增强型地热系统
增强型地热系统的相关文献在2008年到2022年内共计200篇,主要集中在能源与动力工程、地球物理学、电工技术
等领域,其中期刊论文136篇、会议论文28篇、专利文献4683874篇;相关期刊61种,包括吉林大学学报(地球科学版)、地质学报、地球等;
相关会议16种,包括2015年全国工程地质学术年会、2015年中国地球科学联合学术年会、中国工程热物理学会2014年年会等;增强型地热系统的相关文献由439位作者贡献,包括蒋方明、庄庆祥、曹文炅等。
增强型地热系统—发文量
专利文献>
论文:4683874篇
占比:100.00%
总计:4684038篇
增强型地热系统
-研究学者
- 蒋方明
- 庄庆祥
- 曹文炅
- 祝学忠
- 吴能友
- 张伟
- 许天福
- 陈继良
- 曾玉超
- 苏正
- 张可霓
- 黄文博
- 冯波
- 孙江
- 巩法成
- 曲占庆
- 李小龙
- 王晓星
- 田雨
- 郭天魁
- 罗良
- 任威严
- 姜培学
- 查永进
- 毛永宁
- 王洋
- 胥蕊娜
- 丁军锋
- 侯兆云
- 刘恒伟
- 刘明鑫
- 单丹丹
- 吴永东
- 呼和涛力
- 姜振蛟
- 庄亚芹
- 张灿海
- 张炜
- 李玮
- 杜世亮
- 毛宏举
- 汪小憨
- 沈宝堂
- 王世民
- 王亦伟
- 王贵玲
- 甘浩男
- 田兰兰
- 田红
- 祝嘉兴
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高翔;
李太禄;
张维明;
孟楠
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摘要:
建立了一种垂直主裂缝跨越3层不同孔隙度的地热储层模型,对增强型地热系统的地热储层进行数值模拟,并将其与有机朗肯循环发电性能进行耦合和分析,计算和分析了注入温度、注入流量、裂隙宽度和裂隙粗糙度4个储层参数对生产井产能和干热岩发电性能影响,最终定量分析了4种特征对生产井温度和单位输出功的不同影响度。结果表明系统在前30年工作周期内,在第5年之前,改变注入温度对增强型地热系统的影响较小。在不考虑储层中换热流体渗漏的情况下,注入井流量越大,生产井温度越低;注入井温度越高,生产井温度越高。对于地面发电系统,注入温度对发电性能影响最显著,注入流量对地面发电系统影响较小,即地热储层结构对发电系统的输出功、效率及[火用]损失有决定性的影响。
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刘恒伟;
肖鹏;
窦斌;
田红;
郑君
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摘要:
将石油天然气行业发展很成熟的水平井多裂隙开发技术用于增强型地热系统(EGS)可显著提高EGS的经济效益。本研究建立了三维EGS水平井多裂隙物理模型,采用CFX模拟分析了在井间距以及裂隙间距等不同储层特征条件下EGS的运行性能,揭示了不同储层特征对于EGS储层采热过程的影响机理。研究结果表明:①裂隙间距是影响EGS工程运行寿命和开采率的关键因素,在相同注水流量下,较大的裂隙间距不易形成热穿透,系统运行寿命更长,但降低了储层开采率;过小的裂隙间距易形成热穿透,系统运行寿命短,但开采率高。②井间距对裂隙中的流体流速影响显著,随着井间距增加,在相同开采时间下,产流流体的温度不断升高,系统的寿命也会随着井间距的增加而增加,井间距的增大也意味着储层的体积也就更大,从而有更多的热量可供开采,因而提高了系统的运行寿命。研究结果可以为EGS储层的建造提供理论指导,为实现商业化开采地热能做好理论准备。
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袁安冬;
唐文龙;
汪丽娟;
王海涛
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摘要:
首先通过COMSOL软件建立单裂隙增强型地热系统(Enhanced Geothermal Systems,EGS)300°C高温热储换热模型,研究其运行40a温度场分布规律,其次对其进行寿命和热提取率评价。研究结果表明:流体工质在热储的流动路径主要为裂隙面;从评估EGS热储寿命方法定义的3种由低到高的Standard了解热储的热提取情况可以得到,Standard越高,热储寿命越短,热提取越充分,Standard越低,热储寿命越长,热提取不够充分。
