃。温度偏高需加入凉水或适当降低温度后,方可用于洗浴,这样做对地热资源是一种浪费，温度偏低,会使身体感到不适。用于医疗的地热水,除有温度要求外,对水质有相应的要求，我国目前采用下列标准作为医疗地热水，又称医疗矿泉水水质标准。
二、饮用矿泉水
其实地热井由于很多都是来自深部内的低温地热水，所以纯天然无污染，自然就会经过相关的加工处理，将它作为饮用的矿泉水。并含有一些有益于人体健康的微量元素,可作为饮用天然矿泉水开发利用,我国近年来开发的一些饮用天然矿泉水中,就有相当一部分是低温地热水。当地热水的污染物指标、微生物指标及锂、锶、锌、铜、铬、钡等组分的限量指标符合要求的条件下，水中有一项指标符合表2.5.6的规定,可作为饮用天然矿泉水开发。
三、发电
现在我们国家很多地热田都是将它作为发电地区，那么我们来了解一下目前都有哪些地方是用来发电的。比如：广东邓屋、湖南宁乡灰汤、西藏羊八井、河北后郝窑等，上述地热田所建电站除西藏羊八井投入工业利用外，其余均为试验性电站。
地热井泥浆
随着社会的发展进步,人们开始追求绿色环保的生活,吃绿色食品,用清洁能源等不一而足。而地热能源就是人们所用的清洁能源之一,现已用地热取暖、养殖、休闲度假、发电等等,今后地热能源的利用还会大大增加,因此钻探地热井的工作也会越来越多(目前已经不少了),地热井的井深、有几十至m的浅井、也有深达～m的深井,但多数在～m之间,一般热水井的温度是几十度至百度上下、地热蒸气井则可达℃以上。地热井泥浆遇到的最大问题便是抗高温的问题。
高温对黏土在泥浆中的分散有很大的影响。高温能促进黏土颗粉分散,以致使泥浆变稠进而失去流动能力。高温会加速有机处理剂的分散降解,水化减弱、处理剂发酵变质失去作用,使泥浆的失水量上升而流动性变差,高温会使黏土吸附的有机处理剂分子解吸,也会使黏土自身的水化作用减弱,水化膜变薄而产生凝结,高温也会使可溶盐的溶解度增加,使泥浆更易受盐、钙侵。
高温中,由于分子热运动加剧,泥浆黏度降低,失水量极大地增加,使泥浆性能变坏。钙处理泥浆在高温中还可能产生固化,膨润土泥浆在高温下也易产生胶凝。特别是泥浆固相(膨润土)含量高时,泥浆静切力等上升更快、稠化更严重。
配制地热井泥浆时,应尽可能采用受温度影响较小的黏土和处理剂。如用抗温黏土(海泡石)或非膨润土造浆,用铁铬盐、铬腐殖酸、水解聚丙烯腈、水解聚丙烯酰胺、烷基苯磺酸钠等进行处理,配成低固相泥浆、含铬泥浆、盐水或饱和盐水泥浆。
地热井泥浆要求黏土含量较低,避免固相含过多引起泥浆的稠化,已有的泥浆类型有:铁铬盐-CMC泥浆、铬褐煤-铬木质素磺酸盐泥浆、铬腐殖酸泥浆等。
地热泥浆平时的维护也特别重要,要定期测量泥浆进出口温度,分析泥浆滤液成分及黏度的变化、分析泥浆性能的变化和泥浆中黏土含量的变化,同时做好泥浆的冷却工作和除砂除泥净化工作。
高温泥浆降温措施及冷却降温系统
在中高温地热井和深部钻井（又称HT/HP 钻井）中，井底温度高，返回地面的泥浆温度也将大幅度提高。如西藏羊八井地热井，泥浆出孔温度达到沸腾状态，莫深1井泥浆出孔时温度也比较高。当地面泥浆温度大于℃ 时，不但会烫伤钻井平台操作人员，同时井场会被雾气笼罩，将影响施工作业，带来严重的安全隐患。所以必须对返回地面的钻井泥浆进行及时的冷却处理，保证泥浆再次入孔具有较低的温度。
2.3.1 HT/HP钻井中泥浆冷却技术现状
目前，在HT/HP钻井中，对高温泥浆的冷却处理一般采取的措施有如下几种。
1）自然蒸发冷却。由于井内泥浆返回地面的温度高于环境温度，泥浆沿泥浆槽流动中会蒸发冷却而自然降温，利用该现象采取加长泥浆槽的循环路线的措施，可以在一定程度上达到冷却泥浆的目的。这种方法一般应用在钻井泥浆流量不大、返回泥浆温度不太高（低于℃），进出井温差不大（小于5℃）的情况下。
