高温地热生产井碳酸钙结垢定量评价：水文地球化学

Quantitative Assessment of Calcite Scaling of a High Temperature Geothermal Production Well: Hydrogeochemistry

摘要

高温地热井井筒结垢是地热开发遇到的突出问题之一，其中涉及到复杂的水文地球化学过程.本文首先联合井筒两相流动、水‒气‒结垢物水文地球化学和井壁粘附模型，建立了井筒碳酸钙结垢定量评价的耦合模型.针对西藏羊八井地热田典型井开展了井口取样和分析，结果显示井筒结垢物为碳酸钙，地热流体中碳酸盐矿物过饱和，非凝结气体主要成分是CO₂.利用建立的耦合模型及实测流体数据，定量评价了井筒碳酸钙的结垢位置和速率，并给出了其在井筒中的结垢形状.CO₂分压对碳酸钙的析出有控制性的作用，最大结垢厚度位置发生在闪蒸面以上10~20 m位置，持续1年的开采最大结垢厚度在考虑井筒粘附动力学时为14~25 mm，假设完全粘附条件下为200 mm.流体中CO₂含量越高，结垢厚度也越大.

关键词

高温地热 / 井筒结垢 / 碳酸钙 / 水文地球化学 / 定量评价 / 水文地质学

Key words

high-temperature geothermal / wellbore scaling / calcite / hydrogeochemistry / quantitative assessment / hydrogeology

基金资助

国家自然科学基金项目(41972316)

中国核工业集团有限公司集中研发项目“地热勘查开发利用关键技术研究”

四川省科技创新人才项目(2022JDRC0027)