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解经宇;
王丹;
李宁;
王振宇;
付国强;
金显鹏;
明圆圆
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摘要:
能源是经济社会长期稳定发展的有力保障。同时,我国也进入了生态文明建设的关键时期。为实现此目标,亟需建设清洁、低碳、高效、多元的现代能源体系。干热岩型地热作为一种新兴的环境友好型资源,有望推进能源结构转型。开发干热岩需要建立增强型地热系统,其核心是向储层钻井并压裂形成一定规模的裂缝网络,构建井间循环回路来提取热能发电。20世纪70年代以来,多个发达国家先后进行干热岩资源开发尝试,然而受到人工热储建造和诱发地震防控等关键技术的限制,成功运行的EGS工程屈指可数。近些年来,干热岩资源的优越性和规模化开发可行性进一步得到国际社会的认可,投入建设的EGS数量总体上不断增加。水力压裂是建造人工热储的核心技术手段之一,水力裂缝的形态直接决定了换热体积和取热效率。本文在分析国内外典型EGS压裂案例的基础上,总结了干热岩水力压裂的工艺特点。此外,结合几种较为流行的理论模型和我国首例EGS工程——共和盆地恰卜恰干热岩试采工程的实际情况,简要阐述了干热岩压裂与诱发地震之间的关系。最后从压裂工艺、智能化开发、微地震监测矩张量反演等方面为干热岩水力压裂向更深层次发展提出建议。
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宋国锋;
李根生;
宋先知;
石宇
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摘要:
地热能是一种清洁、环保的可再生能源,是未来自然资源开发利用的重要对象,其中干热岩是重要的深部地热资源之一。目前取热性能多目标优化较少考虑储层开采模型,也未综合比较不同优化思路下的效果。为了提高热储取热效率、延长地热开采寿命,基于青海共和地区干热岩开采热—流—固耦合模型与三种取热优化方法,得到合适的地热系统运行参数(注入温度、注入排量、生产压力、注采间距),并对比评价了不同方案下的取热效果。研究结果表明:①注采参数敏感性分析指出,发电功率、采收率与注采压差之间呈逆向关系,这是采用多目标优化的直接原因;②基于参数化研究得到的优化方案热储寿命最短为10年、注采压差达67 MPa,存在显著的热突破现象,储层安全受到挑战;③采用多目标优化决策一体化方法,得到了最佳的干热岩系统运行参数组合,热储寿命可超20年,实现了均衡优化的结果。结论认为,多目标优化思路在地热开采中具有可行性与适用性,该方法为地热高效开发利用提供了参考和借鉴,并可助力我国“双碳”目标实现。
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唐宜家;
马天寿;
陈力力;
张玉婷;
王锐
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摘要:
增强型地热系统(EGS)的热采效率评价方法是实现干热岩储层热能效益开发的重要手段。为了评价干热岩储层热采效率,基于质量守恒和能量守恒定律,综合考虑复杂裂缝网络、水力裂缝、井筒效应等因素影响,建立了二维随机裂缝网络干热岩储层热采数值模型,并采用有限元方法对模型进行求解;通过对比单裂缝热采解析解和数值模拟结果,验证了模型准确性;并进一步分析了水力裂缝开度,天然裂缝开度、走向、长度、密度,以及裂缝网络连通漏失性断层对EGS热采效率的影响规律。研究结果表明:①与单裂缝热采解析模型相比,数值模拟得到的产出温度最大误差为7.54%,满足热采模拟要求;②水力裂缝开度越大、天然裂缝开度越小,热采效率越高;③天然裂缝长度、密度和走向均能导致缝网连通性增强,流体容易向裂缝网络漏失而无法产出,导致热采效率降低;④裂缝网络在连通漏失性断层的情况下,会造成流体向断层的恶性漏失,导致热采效率变差。结论认为,EGS设计和开发需要避开漏失性断层,采取有利于降低天然裂缝网络连通性的措施,该成果认识有助于指导干热岩储层井位部署、压裂设计与采热工艺措施优化。
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陈炫沂;
姜振蛟;
