基于離散裂縫模型的CO2增強型地熱系統THM耦合數值模擬

作者：孫致學,姜傳胤,張凱,莊麗,任小慶,王強

摘要：增強型地熱系統(EGS)是實現干熱巖地熱能資源開發利用的關鍵技術。以二氧化碳為載熱工質的新型增強型地熱系統(CO2-EGS)具有節能、高效及溫室氣體減排的多重優勢。應用分形幾何理論構建考慮裂縫長度、密度和連通性不同參數組合的離散裂縫模型,基于局部非等溫熱平衡理論建立CO2在裂縫系統內滲流-傳熱-應力多物理場耦合數學模型,并進行有限元數值求解。結果表明熱儲裂縫特征參數、空間拓撲結構和注采壓力是影響CO2-EGS運行壽命及采熱效率的關鍵因素;高穿透系數裂隙系統匹配高注采壓差可獲得較高采熱效率,而低穿透系數裂隙系統采熱效率隨注采壓差升高而降低;裂隙靜態特征參數與注采井壓差的合理匹配是實現CO2-EGS采熱效率最大化的關鍵因素。

發文機構：中國石油大學（華東）石油工程學院 韓國建設技術研究院極限環境研究中心 陜西綠源地熱能開發有限公司 國家地熱能源開發利用研究及應用技術推廣中心

關鍵詞：裂隙拓撲結構CO2-EGS耦合模型數值模擬采熱效率fracture topologyCO2-EGScoupled modelnumerical simulationheat extraction efficiency

分類號： TK529[動力工程及工程熱物理—熱能工程]