不同布井模式下富油煤原位热解传热规律数值模拟

作者：毛崎森; 刘嘉晔; 王长安^*; 侯育杰; 宁星; 薛香玉; 车得福

来源：煤炭转化, 2022, 45(06): 7-19.

DOI：10.19726/j.cnki.ebcc.202206002

• 富油煤
• 原位热解
• 注气加热
• 布井模式
• 传热规律

原位热解技术是可将富油煤在地下煤层中直接进行加热而无需开采的一种新型富油煤开发利用技术，能够实现对富油煤资源的高效清洁利用。为了探究布井模式对加热过程中升温效果的定量影响，通过Fluent数值模拟的方法，研究了不同布井数量(单口注热井、四口注热井、六口注热井)、不同加热介质流速(2 m/s, 4 m/s, 6 m/s, 8 m/s, 10 m/s, 12 m/s)、不同加热介质温度(500℃,550℃,600℃,650℃,700℃)等因素对煤层整体温度场均匀性以及煤层加热速率的影响。此外，探究了多井注热对不同井间的流量配置偏差的调节作用。结果表明：多井注热的模式改善了裂缝中流体分布不均匀的问题，六井注热有效区域是单井注热有效区域的2.2倍，煤层平均温度提高了约100℃。六井注热模式下，提高流速和提高加热介质温度均可大幅改善煤层升温的速率，当加热介质为650℃,入口折算流速为10 m/s时，加热三年后的有效加热区域范围已经达到70%。单井的流量出现偏差时，有效加热区域占比从50.7%下降至47.9%。当三口井同时出现流量偏差时，井群的调节能力减弱，有效加热区域占比从50.7%下降至44.9%。布井模式的优化提高了富油煤层原位加热速率。

• 单位
  动力工程多相流国家重点实验室; 西安交通大学