2）低温固体传导冷却。向泥浆池中投放低温固体，比如冰块，冰块主要通过热传导方式来冷却泥浆，这种方法一般用于水基泥浆的冷却，在返回地面泥浆温度不高、进出井温差不大的情况下采用。
3）泥浆冷却装置强制冷却。当返回泥浆温度较高，进出井温差过大时，需采用泥浆冷却装置强制冷却。
2.3.1.1 国外技术现状
日本在地热田钻井中，通常采用的冷却装置有两种：一种是采用大功率风扇，安装在振动筛旁；另一种是使用泥浆冷却塔，一般竖立在泥浆池中。冷却塔与风扇冷却泥浆的基本原理都是利用空气和泥浆直接接触，通过蒸发作用带走泥浆中的热量，冷却介质为空气，受大气温度的影响很大。美国、荷兰及新加坡等一些公司设计的泥浆冷却系统在地热和油气钻井中也得到了广泛的应用，表2.1列举了几个比较典型的钻井泥浆冷却系统。
表2.1 典型高温钻井泥浆冷却系统
几个典型钻井泥浆冷却系统的基本原理如下。
1）泥浆从泥浆池或泥浆箱中由泥浆泵抽吸进板式换热器，与冷却剂进行换热，冷却剂为冷水或海水，如马来西亚的COE Limited公司和新加坡的Lynsk公司研发的钻井泥浆冷却系统（图2.2）。
图2.2 Lynsk公司和COE Limited公司钻井泥浆冷却系统原理图
2）泥浆从泥浆池或泥浆箱中泵进喷淋式换热器，冷水（或海水）直接喷射泥浆管束，风扇不断鼓入空气，气水混合加强泥浆的冷却效果，如美国Drillcool，Inc.研制的泥浆冷却系统（图2.3）
图2.3 美国Drillcool公司钻井泥浆冷却原理图
3）泥浆冷却系统采用2个板式换热器，泥浆在主换热器中，通过与乙二醇/水溶液换热冷却，乙二醇/水溶液吸收泥浆热量后，返回第二个换热器中，将热量传递给海水，如荷兰Task Environmental Services研发的海用钻井泥浆冷却系统。
4）泥浆从泥浆池或泥浆箱中泵进板式换热器，通过乙二醇/水溶液换热，乙二醇/水溶液吸收泥浆热量后，进入散热器风冷。如荷兰Task Environmental Services公司研发的陆用钻井泥浆冷却系统。
2.3.1.2 国内技术现状
在我国HT/HP钻井中，如羊八井热田地热钻井中，在～m深处温度就可超过～℃，进出井泥浆温度差可达5～℃，且热流量也高，数百米深的井泥浆带出的热量可达万大卡/h，加长泥浆循环槽，一般只能降温1～2℃，因此，采用专用泥浆散热设备，在散热量为万大卡/h以上，经散热器泥浆温度可降低～℃，在散热器出口处泥浆温度达到～℃。
1）西藏羊八井ZK-2井，泥浆出口温度达到沸腾状态（当地水的沸点小于℃），施工现场采取的技术措施是：在泥浆罐中排布冷水管，通过水循环冷却泥浆。可能由于排管较少，泥浆温度只降低8～9 ℃，水资源浪费很大。
2）高杭等（）提出了一种适合于HT/HP钻井中高温泥浆冷却的设计概念，基本原理（图2.4）是：泥浆冷却系统主要由2个板式热交换器、冷却器管线、强迫风冷（或水冷）总成组成，这种泥浆冷却系统的特点是2个板式热交换器设计在泥浆罐两侧，冷却介质与泥浆换热后，返回至强迫风冷（或水冷）总成通过风冷（或水冷）实现冷却介质的冷却。
图2.4 钻井泥浆冷却系统原理图
3）吉林大学赵江鹏等人研究的新型钻井泥浆冷却系统，该钻井泥浆冷却系统能够实现钻井泥浆的快速冷却。
钻井泥浆冷却系统的工作原理见图2.5。
使用钻井泥浆冷却系统时，主要工作流程如下。
1）制冷载冷剂。打开阀（3）、（6），启动制冷机组（1）和制冷机组泵（2），通过制冷机组（1）将载冷剂箱（4）中载冷剂制冷至-℃（具体温度数值根据实际情况而定）。