徐含英;
冯波
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摘要:
人工压裂是获取干热岩型地热资源的关键环节,压裂后的人工裂隙带结构对开采条件下水热传递过程具有重要控制作用。结合我国共和盆地干热岩储层地质条件,采用数值模拟方法着重分析干热岩不同产状人工裂隙带的渗透率与宽度对热储中水热传递过程的影响机理,明确不同人工裂隙结构条件下水热产出能力,进而优化井间距。结果表明:当人工裂隙带渗透率较小时(小于5 D),裂隙带规模越大,开采井温度越高;当渗透率较大时(大于10 D),在水平裂隙带中,随着裂隙带规模的增加,由于注入冷水的快速扩散导致整体低温区域增加,开采井温度反而降低。在水平裂隙带中注入冷水主要为水平向流动,随着渗透率的增加,开采井温度更易受注入冷水的影响而降低;但在垂直裂隙带及倾斜裂隙带中,随着渗透率的增加,垂向自由对流增强,注入冷水更易于向储层底部高温区域流动,经加热后到达开采井,使得开采温度提升。综合比较,同一井间距条件下,低渗水平裂隙带以及高渗垂直裂隙带的产热能力较其他裂隙带更强。
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周康;
吕心力;
余浩;
庄庆祥
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摘要:
由于我国地热资源以低品位热能为主,增强型地热系统在发电方面的应用会受限于过低的热效率。理论上,如直接将超临界CO_(2)与有机工质进行混合,确实有可能提升热动力系统的机械效率。根据该流程设计,对部分参数范围内的CO_(2)跨临界—异丁烷复合循环的效率进行了估算。计算使用了流量分别为1 kg/s的CO_(2)和0.25 kg/s的异丁烷流体。计算结果显示,特定状态下的超临界CO_(2)在膨胀为气态的过程中焦—汤效应显著,流体混合使得异丁烷先蒸发汽化,然后在膨胀中发生冷凝,使得膨胀机内部出现了两相流。冷凝后的异丁烷工质可再次注入压缩机与气体CO_(2)接触,使得CO_(2)升温减缓,同时自身获得预热。可借助异丁烷工质降低CO_(2)的温变范围,改变CO_(2)膨胀和压缩过程中的多变指数,使其更接近等温过程而非绝热过程,进而提高膨胀和压缩过程的效率。因此,该循环具备显著提高低品位CO_(2)热动力循环效率的潜力,在未来可用于基于CO_(2)的地热发电技术。
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巩亮;
韩东旭;
陈峥;
汪道兵;
焦开拓;
张旭;
宇波
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摘要:
增强型地热系统(EGS)是开发干热岩型地热资源的主要手段,但其目前存在高温作用下人工压裂缝网不合理、多尺度多场耦合规律不明、井内闪蒸流动造成采热效率低下、地热流体热电转换效率低等关键问题,不利于地热资源的大规模商业化开发。围绕上述重大瓶颈问题,针对EGS开采干热岩型地热资源涉及的4大关键技术,系统梳理和分析了各项技术的研究进展及发展趋势。主要内容包括:①在干热岩储层人工压裂技术方面,详述了储层改造方法、人工缝网形成机制和裂缝扩展预测模型等方面的研究进展;②在干热岩开采数值模拟技术方面,分别从岩心尺度多场耦合模型、储层尺度多场耦合模型和尺度升级方法3个角度,阐述了裂缝表征方法、数学模型及求解方法的研究进展;③在井筒热流体高效提取技术方面,讨论了井筒内流体闪蒸的原理、闪蒸流动特性研究的实验和数值模拟方法;④在干热岩地热发电技术方面,介绍了地热发电原理、发电系统类型和主要的应用市场。结论认为,EGS是一个技术密集型系统,但由于地下储层工况的复杂性和地面设备的不稳定性,机理研究往往与实际脱节,需与先导试验项目密切结合、互相指导,开展产—研结合模式,在不断往复中提高认知、突破关键点,从而大幅提升EGS的应用价值。
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张炜韬;
韩东旭;
李敬法;
李庭宇;
孙东亮;
巩亮;
宇波
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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.
