基于离散裂缝模型的CO2增强型地热系统THM耦合数值模拟

摘要

增强型地热系统(EGS)是实现干热岩地热能资源开发利用的关键技术.以二氧化碳为载热工质的新型增强型地热系统(CO2-EGS)具有节能、高效及温室气体减排的多重优势.应用分形几何理论构建考虑裂缝长度、密度和连通性不同参数组合的离散裂缝模型,基于局部非等温热平衡理论建立CO2在裂缝系统内渗流-传热-应力多物理场耦合数学模型,并进行有限元数值求解.结果表明:热储裂缝特征参数、空间拓扑结构和注采压力是影响CO2-EGS运行寿命及采热效率的关键因素;高穿透系数裂隙系统匹配高注采压差可获得较高采热效率,而低穿透系数裂隙系统采热效率随注采压差升高而降低;裂隙静态特征参数与注采井压差的合理匹配是实现CO2-EGS采热效率最大化的关键因素.