干熱巖作為新型可再生能源可以有效解決能源短缺和環(huán)境污染問題。我國擁有非常豐富的干熱巖資源,但是賦存條件比較惡劣,在研究過程中難以開展物理實(shí)驗(yàn),所以理論研究和數(shù)值模擬成為廣大學(xué)者所接受的有效研究手段。首先本文在參考我國共和盆地地?zé)崽锏刭|(zhì)資料以及等效介質(zhì)模型熱-流-固三場耦合理論的基礎(chǔ)上,提出了一種新型的水平-分層地?zé)嵩鰪?qiáng)系統(tǒng)（Enhanced Geothermal System,EGS）,在流場、溫度場和采熱效果三個方面,將該系統(tǒng)與傳統(tǒng)雙豎井增強(qiáng)地?zé)嵯到y(tǒng)進(jìn)行了對比。發(fā)現(xiàn)在本文工況下,水平-分層EGS的采熱效果明顯好于傳統(tǒng)雙豎井EGS。雖然雙豎井EGS的平均生產(chǎn)溫度在衰減階段高于水平-分層EGS,但是對于熱輸出功率,水平分層EGS為6.10¹2.25 MW,是雙豎井EGS的1.36¹.67倍。此外水平-分層EGS的采熱率比雙豎井EGS高出近7%,具有更高的經(jīng)濟(jì)效益。其次本文對水平-分層EGS中人為可控因素（注入井與生產(chǎn)井壓力差、井間距和注入流體溫度）對采熱的影響進(jìn)行了參數(shù)分析。分析結(jié)果顯示,總體上熱輸出功率和采熱率與壓力差和井間距成正比,與注入流... 

【文章來源】：中國礦業(yè)大學(xué)江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：91 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

增強(qiáng)型地?zé)嵯到y(tǒng)工作原理示意圖

1緒論3研究這些干熱巖開發(fā)的重點(diǎn)和難點(diǎn)對推動干熱巖的發(fā)展和商業(yè)開發(fā)具有重要意義。圖1-2中國大陸地區(qū)熱流圖Figure1-2HeatflowinmainlandChina1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀（ResearchStatusatHomeandAbroad）1.2.1熱—流—固三場耦合問題研究干熱巖開采是一個極其復(fù)雜的多物理場相互作用的過程[18]。在地層深部高溫高壓條件和采熱流體運(yùn)行的影響下，干熱巖裂隙巖體處于溫度場-流場-應(yīng)力場-化學(xué)場相互耦合的環(huán)境中，其中最主要的是前三個場的耦合作用，即溫度場-流場-應(yīng)力場（Thermal-Hydrologic-Mechanical，THM）耦合。采熱流體性質(zhì)（密度，溫度）、裂隙巖體性質(zhì)（孔隙率，滲透率，導(dǎo)熱系數(shù)）均隨著采熱過程而變化。所以對THM耦合問題的深入研究是推動干熱巖研究的基礎(chǔ)和必要條件。國外學(xué)者對THM耦合問題研究較早也得到了較多的研究成果，其中很大一部分是針對于石油、頁巖氣開采、地下水污染擴(kuò)散和核廢料處理等方面。Noorishad[19]首次基于熱固結(jié)原理提出了飽和多孔介質(zhì)的熱-流-固耦合基本控制方程，但其忽略了水巖間的熱量交換和巖石溫度變化對巖石力學(xué)性質(zhì)的影響。Vaziri[20]建立了基于非等溫單相滲流和非線性彈性變形的耦合模型并進(jìn)行了求解。Neaupane等[21]推導(dǎo)了各向異性飽和孔隙介質(zhì)的三場耦合控制方程組。Bower等[22]提出了飽和雙孔介質(zhì)的三場耦合數(shù)學(xué)模型用于預(yù)測熱儲層地下水流的運(yùn)動。Vaziri[23]建立了油砂在升溫過程中的THM耦合模型，并開發(fā)了計(jì)算該耦合模型的

1緒論7井和生產(chǎn)井間距三種人為可控因素對溫度場分布、平均生產(chǎn)溫度、熱輸出功率、采熱率、采熱半徑的影響，基于此給出一些用于指導(dǎo)工程實(shí)踐的建議。（4）建立更加貼近實(shí)際工況的離散裂隙模型，其中包括聯(lián)通注入井和生產(chǎn)井的主裂隙和儲層中的天然裂隙，對離散裂隙參數(shù)進(jìn)行了研究。運(yùn)用MATLAB程序生成隨機(jī)裂隙以代替儲層中存在的天然裂隙，隨后分析了天然裂隙對流場和溫度場的影響。最后研究了主裂隙和天然裂隙間的不同夾角對采熱過程的影響，為更好地水壓致裂做鋪墊。1.3.2技術(shù)路線本文根據(jù)干熱巖增強(qiáng)型地?zé)嵯到y(tǒng)開采的工程實(shí)際，建立動態(tài)孔隙率、滲透率模型和熱-流-固三場耦合理論模型。給出一種新型水平-分層增強(qiáng)地?zé)嵯到y(tǒng)，基于以上的三場耦合理論模型和我國共和盆地地質(zhì)資料，將水平-分層增強(qiáng)地?zé)嵯到y(tǒng)與傳統(tǒng)的雙豎井增強(qiáng)地?zé)嵯到y(tǒng)進(jìn)行對比并對其進(jìn)行參數(shù)分析，主要包括注入井與生產(chǎn)井壓力差和井間距以及注入采熱流體溫度。同時基于真實(shí)儲層裂隙情況，在水平-分層增強(qiáng)地?zé)嵯到y(tǒng)中加入聯(lián)通注入井和生產(chǎn)井的主裂隙和本就存在的自然裂隙，并分析他們對采熱的影響。最后根據(jù)以上分析給出工程建議以對工程實(shí)際提出建議。主要研究技術(shù)路線如圖1-3所示。圖1-3研究技術(shù)路線圖Figure1-3Researchtechnologyroadmap

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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本文編號：3069547