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GUO Liangliang;
郭亮亮;
ZHANG Yanjun;
张延军;
HU Zhongjun;
胡忠君;
XU Tianfu;
许天福;
LAN Chengyu;
兰乘宇;
SU Jie;
苏杰
- 《2015年全国工程地质学术年会》
| 2015年
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摘要:
增强型地热系统(Enhanced Geothermal System,EGS)是一种通过介质循环(水或CO2)来提取深部低渗、高温岩体中地热资源并将其用来发电及供暖的工程技术集成.水力压裂是EGS储层改造的主要方式,储层改造的好坏直接关系到EGS最终的产能状况,因此针对具体地质条件选择合适的水力压裂方案具有重要意义.本文基于大庆莺深2井的测井资料,根据其地应力及岩性变化情况选定EGS开采潜力储层,采用水平井及张开型压裂的储层改造方式,对潜力储层进行了多种压裂方案数值模拟分析,根据压裂模拟结果建立三维水热耦合模型,进行了EGS发电潜力评估分析,最终得出莺深2井EGS开采的最优压裂方案和开采方案.研究结果得出:水力裂缝的几何性质主要受地应力、支撑剂粒径和砂比影响,在EGS中宜采用低砂比、阶梯式的泵注程序.同时,在采用"一注两抽"的三水平井开采模式下,10条裂缝的最优注入速率是30kg·s-1,运行20a的发电量是0.60~1.23MW.
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丁军锋;
王世民
- 《2015年中国地球科学联合学术年会》
| 2015年
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摘要:
地热能是来源稳定的可再生清洁能源,储量巨大、无污染.地热能开发的重中之重是地热发电.我国地热能资源十分丰富,但目前的开发主要限于中低温地热能的直接利用,地热发电二十年来停滞不前,没有得到应有的发展.采用增强型地热系统以获得深部地热能进行地热发电是一个有广泛应用前景、值得深入研究的方向.EGS采热是一个典型的多区域多物理场耦合工程问题。注水井与生产井中,自由流体湍流流动与对流传热耦合;热储层裂隙岩石中,固体变形与流体渗流及传热耦合;围岩中,固体变形与热传导耦合。数值模拟EGS采热过程,不但需要正确处理各区域内的不同物理场耦合,还必须恰当处理各区域之间的多物理场连接与耦合。本研究基于湍流模型、孔隙弹性理论和传热学原理建立三维有限元模型,统一模拟EGS采热工程中的固体变形、流体流动、热传导及对流过程。通过施加合理的连接条件,保证应力、温度和热流在各区域间的连续、流体流量和压力在井壁处的连续、弹性位移在储层与围岩间的连续、井孔形状和大小随井壁变形而变化。在计算区的外部边界上,各物理场统一采用第三类边界条件以方便实现与远场环境温度、应力等条件的协调。结合EGS采热实际数据的模拟结果显示,本研究提出的模型能够成功实现多区域多物理场耦合,为精确模拟未来EGS电站运行提供了一个可靠的数值模型。
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张乐;
胥蕊娜;
姜培学;
Ranjith PG
- 《中国工程热物理学会2014年年会》
| 2014年
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摘要:
本文采用孔隙弹性模型和多孔介质局部热平衡模型对二维简化的以水为换热工质的增强型地热系统(EGS)进行热-流-固耦合(Thermo-Hydro-Mechanical coupling)模拟,分析了岩层深度、岩石种类、地层应力各向异性等因素对产出井流体温度等参数的影响.研究结果表明:随岩层深度增加,产出井出口温度降低速率减小,随岩石弹性模量增加,产出井出口温度降低速率增大,在地层深度较大的砂岩地热系统地层水平方向两个应力相差越大,产出井温度下降越快.