2）冷却泥浆。打开阀（5）、（8），启动泥浆输送泵（）和载冷剂箱泵（9），载冷剂与泥浆在同轴泥浆对流换热器（）中逆流换热，将泥浆快速冷却，从而将泥浆池（）中泥浆温度迅速降低，并维持在低温范围内。同时，实时监测系统几个关键点（7）、（）、（）、（）、（）、（）、（）、（）处温度，根据检测的温度情况可及时调整系统相关的参数，以保证系统正常运行。
图2.5 钻井泥浆冷却系统原理图
钻井泥浆冷却系统主要由载冷剂制冷部分、泥浆冷却部分和温度监测部分组成见图2.6。
图2.6 钻井泥浆冷却系统组成
其中，载冷剂制冷部分主要由制冷机组、制冷机组泵和载冷剂箱等组成；泥浆冷却部分主要由载冷剂箱泵、同轴泥浆对流换热器和泥浆输送泵等组成；温度检测部分主要由巡检仪和温度传感器组成。
2.3.2 冷却设备各部分结构理论设计计算
（1）泥浆冷却设备所需的有效功率
科学超深井钻探技术方案预研究专题成果报告（上册）
式中：ρ1为泥浆的密度；G1 为泥浆的流量；C1 为泥浆的比热；t1′为泥浆制冷前的温度；t1"为泥浆制冷后的温度。
鉴于中间热交换效率和高原等地区气候条件所造成的不可避免的热损失，应该选用较大功率的制冷机组。
（2）热换器的选择及设计计算
由于在钻井过程中，被冷却介质泥浆属于不洁净的物质，所选热换设备应属于不易于结垢或者易于清洗除垢，冷却器采用套管式换热器，内管内流动被冷却介质，管间环隙流动冷却介质，采用法兰连接形式，方便清垢，全程采用逆流换热。
根据热平衡方程，Q1=Q2，其中Q1为泥浆制冷释放的热量；Q2为制冷剂制冷泥浆所需要的制冷量。
科学超深井钻探技术方案预研究专题成果报告（上册）
式中：G2为制冷剂流量；C2为制冷剂的比热；ρ2为制冷剂的密度；t2′为制冷剂进口温度。
根据式（2.2）、（2.3）可以计算出冷却剂出口温度t2″。
2.3.3 冷却技术分析与总结
对三种冷却方式加以分析，可以发现：自然蒸发冷却与低温固体传导冷却均适用于钻井泥浆流量不大、返回泥浆温度不太高（低于℃），进出井温差不大（小于5℃）的情况下。而超深井科学钻探，钻井液出孔温度会比较高，出入孔温差可能会相差几十度，在此情况下上述两种冷却方式只能是辅助作用，主要还要靠制冷器强制制冷。目前制冷器强制制冷有两种方式，一是采用热交换方式，如采用喷淋器、板式热交换，将采用大量的冷却水，如果现场位于水资源丰富的地方，可采用此种方式。但我们认为，最好采用制冷剂强制制冷，可以设计制作低温冷冻房等，目前吉林大学已制作了超低温实验室，可以作为借鉴。
地热回灌操作技术
经过在沉积盆地型地热田中多年回灌实践和探索,总结出一套回灌运行操作技术方法。它不仅是国内外其他地区类似地热田回灌开采运行中成功的先进技术,同时也是结合当前国家地热勘查、评价相关规范和法规,充分考虑回灌工作的发展趋势而形成的。回灌是一项系统的复杂工程,实际日常生产运行中,综合影响因素和注意事项较多,各环节都应有科学合理和可操作性强的技术要求和规程,才能使相关工作都做到有章可循,以规避各类随意行为,防止事故发生,提高地热回灌率。
1.回灌前准备工作的技术要求
(1)合理选择适宜的回灌方式
为了保证回灌系统在真空密封状态下进行,宜采取通过回灌水管内进水的方式进行回灌(需要反复进行回扬方式除外),回灌管应下至回灌井内静水位以下5～m的深度,整个运行系统应严格密封。地热回灌应遵循原水同层回灌(成井目的层相同)的原则;不能做到同层回灌的异层采灌系统,回灌流体质量应好于回灌层的流体质量,保证回灌水对热储层无伤害。
(2)回灌系统管路检查
