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簡介

回灌井，指注入并處置具有腐蝕性或有害液體的井。一般多使用廢棄的老油井處理含油鹽水或原污水。缺點是會使地下水污染，還會促使地下土層滑移。隨著地熱開發(fā)利用的不斷發(fā)展，地熱井的數量和抽水量都逐年增加，有的地方已達到甚至超過資源評價所限定的抽水量極限。大量抽水而不回灌，勢必造成水位持續(xù)下降，井的使用壽命將減少，不利于地熱的持續(xù)發(fā)展。只抽不灌，不但不利于保護地熱資源，同時也將含有某些有害成分的地熱水牌的地表的水體或滲透到地下，造成不同程度的環(huán)境化學污染。有些排水溫度超過環(huán)保的規(guī)定還會造成熱污染。所以，回灌開采被看作是地熱持續(xù)發(fā)展的重要措施之一。然而，由于不同的地熱區(qū)其地質構造是不同的，所以回灌方式也不*一致。為了預測回灌開采后地下溫度場等各種場的變化趨勢以及冷鋒面推進的速度，近年來還通過建立熱儲蓄模型和發(fā)展計算機數值模擬技術來加速回灌開采的研究。此外，回灌還會帶來對地下新鮮清潔水的污染問題，所以回灌開采并不是一件十分容易的事情。國內外除地熱電站所在的熱田一般都打回灌井并開發(fā)研究外，多數中低溫地熱直接利用地熱田進行回灌開采的還較少。目前，一些有比較豐富地熱資源的城市，如天津市，由于地熱采暖的抽水量很大，水位下降較快，因而城市地熱管理部門已加強地熱回灌開采的技術研究，并提出了在城市打地熱井必須同時打回灌井的要求。出水管外側套裝多對獨立支撐透水管，組成多層回水空間，達到多路同時回水的目的，借助于高壓回水確保同井即可完成全部回水任務。借助于環(huán)形滲水層及土壤層，降低回水流動速度，實現溫度高（低）的回水與地層充分進行熱交換后再將回水匯至地下水，zui終達到同井水資源循環(huán)的目的。地熱能的主要來源是地球內部的放射性元素的衰變，因此地熱資源是一種可再生的清潔能源，其開發(fā)利用契合現實治霾環(huán)保需求且具備相當競爭力。

據悉，目前大多數人了解的地熱，只是深1000米到4000米的中深層地熱能井，例如，日前章丘寧家埠發(fā)現一處地熱井，設計井深1500米，目的層為奧陶紀灰?guī)r熱儲。

目前，淺層地溫能的度較低，它是指賦存于地表以下200米深度范圍內巖土體、地下水中具有開發(fā)利用價值的熱能，具有可再生、環(huán)保、既可供暖又可制冷、不受地域限制、經濟節(jié)能等特點。通過地源熱泵方式進行開發(fā)，其工作原理與空調、冰箱類似，利用的冷、熱源為大地中穩(wěn)定的巖土體溫度，通過熱泵系統(tǒng)將地下空間的恒定溫度交換到建筑物中。

在技術開發(fā)方面，記者了解到，我國淺層地溫能供暖（制冷）技術已基本成熟。淺層地溫能開發(fā)利用具有賦存范圍廣，利用較便利，淺層地溫能受地域影響小，不論平原、丘陵都可利用，分布廣泛、儲量巨大和可就近利用等優(yōu)點，特別適合我省冬冷夏熱的曖溫帶季風氣候。開發(fā)地熱采用*的回灌技術,重視采灌結合,保證地熱資源的可持續(xù)利用,實現取熱不取水的地熱資源良性循環(huán)利用。山東省地礦工程集團有限公司相關負責人說：“地熱對節(jié)能減排、減少污染有利，不往大氣中排放東西，直接在地下處理。”

