增强型地热储层多场耦合数值模拟研究进展

摘要

增强型地热系统(Enhanced Geothermal System,EGS)通过改变储层渗透率提高取热效率,是典型的裂缝型储层,在注、采取热过程中,岩体储层受流体流动(H)、传热(T)、力学变形(M)、化学溶蚀(C)等多个物理过程共同作用影响.EGS多场耦合数值模拟作为室内实验、现场测试的必要补充,对研究和理解多场耦合作用和生产实践非常重要,已在模拟软件、模型建立方面历经40多年发展.为此文中围绕EGS多场耦合数值模拟,从裂缝型储层表征、多场耦合模型和多场耦合快速求解方法三个方面展开阐述.通过总结分析得出,现在已经发展了多种表征裂缝型储层的方法,但如何将其应用于EGS系统并实现精细化表征仍需深入研究;大部分可用于研究EGS取热过程的商用和开源求解器多用于宏观尺度模拟,对于THMC全耦合模化分析的研究工作还比较有限;多尺度有限体积法(Multiscale Finite Volume Method,MsFV)在一定程度上可加快多孔介质渗流问题的计算效率,已在流动、换热领域得到应用;本征正交分解技术(Proper Othorgonal Decomposion,POD)对全阶模型降阶后,离散矩阵的条件数、自由度数都降低,计算效率得到提高,在多数物理问题得到应用,目前正在探索其在多物理场耦合领域的适用性.