随机裂隙网络储层与井筒热流耦合数值模拟

论文摘要

增强型地热系统（Enhanced Geothermal System,EGS）的渗流传热通道主要由注采井井筒与随机裂隙网络储层两大部分组成,过去对裂隙网络储层进行热流耦合模拟研究大多数都忽视了井筒壁的换热,导致模拟结果的准确性欠佳。为了更准确地评价EGS出力、寿命等性能指标,开展了井筒—随机裂隙网络储层热流耦合数值模拟研究,基于商业有限元软件COMSOL Multiphysics对井筒与储层的渗流场、温度场进行耦合求解,分析了影响EGS采出温度与热开采速率的各项要素。研究结果表明:（1）注、采井的开孔长度（L0）对EGS的产能与寿命具有重要影响,400 m为最佳开孔长度,其EGS具有最佳出力与寿命;（2）在井筒壁上加保温材料可以有效提高开采初、前期的采出温度,减少热损失,提高开采速率;（3）随着开采的进行,注入井周围出现明显的低温区,并沿裂隙通道向采出井方向推移,这将导致系统达到开采寿命而衰竭,应停止开采一段时间后再进行热能开采;（4）裂隙渗透率、裂隙宽度等参数对开采速率的影响都呈现正相关性,参数值增大会提高开采速率、缩短开采年限。结论认为,井筒壁的换热对于EGS出力与寿命的综合评价具有重要的意义,考虑井筒壁热损失的井筒—热储耦合模拟能够实现对EGS的完整性评价。

论文目录

• 0 引言
• 1 井筒—随机裂隙网络储层热流耦合数学模型
•   1.1 基本假定
•   1.2 数学模型
• 2 数值模型与边界条件
•   2.1 概念模型
•   2.2 二维裂隙网络的生成
•   2.3 有限元模型
• 3 模拟结果与分析
•   3.1 对算例1进行模拟与分析
•   3.2 裂隙面与采出井温度
•   3.3 井筒壁与保温层
•   3.4 采出温度及热开采速率
• 4 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 单丹丹,闫铁,李玮,孙士慧,赵欢

关键词: 增强型地热系统,井筒,随机裂隙网络,出力与寿命,热流耦合,采出温度,开采速率

来源: 天然气工业 2019年07期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅰ辑,基础科学

专业: 地球物理学

单位: 东北石油大学石油工程学院,提高油气采收率教育部重点实验室·东北石油大学

基金: 国家自然科学基金面上项目“基于岩石共振的旋冲钻井动力学系统的破岩机理研究”(编号:51774093),东北石油大学引导性创新基金项目“多尺度下热储与井筒多场耦合模拟研究”(编号:2018YDL-10)

分类号: P314

页码: 143-150

总页数: 8

文件大小: 3141K

下载量: 202