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摘要
为提高闭式单井系统取热性能，提出一种CO2单井增强地热系统（CO2-SEGS）。建立井筒流动换热和储层热-流-固耦合的数学模型，考虑CO2可压缩性以及井纵向压力传递特性，对比分析了水和CO2在SEGS中的取热性能，研究系统取热性能与封隔间距、井筒保温的关系。结果表明：（1）额定循环流量下，井口生产温度从134.09℃降低至116.06℃；CO2在采出过程中降压膨胀做功，产生明显的温降效应，中心管井口温度比底部低约57℃。（2）井筒不同位置处CO2的密度、热容差异很大，当循环流量小于50 kg/s时，依靠浮升力作用，SEGS可实现自主循环运行，无需额外泵功。（3）当水和CO2的流量分别为15 kg/s和40 kg/s时，两者年均取热速率近似相等，CO2的采出温度比水低约40℃，而压力损耗远小于水。（4）SEGS取热性能与封隔间距以及中心管保温性能呈正相关。研究结果可为SEGS系统的开发提供参考。
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