单裂隙热储与井筒结合的EGS热流耦合传热特性研究

摘要

为研究影响增强型地热系统高效换热的各项因素,实现对EGS的完整性评价,以单裂隙热储与井筒结合为研究对象,利用COMSOL软件建立热储与井筒结合的热流耦合模型,分析其温度场变化规律和产出井筒的温度随时间的变化规律,以及循环流体流量、热储基质渗透率和裂隙渗透率参数变化对EGS渗流与传热的影响。结果表明:产出井筒温度随运行时间增加先快速升高后缓慢下降,整体上产出井筒处于向周围地层放热的状态;随运行时间的增加进而改变循环流体流量,运行前期增加注入流量(14 kg/s),后期减少注入流量(10 kg/s)可以提高系统出口温度;出口温度随热储基质渗透率增大而上升,且基质渗透率越大,达到最大出口温度时间越迟;裂隙渗透率对出口温度的影响呈现负相关性,当裂隙渗透率由1.0×10^(-10)m^(2)增加到3.0×10^(-10)m^(2)时,运行10年出口温度下降9.5℃,运行40年出口温度下降21.4℃,下降幅度越来越大。