據初步統(tǒng)計，我省已建成地源熱泵工程1000余處，應用面積約6500萬平方米，以地埋管換熱系統(tǒng)為主，使用面積占總面積的83.72%，開發(fā)利用對象主要以住宅和辦公樓為主，面積占總面積的55.3%。按照工程數量統(tǒng)計，住宅及辦公樓地源熱泵工程換熱系統(tǒng)利用溫差在3℃～5℃。夏季工程制冷效果普遍較好，室內溫度22℃～26℃，約占工程數量的95%；冬季多數工程供暖效果較好，室內溫度一般18℃～22℃，約占工程數量的84%，制暖效果好的達到23℃。地源熱泵工程運行數據表明，夏季運行費用平均為13.4元/平方米；冬季費用平均為16.0元/平方米。2015年7月21日，山東省*下發(fā)了《關于印發(fā)山東省煤炭消費減量替代工作方案的通知》，要求大力發(fā)展淺層地溫能?？梢灶A見，我省地熱能開發(fā)前景廣闊。業(yè)內人士表示，當前地熱產業(yè)有資源、有市場、有技術，已具備加快發(fā)展的基礎，只要上下形成共識，出臺法律法規(guī)和相應的優(yōu)惠、扶持政策，社會各界共同努力，一定會實現健康長足發(fā)展。“但是在地熱管理中，各地出現了政出多門，誰都想管誰也管不好的現象，嚴重制約了地熱的開發(fā)利用，損害了投資者的利益”。

據悉，目前我省主要有國土資源行政主管部門、節(jié)能辦、城鄉(xiāng)建設委等三個系統(tǒng)管理淺層地溫能的開發(fā)，三個系統(tǒng)各有側重。國土資源行政主管部門主要開展了淺層地溫能勘查、監(jiān)測系統(tǒng)建設、示范工程建設、技術儲備等工作；節(jié)能辦主要負責發(fā)放節(jié)能補貼、完成節(jié)能任務等工作，輔助推動了淺層地溫能的發(fā)展；各地城鄉(xiāng)建設委分工不同，部分城市如煙臺等市政府明確其為淺層地溫能工程建設主管部門，承擔了工程建設、驗收任務，其余城市主要靠安裝企業(yè)主動上報掌握情況，并未就淺層地熱能工程進行專門統(tǒng)計與管理。

鼓勵措施缺乏、政策尚未到位。通過調查發(fā)現，山東省已有淺層地溫能工程運行過程中，所采用的電價多為商業(yè)用電收費，再加上階梯電價收費的原因，造成運行費用虛高30%左右，由此造成工程在建設前受到一定限制與影響，客觀上造成老百姓認為地源熱泵工程不省錢、不省心。“在今后的開發(fā)利用過程中，迫切需要出臺相應的鼓勵政策，采用居民用電收費以提高社會對淺層地溫能開發(fā)利用工程的接受度”。

前期勘查不重視。淺層地溫能工程前期勘察是進行熱泵工程設計的前提和基礎，《地源熱泵系統(tǒng)工程技術規(guī)范》（GB50366-2009）要求地源熱泵系統(tǒng)方案設計前，應進行工程場地系統(tǒng)勘察。而實際上一些建設方往往不重視前期場地勘察工作，或重視程度不夠；甚至許多單位不進行該項工作，工程設計時選擇的熱泵系統(tǒng)換熱方式和設計參數與工程所處地質條件不匹配，工程建成后出現系統(tǒng)耗電量大、能效比（COP）低、運行不穩(wěn)定、回灌困難、采灌井毀壞甚至報廢等問題。

缺乏監(jiān)測系統(tǒng)，監(jiān)測網絡不完善。近年來，山東省建成了大量的地源熱泵系統(tǒng)，大多數沒有建立監(jiān)測裝置，少數幾個工程的監(jiān)測設備安裝方法是在地埋管換熱孔不同深度安裝溫度傳感器，缺少換熱孔之間及邊緣地溫的監(jiān)測，無法分析熱影響的范圍和強度；地下水源工程在監(jiān)測方面基本為空白，沒有安裝必要的節(jié)能計量裝置，如溫度表、流量計、電表等，也缺少溫度、流量、水質、用電負荷等的監(jiān)測，有的采灌井只是偶爾監(jiān)測一下水位。全覆蓋全省地源熱泵的監(jiān)測網絡尚未建設。地熱井供暖是指通過打地熱井，抽取地下熱水并用于供暖系統(tǒng)，地熱井供暖的優(yōu)勢在于清潔、環(huán)保、舒適，因為深層地下水有自己的循環(huán)系統(tǒng)，水被采上供暖，再循環(huán)到地下，整個過程是沒有消耗的，理論上可以無限再生。符合低碳環(huán)保、節(jié)能減排的環(huán)境建設要求。