地热回灌管网系统应保持密闭状态,且应始终保持正压,各种监测仪表、仪器的运转正常,过滤器的精度须达到规定要求。回灌运行前,要对整个系统管网系统进行彻底冲洗,保证系统管道及设备在充分清洁后再使用,以消除系统管路内的杂质被传输到回灌井内,影响回灌效果。
2.回灌启动时的技术要求
在回灌运行正式启动时灌量不宜过大,应从小到大逐渐增加灌量,如一开始就采用大流量回灌,容易造成井下滤层破坏。并且注入量由小到大可以尽可能的排除井管内的空气,避免井管内空气由于来不及逃逸而随回灌流体压入储层内,产生气堵。密切观测回灌过程中压力变化,调节回灌量,以压力表、水位数据的变化情况来判断回灌能力,待确认回灌通畅时,再逐渐增加灌量,直至正常运行。加压回灌时,压力也应从小到大逐渐增加。在运行一段时间后,回灌井内水位基本稳定(波动范围在5～cm/min)或水温无明显变化时,分别在开采井井口、回灌井井口同时取样送检进行流体质量化验分析。
3.回灌运行中的技术要求
在回灌运行过程中,应确保整个回灌系统的密闭状态,对管网中的接口部分应随时进行密封检修。回灌运行时要密切监视开采井、回灌井的水位、开采量、回灌量、水质及过滤器两端压力、管路压力等数据变化情况,正确判断回灌系统的运行状况,针对各种堵塞情况及时采取有效措施,如对于回灌管路的堵塞,可直接用连续反冲洗方法处理;对于回灌井本身产生的堵塞,可用间歇停泵空压机气举洗井或回扬反冲洗的方法进行处理。
回灌运行时如果灌量随着时间的延长而逐渐下降,同时反冲洗井效果不甚理想时,可采用加压回灌、间歇回扬方式,以增加回灌量。在常压自然回灌的基础上,待回灌水管和放气阀溢水后,关闭放气阀从小到大缓慢加压进行压力回灌运行操作。如果压力回灌时,灌量仍在不断减小,说明系统堵塞严重或回灌井滤水管内表面上随回灌流体进入的杂质不断增加,回灌阻力增大,需要暂时停止回灌操作而采取间歇回扬洗井措施来疏通滤层,清除井下集聚沉淀的杂质,恢复回灌能力。当回灌井出水量恢复至初始出水量及水清砂净后,停止回扬,再进行下一次常压回灌与加压回灌。抽水回扬后由于井内流体动水位下降,井管内充满空气,需要及时排气。
4.停灌期间系统设施的养护
在地热回灌系统停止使用期间,要认真封闭开采井、回灌井井口,对系统各部分进行密封处理,并且利用自动控制的氮气保护装置,将停用的地热井液面以上的井管部分充满惰性气体,隔绝空气,防止空气渗入井管,造成氧化腐蚀。
5.地热回灌系统中相关监测工作
为分析地热回灌的综合效应,其中一项较为重要而又基础的研究内容就是对比分析回灌前后地热井储层参数的变化特征。地热回灌过程中的相关数据监测,并不仅仅局限于监测地热田本身和地热开发对热储层参数的影响,对与开采井、回灌井有关参数的定期监测应同时进行。水位、水温、水质是最基本的监测内容。回灌运行前、停灌期间对开采井、回灌井进行静水位及对应液面温度观测尤为重要。同时为保证回灌进展顺利,在地热回灌系统运行过程中,相关回灌开采动态信息也要定期实时监测,因为通过对运行数据的监测和数据分析,可以更多的掌握和分析出不同地层构造对回灌量的影响程度,回灌对维持储层压力、抬升区域水位的综合影响。观测项目要包括:回灌运行时开采井、回灌井动水位及对应液面温度;开采量(开采总量和瞬时开采量)、回灌量(回灌总量和瞬时回灌量);井口压力;过滤器进口与出口端压力值及压差;排气罐口压力、气体组分和携带物、气体释放量、水质等。水位的监测频率以每月1～2次为宜;各种压力应随时监测;气体分析应在回灌初期进行。有些数据依靠普通的仪表仪器或常规取样化验即可获得,但深层次的研究数据则需要特别手段,如悬浮物、细菌的定性定量分析需借助油田精细检测技术,深部热储层的温度、压力情况需通过井下测温测压技术等。
