基于离散裂缝模型的CO2增强型地热系统THM耦合数值模拟

作者：孙致学,姜传胤,张凯,庄丽,任小庆,王强

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。

发文机构：中国石油大学（华东）石油工程学院 韩国建设技术研究院极限环境研究中心 陕西绿源地热能开发有限公司 国家地热能源开发利用研究及应用技术推广中心

关键词：裂隙拓扑结构CO2-EGS耦合模型数值模拟采热效率fracture topologyCO2-EGScoupled modelnumerical simulationheat extraction efficiency

分类号： TK529[动力工程及工程热物理—热能工程]