地熱井在上世紀四十年代已經在西方廣泛推廣開來，世界三分之一的寒冷地帶采用的都是這種供暖方式，地熱井供暖在上世紀九十年代傳入我國，憑借其環(huán)保、清潔、舒適，迅速得到廣泛贊譽。地熱井供暖只在初期開采階段投資量大，但在供暖系統(tǒng)中的維護費用、運行費用等都遠較傳統(tǒng)供暖為少，總體而言經濟性更強。  我國的地熱能分布廣泛，儲備豐富，在目前經濟發(fā)展與資源短缺的矛盾日益尖銳的情況下，如何合理有效的運用更多的綠色資源，已是經濟發(fā)展的頭等大事。地熱能作為綠色資源的代表能源，需要引起人們更多的重視，創(chuàng)造出更多的經濟效益和社會效益。

地熱井供暖的工藝流程相對而言比較簡單，對水溫的要求寬松，水溫從15℃－１８０℃都可以用于供暖，水溫較高的更可以直接省卻加熱的步驟直接使用。減少了供暖過程中的熱能損失，隨著如限公司等企業(yè)對地大熱能技術的鉆研推動，地熱井供暖在實踐中已表現出越來越多的合理性、科學性。大氣降水是否能補給230米處的地下水？應該有隔斷巖層吧，不會影響到230米及以深的水位吧？地表水量增大是否能壓斷地層隔斷的巖石板層？

假如是大雨后地表水量大了通過巖石斷裂裂隙或壓斷巖石板補給了230米處冷水層的量，230米處的冷水大量涌進井內造成涌進井內的冷水過多，混合了該井500---600米熱儲層的熱水，水溫在短時間內恢復不到正常造成，但是我們已經斷續(xù)抽水好多次，每次抽水2—3天，溫度都沒變化，這是為什么？

還是我們下入的新套管只是隔斷了230米直接進入井內的冷水，但230米的冷水從原套管與新套管之間的通道進入400米的裂隙后，又橫向遠流在其他斷裂層滲入500米以下的熱水層造成？

還是在該井附近有因此次大雨地表水量大，使某處巖石板隔斷層壓裂，200米左右的上層冷水涌入下層熱水層所致？

是否還存在地層發(fā)生了變化，熱儲層的水已經沒有原來的溫度了？

新井與老井抽水溫度降低是否是一種原因，老井為冷水源頭還是新井是冷水源頭水源熱泵系統(tǒng)回灌

工藝要點

水井系統(tǒng)取能

1. 優(yōu)點：初投資低，傳熱系數大，能量提取可根據空調系統(tǒng)靈活調節(jié)。

缺點：受地下水位限制，細沙、粉細沙地質較難回灌，不同地域需設計不同的水井工藝方案。采用水井取能需了解的內容：　　

1)項目所在地200米以上地下淺層水出水溫度是多少?

2)單口井出水量可以達到多少噸/小時?

3)單口井井深是多少?

4)靜水位、動水位分別是多少米?

6)周邊水源有沒有腐蝕性?

7)當地地質結構大約是什么樣的?(中沙層、細沙層、鵝卵石層、礫石、巖石層)哪種情況居多?

水井系統(tǒng)取能

1.優(yōu)點：初投資低，傳熱系數大，能量提取可根據空調系統(tǒng)靈活調節(jié)。

缺點：受地下水位限制，細沙、粉細沙地質較難回灌，不同地域需設計不同的水井工藝方案。

細沙地質(回水較難，須采取特殊工藝)

裂石巖地質結構(可100%回灌)

鵝卵石地質結構(可100%回灌)

不同地質結構水井取水情況舉例及誘導井壓差回灌原理示意。

采用水井取能需了解的內容：

1)項目所在地200米以上地下淺層水出水溫度是多少?

2)單口井出水量可以達到多少噸/小時?

3)單口井井深是多少?

4)靜水位、動水位分別是多少米?

5)不同管材(鋼管、高壓水泥管)單口井造價多少元/米?

6)周邊水源有沒有腐蝕性?

7)當地地質結構大約是什么樣的?(中沙層、細沙層、鵝卵石層、礫石、巖石層)哪種情況居多?