回灌流体的水质、储层回灌前后流体化学性质及成分的变化是地热回灌中需要重点长期监测的一项内容。地热回灌各阶段所获得的水质跟踪监测数据可及时发出警示,提醒及时采取相应防范措施。另外尽管在地面设施上已充分考虑了当温度压力变化可能造成的化学物理堵塞问题,但低温回灌流体注入储层后,与地层局部热流体混合再发生的化学变化是一个很复杂很隐蔽问题,导致的潜在堵塞、腐蚀或结垢影响需作详细地专项分析,长期跟踪检测。回灌系统水质监测项目应包括:全分析、酸性样、碱性样、气体样、悬浮物、溶解氧含量、侵蚀性二氧化碳、过滤器残渣样、细菌样(铁细菌、硫酸盐还原菌、腐生菌)等。回灌初期、中期各取样监测一次;过滤器前、后要分别取样;回扬早、中、晚期分别取样;特殊情况如出现异常或专项试验研究则要加密取样和进行针对性取样。
回灌对热储层地温场的影响是在进行大规模回灌的情况下首先要监测的内容。由于地热井开采时的流体温度(即使是最大稳定流温)也并不能完全真实地代表深部热储层的温度,因此要取得地热回灌对热储温度场影响方面的实测数据,应有针对性的在某一回灌连续性较好的地点,在回灌停止时间段内,选取不同目的层的回灌井进行井下连续稳态测温测压工作,获得热储层内各井段在一个停灌周期内的井温、压力资料。回灌井测井工作应从停灌后立即开始至下一次回灌来临之前这一时间段内连续进行。最好每月进行一次;如考虑工作成本,也要做到每2个月测井一次。通过这些连续性的测井资料,才能更好的了解回灌后储层温度场、压力场逐月变化情况和发展势态。
德州市城区地热流体的水质特征及水质评价
冯守涛 吉延梅 王小刚
（山东省鲁北地质工程勘察院，德州）
作者简介：冯守涛（—），男，助理工程师，主要从事水工环地质勘查工作。
摘要：对德城区现有 口地热井的水质分析资料进行统计分析，对本区地热流体的物理、化学特征进行了阐述，重点对地热流体的水质和地热开发利用过程中的腐蚀与结垢趋势进行了评价。
关键词：德州；地热流体；水质评价；腐蚀；结垢
年华北石油康海实业公司水井工程大队，在山东省地勘局第二水文地质工程地质大队院内打出德州市第一口探采热水井，由此揭开了德州市开发利用地热资源的序幕。到目前为止，德城区已打了口优质探采结合地热井，取水层位主要为新近系馆陶组下部砂砾岩和古近系上部的细砂岩，井口水温为～.5℃，主要应用于洗浴、供暖、游泳、医疗保健等领域。
1 地温场的分布
德州市城区位于新华夏构造体系华北地台辽冀台向斜临清坳陷的次级构造单元德州凹陷范围内，德州凹陷位于沧县、埕宁、鲁西三个隆起带的倾状交汇处和黄骅、临清、济阳三个坳陷带的收敛部位。其西南与临清凹陷相通，北与吴桥凹陷相连，西与武城-隆兴庄凸起相邻，东与宁津凸起相接，南与高唐-堂邑凸起相邻。区内发育有一组北北东向断裂，其构成了德城区的基底构造轮廓。
根据德州城区余口井的温度资料，德州城区平均地温梯度在2.7～3.8℃/m之间，与区域地温梯度值基本一致，将地温梯度大于3℃/m地区定为地热异常区，则除大院-市府-烟厂一线外，全区均为地热异常区。其中地温梯度3.0～3.5℃/m的热异常区位于德州凹陷边缘及武城凸起部位，基岩埋深为～m；地温梯度大于3.5℃/m的热异常区分布在沧东断裂带，中心最大地温梯度为3.8℃/m，基岩埋深为m。
2 地热流体特征
2.1 地热流体的物理特征
本区馆陶组地热水，清澈透明，口感咸，色度为5～度，浑浊度为2～7.5度，无异味，无肉眼可见物，井口平均水温.7℃。地热流体中含有较多的气体成分，其中游离CO2含量达到5.mg/L，H2S含量为0.mg/L，受其影响地热水抽至孔口时呈浅乳白色，并混杂有许多小水珠，经短时间静置后变成无色透明。由于Fe3＋含量达到1.mg/L，地热水放置一段时间后呈微黄色。
2.2 地热流体化学特征