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任威严;
查永进;
樊洪海;
汪海阁
- 《首届油气井工程直属研究院学术报告会》
| 2016年
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摘要:
增强型地热系统(EGS)是高效开发可再生清洁地热能的重要方法,但超高地层温度对压裂液的耐高温性能提出挑战.本文针对增强型地热系统压裂工艺提出了降温压裂技术,通过压裂前置液对裂缝地层降温.利用一口地热井压裂施工数据,计算分析了射孔位置温度和裂缝内压裂液温度分布情况,对压裂前置液注入量的计算提供了依据.计算结果表明:压裂液对井筒降温效果显著;裂缝内压裂液温度梯度分布较大,裂缝前端50m范围内压裂液温度降低明显,可满足耐高温压裂液的温度要求.
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黄文博;
陈继良;
曹文炅;
蒋方明
- 《中国工程热物理学会2014年年会》
| 2014年
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摘要:
增强型地热系统(Enhanced Geothermal System,EGS)通过人工压裂的方法在地下深层的干热岩中形成高渗透性热储.由于岩石构造不同、天然裂隙的存在以及压裂过程的随机性等因素,EGS热储通常具有较强的非均质性.论文将热储视为等效分层多孔介质,并使用自主开发的EGS数值模型,模拟了多个非均质热储EGS的长期运行过程,发现深度方向上非均质性对地下热能的开采影响显著.为了方便对非均质热储进行分析评价,在详细分析热储渗流分布对EGS采热性能的影响基础上建立了一种新的定量化描述评估热储非均质性的方法,通过更多的非均质热储EGS算例结果,拟合得到EGS采热性能与热储非均质性的定量关系式.
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曹文炅;
黄文博;
蒋方明
- 《中国工程热物理学会2014年年会》
| 2014年
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摘要:
研究热储内热流固(THM)耦合作用对揭示增强型地热系统(EGS)地下热开采机理,合理高效的获取干热岩(HDR)热能等具有重要意义.本文在基于局部非热平衡假设的EGS热开采过程三维计算模型基础上,建立了EGS热开采过程THM耦合的三维计算模型.对一理想的五口井EGS系统采热过程进行了THM模拟计算,分析了岩石温度、孔隙压力对岩石应力场的作用机理,进一步研究了应力场对EGS采热性能的影响.结果表明开采过程中岩石应力场为热储内孔隙压力和温差综合作用的结果,由孔隙压力造成的岩石应力为压应力,仅集中于注入井附近,由岩石温度变化引起的热应力为拉应力,随着热开采区域的扩展而扩展.液-岩温差是触发工质与岩石热交换的动因,同时也是产生热应力的根本.应力场效应对EGS的采热性能具有显著影响,特别是注入井附近区域孔隙率渗透率的改变极大影响了后续热开采过程.
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陈继良;
黄文博;
曹文炅;
蒋方明
- 《中国工程热物理学会2014年年会》
| 2014年
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摘要:
增强型地热系统(Enhanced Geothermal System,EGS)运行时循环流体将会与地下岩石产生化学反应,矿物的溶解/沉积会动态地改变热储中的裂隙网络结构,对地下流动与传热过程造成影响.本文通过分析EGS中液-岩化学作用特点,阐述了在已开发成功的EGS传热传质数值模型基础上耦合入液-岩化学反应的方法,初步进行了传热-流动-化学(Thermal-Hydraulic-Chemical)耦合模拟分析.结果显示,地下岩石中的化学反应对人工热储的渗透性有着显著的影响.
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