热补偿条件下双井EGS产能和寿命预测方法研究

作者：张霄; 孙玉学; 张庆松; 李相辉^*; 尹占超; 李壮; 周政

来源：工程科学与技术, 2021, 53(04): 128-139.

DOI：10.15961/j.jsuese.202000556

• 增强型地热系统
• 干热岩
• 流–热耦合
• EGS产能预测
• EGS寿命预测

增强型地热系统(Enhanced Geothermal System,EGS)作为干热岩资源开采的有效手段,具有广阔的发展前景和巨大的利用价值,因此,对其进行产能和寿命预测显得尤为重要。为实现双井EGS产能和寿命预测,利用理论推导和数值模拟的方法对不同工况下的EGS系统进行产能分析,最终得到双井EGS产能和寿命预测方法。首先,以Dupuit公式与吸放热公式为基础,建立EGS产能和寿命控制方程,为EGS寿命预测提供理论支撑。然后,根据地下水流动方程和热传导方程,结合牛顿冷却公式,分析出影响EGS产能和寿命控制方程中4个未知参数(热储减少热量、大地热补偿热量、生产井平均产出温度和热储形状系数)的5个因素分别为热储初始温度、热媒介质注入温度、热储体积、热储比表面积和EGS运行时间。在考虑大地热补偿的情况下,利用双井EGS的3维数值模拟分别对不同工况下的热储发生热突破时各未知参数的影响因素进行分析、修正和定量化研究,得到4个未知参数随5个因素变化的具体预测公式。基于上述结果得到一种适用于双井EGS产能和寿命的预测方法,即:利用EGS产能和寿命控制方程、4个未知参数的预测公式及热储渗透率对双井EGS产能和寿命进行预测。最后,利用于双井EGS产能和寿命的预测方法预测已有文献的工况并进行比较,两者结果较吻合,证明了控制方程和预测公式的适用性和预测方法的准确性。

• 单位
  山东大学