分析结果表明（表1），地热流体中阴离子以氯离子为主，含量.5～mg/L，摩尔分数大于%，阳离子以钠离子为主，含量.～.mg/L，摩尔分数大于%，水化学类型为Cl—Na型；总矿化度.～.mg/L。矿化度与水中Cl-、Na＋浓度呈正相关，相关系数rNa＋-矿＝0.，rCl--矿＝0.（n＝）（图1、图2）。由于馆陶组热储层在水平方向上埋藏、分布稳定，地热水水化学成分基本一致，水化学类型相同。在垂直方向上，馆陶组热储层与明化镇组下段热储层的水化学类型明显不同，后者水质类型一般为HCO3—Na型，矿化度较低，两者具明显的垂直分带性。
表1 馆陶组热储层地热流体主要化学成分一览表（平均值）
注：表中数据除pH外，其余单位为mg/L。
图1 Cl-与矿化度关系
图2 Na＋与矿化度关系
3 地热流体补给来源探讨
地热流体各组分之间的比例系数可以用来判断地热流体的成因，常用的比例系数有Cl/Br、γNa/γCl等，经计算德城区馆陶组热储中地热流体Cl/Br为.、γNa/γCl＝1.，这些系数都大于海水（Cl/Br为、γNa/γCl＝0.），说明本区的地热流体具有大陆溶滤水的特征。
德城区馆陶组热储层地热流体的δD为-.‰～-.7‰，δO为-9.‰～-.‰，根据中国大气降水直线投点知，δD和δO值均在中国大气降水直线附近，δO值略偏离中国大气降水直线，这是因为地热流体在运移过程中的分馏作用使O增加所致。据推测，热水补给主要来自东南部的泰沂山区或西部的太行山区的大气降水。地热水中氚含量很低，一般在（0.～5.）±2.Tu之间，同时经C测定，该区馆陶组地热水绝对年龄为1.万年，这说明地下热水属于较古老的雨水。
4 热储温度评价
地球化学温标建立的基础是地热流体与固相围岩中的矿物，在一定的温度条件下达到化学平衡，在随后地热流体温度降低时，这个“记忆”仍于保持。我们分别利用TK/Na温标、TK/Mg温标、T石英温标、T玉髓温标进行了计算，认为只有T玉髓温标较适用于本区。采用的公式为：
山东省环境地质文集
式中：T玉髓为有蒸气损失时的热储温度，℃；ρ（SiO2）为地热流体中 SiO2的质量浓度，mg/L。
经推算馆陶组热储层的温度为.6℃，与实测馆陶组热储层的温度（～.5℃）比较接近。
5 地热流体水质评价
5.1 医疗与洗浴用水水质评价
水温是医疗矿水的重要指标，不同水温产生不同的治疗作用和效果。本区馆陶组热储层地热流体的井口温度为～.5℃，为低温地热资源的温热水，符合医疗热矿水标准，可用于洗浴、医疗。
本区馆陶组热储地热流体中氟含量达到医疗价值浓度标准；偏硼酸、偏硅酸含量达到矿水浓度值标准，可命名为含硼、硅的氟氯化钠型热矿水。其他微量元素虽没有达到命名矿水浓度，但仍具有一定的保健作用。
5.2 渔业用水水质评价
地热水养鱼在地热直接利用中是十分普遍的，同时也是地热梯级综合利用低温段尾水余热的有效途径。从地热水的水质特点出发，突出主要有害元素的影响，可将氟化物、硫化物、酚、砷及汞作为地热水养鱼的水质控制指标（蔡义汉，），在适当与低氟冷水混合使用后，根据地热水养鱼水质评价分级表，本区地热水作为渔业用水的评价结果为良。
5.3 工业用水水质评价
该地热水水质中，氯化物、硫酸盐、铁离子、矿化度等组分含量高，不适宜于制革、染料、纺织、制糖、淀粉、食品、建筑等工业用水。但由于温度较高，可作为工业供热。
5.4 灌溉用水水质评价
灌溉水的水质对农作物生长影响很大，将地热水是否能作为灌溉水的控制项目定为总溶解固体（TDS）、氯化物、碳酸盐、钠吸附比（SAR）、硼、砷及氟化物。根据地热水灌溉水质评价分级表，本区地热水作为灌溉用水的评价结果为严重，不可作为灌溉用水。
