【摘要】：干/濕熱巖作為深部地熱能的一種儲藏形式,具有能量大、無污染等特點。各國先后開展了干/濕熱巖地熱發(fā)電實驗和商業(yè)運作。學習各國在干/濕熱巖地熱能開發(fā)方面的先進經(jīng)驗,開展水力壓裂及地熱能開采方面數(shù)值仿真和分析,可以為我國高溫地熱能源的開發(fā)和利用提供指導性建議。本論文在做了大量調研的基礎上,以法國Soultz地熱田為例,基于多場耦合理論,開展了儲層改造和地熱能開采的數(shù)值模擬與分析工作,重點圍繞干/濕熱巖地熱能開發(fā)儲層改造和地熱能開采兩個過程開展研究,以期為干/濕熱巖儲層改造技術,地熱能開采方案優(yōu)化提供參考。論文的主要研究內容和結論如下:(1)裂隙巖體非連續(xù)滲透性一般可等效為具有相同滲透系數(shù)張量的連續(xù)多孔介質。本文介紹了確定計算滲透率的兩種方法,可以通過裂縫寬度計算,也可以建立滲透率與主應力差的函數(shù)關系,并將該關系式代入COMSOL有限元軟件中開展數(shù)值模擬和分析。(2)介紹了固流熱兩場或三場耦合的數(shù)學模型和計算方法,并建立了數(shù)值分析模型。數(shù)值分析結果表明:應力場對于溫度場分布影響不大。但應力可以通過影響孔隙壓力梯度(或水力梯度),進而影響滲流速度的大小和方向。當應力使地下水滲流速度增大時,水流與圍巖體的熱量交換增加,導致圍巖體溫度場的重新分布。(3)利用Soultz地熱田場地數(shù)據(jù)建立起變滲透率的熱流固三場耦合模型,模擬水力壓裂過程中儲層滲透率和溫度變化過程,分析結果表明,熱刺激對于水力壓裂的結果有著重要的影響。(4)利用Soultz地熱田場地數(shù)據(jù)建立了地熱能開采模型,分析不同儲層參數(shù)和生產(chǎn)參數(shù)對于生產(chǎn)井溫度,儲層溫度分布和熱提取效率的影響,確定最佳的儲層巖性參數(shù)以及生產(chǎn)參數(shù)。
【圖文】：

我國高溫地熱的蒸汽發(fā)電于７０年代中期開始在西藏進行，至１９９１年期間，逡逑羊八井地熱田陸續(xù)完成８臺機組安裝，地熱電廠總裝機容量達到２５．１ＭＷ。除了逡逑羊八井之外，西藏地區(qū)還建有朗久地熱電廠和那曲地熱電廠。目前我國地熱發(fā)電逡逑的現(xiàn)狀是維持２４．７８ＭＷ裝機容量，年發(fā)電量近１．３億ｋＷｈ，占世界地熱發(fā)電排逡逑名第１５位。逡逑干／濕熱巖開發(fā)主要包括水力壓裂和地熱開采兩個階段。本文對兩個過程的關逡逑鍵技術進行整理討論，采用法國Ｓｏｕｌｔｚ工程的儲層參數(shù)以及生產(chǎn)數(shù)據(jù)，利用逡逑ＣＯＭＳＯＬ模擬ＥＧＳ水力壓裂過程中應力－滲流－溫度的耦合作用；建立地熱能開采逡逑過程的水熱耦合模型，研宄地熱能生產(chǎn)效率對巖性參數(shù)和生產(chǎn)參數(shù)的敏感性，提出逡逑優(yōu)化生產(chǎn)的指導性建議，對于干熱巖開發(fā)研究有一定的積極意義。逡逑

我國高溫地熱的蒸汽發(fā)電于７０年代中期開始在西藏進行，至１９９１年期間，，逡逑羊八井地熱田陸續(xù)完成８臺機組安裝，地熱電廠總裝機容量達到２５．１ＭＷ。除了逡逑羊八井之外，西藏地區(qū)還建有朗久地熱電廠和那曲地熱電廠。目前我國地熱發(fā)電逡逑的現(xiàn)狀是維持２４．７８ＭＷ裝機容量，年發(fā)電量近１．３億ｋＷｈ，占世界地熱發(fā)電排逡逑名第１５位。逡逑干／濕熱巖開發(fā)主要包括水力壓裂和地熱開采兩個階段。本文對兩個過程的關逡逑鍵技術進行整理討論，采用法國Ｓｏｕｌｔｚ工程的儲層參數(shù)以及生產(chǎn)數(shù)據(jù)，利用逡逑ＣＯＭＳＯＬ模擬ＥＧＳ水力壓裂過程中應力－滲流－溫度的耦合作用；建立地熱能開采逡逑過程的水熱耦合模型，研宄地熱能生產(chǎn)效率對巖性參數(shù)和生產(chǎn)參數(shù)的敏感性，提出逡逑優(yōu)化生產(chǎn)的指導性建議，對于干熱巖開發(fā)研究有一定的積極意義。逡逑
【學位授予單位】：北京交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TK529

【參考文獻】

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本文編號：2651733