地熱水中含有大量的有毒礦物質(zhì).例如我國羊八井的地熱水中含有硫、汞、砷、氟等多種有害元素,地熱發(fā)電后大量的熱排水直接排放,會對環(huán)境產(chǎn)生惡劣影響.地熱回灌是把經(jīng)過利用的地熱流體或其他水源,通過地熱回灌井重新注回熱儲層段的方法.回灌不僅可以很好地解決地熱廢水問題,還可以改善或恢復(fù)熱儲的產(chǎn)熱能力,保持熱儲的流體壓力,維持地熱田的開采條件.

但回灌技術(shù)要求復(fù)雜,且成本高,至今未能大范圍推廣使用,如果不能有效解決回灌問題,將會影響地熱電站的立項和發(fā)展.因此,地熱回灌是亟需解決的關(guān)鍵問題.  如果地熱流體是在開放系統(tǒng)里利用,則廢水一般在回灌之前必須先在水塘或水箱之中沉降,以除去懸浮狀固體物質(zhì).有時,可以用過濾裝置達到這一目的.為了減少腐蝕性,廢水可能還需要進行化學(xué)或物理法脫氣,最后通過回灌井注入地熱儲.

回灌有時單靠重力即可實現(xiàn),因為較涼和密度較大的地熱廢水具有較高的重力壓頭.如果資源屬于以液體水為主的性質(zhì),則流體尚可以在分離器(閃蒸器)壓力下回灌,或者在一次換熱器(雙工質(zhì)系統(tǒng))地熱流體壓力下回灌.

對地熱儲回灌的可行性評價要考慮以下幾個重要方面:①最優(yōu)地點的選擇;②鉆井和井孔運行費用與其他排放方法費用之比較;③某一速率回灌所要求的壓力,以及回灌量隨時間的衰減等運行方面的問題.  回灌系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)能使回灌井和生產(chǎn)井間的走行路徑和流動時間實現(xiàn)最大化,只有這樣才能防止生產(chǎn)層的水發(fā)生快速冷卻.

同時,水又應(yīng)當充分地注入生產(chǎn)熱儲,以盡量減小熱儲壓力的衰減.確定最優(yōu)回灌方案的關(guān)鍵因素是熱儲水溫和滲透率的空間變化.熱儲地質(zhì)對回灌的適應(yīng)是需要研究的問題.熱儲必須有一個能夠阻止廢水向上流動并污染地下水含水層的不透水的蓋巖層.如果存在破碎帶或者斷裂,廢水就會向上流動并產(chǎn)生污染.  由于廢水和地層、廢水和熱儲流體之間存在相互作用,回灌井周圍的孔隙空間就有可能出現(xiàn)各種類型的堵塞.

引起結(jié)垢和堵塞的原因有:二氧化硅和硅酸鹽類的沉淀和聚合;堿土類發(fā)生不溶性碳酸鹽、硫酸鹽和氫氧化物形式的沉淀;重金屬發(fā)生硫化物形式的沉淀;氧化還原反應(yīng)沉淀,如鐵的化合物等.所以,在建立回灌井之前都會進行實驗性生產(chǎn),需要進行示蹤劑試驗,并對地熱田進行全面的監(jiān)測.