5.5 直接排放水质评价
本区地热水中的有害成分小于地热水有害成分最高允许排放浓度，可以直接排放到地下管道中，但排放水温应低于℃。将氟化物、硫化物、总溶解固体、酚、汞、砷和硼7个项目作为地热水直接排放水质的控制指标，对地热水排放水质进行评价分级，并与德城区浅层地下水水质进行比较，本区地热水直接排放的评价结果为优。
6 地热开发的腐蚀与结垢趋势评价
6.1 地热开发的腐蚀趋势评价
地热流体中通常含有7种具有明显腐蚀作用的化学物质：氯离子、溶解氧、硫酸根、pH值、硫化氢（包括H2S、HS、S2-）、二氧化碳、氨
另外地热流体中的总固形物也对金属的腐蚀产生影响。
根据天津地热研究培训中心（天津大学）所做的大量分析研究表明（白丽萍等，）：当地热水中氯离子的摩尔分数超过%时，可用拉伸指数（LI）评价地热流体的腐蚀趋势。拉伸指数的表达式为：
山东省环境地质文集
式中：LI为拉伸指数；［ Cl］为氯化物或卤化物浓度，以等当量的CaCO3表示（mg/L）；［ SO4］为硫酸盐浓度，以等当量的 CaCO3表示（mg/L）；AIK 为总碱度，以等当量的CaCO3表示（mg/L）。
经计算本区地热流体的拉伸指数LI＝.，大于，为强腐蚀性水，对金属具有强腐蚀性。因此，在工程设计中应考虑地热流体对金属的强腐蚀性。
6.2 地热开发的结垢趋势评价
根据垢层的化学成分，水垢可分为碳酸钙垢、硫酸盐垢和硅酸盐垢。
6.2.1 碳酸钙垢结垢趋势评价
影响碳酸钙结垢的主要因素有 pH 值、压力（CO2分压力）、温度及共存盐浓度（总固形物）。根据天津地热研究培训中心（天津大学）所做的大量分析研究表明：当地热水中氯离子的摩尔分数超过%时，同样可以采用拉伸指数（LI）判断地热水中碳酸钙结垢趋势，当拉伸指数LI＞0.5时，不结垢，反之可能结垢。由于本区地热流体的拉伸指数为.，大于0.5，因此，本区的地热水在开发利用过程不会产生碳酸钙结垢问题。
6.2.2 硫酸钙垢结垢趋势评价
硫酸钙垢以无水硫酸钙和二水硫酸钙（石膏）两种形式析出，无水硫酸钙的溶解度比二水硫酸钙小，但由于动力学的原因，无水硫酸钙在低于℃时不会析出。影响硫酸钙沉积的主要因素为水温和水中总固形物的含量。地热流体中硫酸钙生成趋势可由石膏（CaSO4·2H2O）的相对饱和度（Sr）定性估算，其表达式：
石膏的相对饱和度
山东省环境地质文集
经计算（图3），石膏Sr＝0.＜1，地热流体为未饱和，不会生成石膏垢。
图3 低温地热水中CaSO4·2H2O的溶解度积
溶解度积按质量表示而不按摩尔表示，并对离子强度和温度作了修正（Radian Corporation，）
6.2.3 硅酸盐垢结垢趋势评价
硅酸盐垢的成分比较复杂，通常含有%～%的SiO2、%～%铁和铝的化合物以及%～%的Na2O，地热流体中硅酸盐的结垢趋势可用无定形SiO2的相对饱和度（Sr）的大小来判断。其表达式为：
无定形SiO2的
经计算，本区地热水中无定形SiO2的Sr＝0.＜1，所以无硅酸盐水垢生成。
7 结语
德州市城区馆陶组热储层中的地热流体，在开发利用过程中存在的主要问题是地热流体对金属的强腐蚀问题，在设计地热系统时，应伴以防腐工程设计，遵循简便可行、使用寿命长、成本低、经济性好的原则，在地热系统中安装热交换器，使地热流体将热量传递给洁净无腐蚀性的循环水而不直接进入系统，不失为一种较经济的方法。
参考文献
白丽萍，孟宪级..地热水碳酸钙结垢趋势的判断.见：第一届天津地热学术研究会论文集.天津：天津大学出版社
蔡义汉..地热直接利用.天津：天津大学出版社
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