中深层相变取热系统中携液问题的数值研究

作者：张梁; 赵通; 梁政; 郑继禹

来源：地球物理学进展, 2023, 38(01): 110-121.

• 地热能
• CO2
• 携液
• 相变
• VOF模型

针对中深层相变取热系统存在的携液问题，通过数值方法，研究了液态CO2在蒸发段的相变过程，分析了产生携液问题的原因，同时分析了进口流速、管内压力、热储层温度对蒸发率和携带率的影响.结果表明：管内液体呈液滴状分布在管中，一部分液滴随气体携带出系统，另一部分液滴回落井底形成液池.管内气体温度从井底到出口先升高后下降.气体压力相差较小，但在6～8 m的管段存在较高压力.积液质量随时间增长逐渐稳定，但被携带出去的液体质量将不断升高.蒸发段的取热效率和出口温度在系统运行初期存在峰值.通过研究，采用较低的入口流速，能够明显改善携液情况.当热储层温度为105℃时，进口流速为0.05 m/s和0.45 m/s,管内压力应当分别控制在6.7 MPa和4.7 MPa,对改善蒸发和携液情况更有利.当管内压力为3.7 MPa时，进口流速为0.05 m/s和0.45 m/s,携液问题最小时的井底温度分别为145℃和125℃.

• 单位
  石油大学机电工程学院