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基于热流固耦合的单井增强地热系统数值模拟 被引量：1
1
作者 郭志鹏 卜宪标 +2 位作者 赵源 李华山 王令宝 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1066-1075,共10页
为提高深井换热器的取热效率,借鉴干热岩的开发思路,本文提出了一种单井增强地热系统。对单井套管底部岩体进行小范围压裂改造,将单井套管由封闭式系统改为开式系统来提高单井系统的取热性能。建立了热-流-固耦合的三维非稳态数值模型,... 为提高深井换热器的取热效率,借鉴干热岩的开发思路,本文提出了一种单井增强地热系统。对单井套管底部岩体进行小范围压裂改造,将单井套管由封闭式系统改为开式系统来提高单井系统的取热性能。建立了热-流-固耦合的三维非稳态数值模型,研究了单井增强地热系统的系统性能表现和各关键参数的影响。结果表明:与传统深井换热器相比,单井增强地热系统的取热性能有较大提升,相同注入工况下,生产温度和取热功率分别提高了62.21℃和2 612.99 kW;从地热工程周期和优化角度出发,单井增强地热系统流量控制在10 kg/s较为适宜,过小的单井增强地热系统流量导致取热效率较低,过大使得系统运行寿命较短;增大井筒封隔间距、减小内管导热系数是提高系统取热性能的有效方法。本文研究可为单井增强地热系统的理论分析和实际应用提供参考。 展开更多
关键词 地热能 深井换热器 增强型地热系统 单井 多孔介质 压裂储层 渗透率 热流固耦合
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CO_2增强地热系统中的井网间距优化研究 被引量：12
2
作者 杨艳林 靖晶 +1 位作者 王福刚 石岩 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第7期1130-1137,共8页
以松辽盆地为研究场地,采用数值模拟方法,研究五点布井法在不同井间距条件下,温度场、生产井流量、热提取率、累计热量、CO2封存量及压力降的变化特征。结果表明,注入井与生产井相距越近,储层的温度、流量变幅越大,稳定生产期和热突破... 以松辽盆地为研究场地,采用数值模拟方法,研究五点布井法在不同井间距条件下,温度场、生产井流量、热提取率、累计热量、CO2封存量及压力降的变化特征。结果表明,注入井与生产井相距越近,储层的温度、流量变幅越大,稳定生产期和热突破时间越短;系统运行初期,具有较高的热提取率和累计热量,但其变化较大,不稳定。运行一段时间后,注入井与生产井井距近的系统热提取率和累计热量比井距较远的低。生产井与注入井之间压力降的增加有助于提高地热开采。从CO2储存角度看,生产井与注入井的井间距远有助于CO2的封存。 展开更多
关键词 井间距 增强地热系统 热量提取率 CO2 数值模拟
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增强地热系统EGS的人工热储技术 被引量：26
3
作者 康玲 王时龙 李川 《机械设计与制造》 北大核心 2008年第9期141-143,共3页
分析了增强地热系统、干热岩发电原理,研究了系统建立人工热储的关键技术,包括人工致裂、监测、裂隙网络的连通、封闭水流循环、热储系统建模等。最后分析了芬顿山、Hijiori、苏尔士大型试验站的人工热储应用实例。
关键词 增强地热系统 干热岩 地热发电 人工热储
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含干热岩增强地热系统的微能源网容量优化配置 被引量：6
4
作者 司杨 陈来军 +1 位作者 张学林 梅生伟 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2020年第5期1603-1610,共8页
随着我国高品质干热岩资源的发现,干热岩增强地热系统(hot dry rock enhanced geothermal system,HDR-EGS)以其清洁、稳定以及热电联供的优势受到广泛关注。基于青海共和盆地干热岩资源特点,提出了含HDR-EGS的微能源网架构。建立了包括... 随着我国高品质干热岩资源的发现,干热岩增强地热系统(hot dry rock enhanced geothermal system,HDR-EGS)以其清洁、稳定以及热电联供的优势受到广泛关注。基于青海共和盆地干热岩资源特点,提出了含HDR-EGS的微能源网架构。建立了包括干热岩热提取循环、地热发电系统和供热系统的HDR-EGS热电联供模型,充分发挥其作为灵活性调节资源的优势。构建了风、光发电与HDR-EGS联合供能的微能源网规划模型,提出了综合考虑投资、运行成本以及碳减排价值的微能源网容量优化配置策略,并通过算例验证了模型和策略的有效性。仿真结果表明,含HDR-EGS的微能源网既可以降低风、光发电系统的容量投资成本,还可以有效提升可再生能源消纳和供能的可靠性。 展开更多
关键词 干热岩 增强地热系统 微能源网 容量配置
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CO_2化学刺激剂对增强地热系统热储层的改造作用 被引量：10
5
作者 那金 冯波 +2 位作者 兰乘宇 许天福 鲍新华 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第7期2447-2458,共12页
基于松辽盆地徐家围子地区大庆油田钻井的地球物理和地球化学参数,建立反应性溶质运移模型,模拟CO2化学刺激剂对热储层渗透性的改造作用,分析不同地层压力、温度下的刺激效果,并讨论注入水的化学成分对刺激效果的影响。研究结果表明:孔... 基于松辽盆地徐家围子地区大庆油田钻井的地球物理和地球化学参数,建立反应性溶质运移模型,模拟CO2化学刺激剂对热储层渗透性的改造作用,分析不同地层压力、温度下的刺激效果,并讨论注入水的化学成分对刺激效果的影响。研究结果表明:孔隙度的增加主要源于原生碳酸盐矿物的溶蚀;通过高温高压反应釜模拟不同温度、压力、水化学条件下CO2化学刺激剂与方解石(主要碳酸盐矿物)的化学反应,实验结果反映出的碳酸盐矿物溶蚀规律与数值模拟结果基本一致。 展开更多
关键词 增强型地热系统(EGS) 化学刺激剂 超临界CO2 数值模拟 室内实验
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CO_(2)单井增强地热系统取热性能研究 被引量：1
6
作者 卜宪标 郭志鹏 +3 位作者 李华山 王显龙 龚宇烈 王令宝 《新能源进展》 2022年第6期509-518,共10页
为提高闭式单井系统取热性能,提出一种CO_(2)单井增强地热系统(CO_(2)-SEGS)。建立井筒流动换热和储层热−流−固耦合的数学模型,考虑CO_(2)可压缩性以及井纵向压力传递特性,对比分析了水和CO_(2)在SEGS中的取热性能,研究系统取热性能与... 为提高闭式单井系统取热性能,提出一种CO_(2)单井增强地热系统(CO_(2)-SEGS)。建立井筒流动换热和储层热−流−固耦合的数学模型,考虑CO_(2)可压缩性以及井纵向压力传递特性,对比分析了水和CO_(2)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℃;CO_(2)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CO_(2)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CO_(2)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,CO_(2)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。 展开更多
关键词 地热能 单井 数值模拟 增强型地热系统 超临界CO_(2)
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基于热-流-固耦合的CO_(2)多级压裂增强型地热系统取热数值模拟
7
作者 王高升 周一凡 +6 位作者 赵佳琳 宋先知 黄中伟 易俊琳 李爽 夏毫宾 郑铖铖 《华南师范大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期1-11,共11页
在考虑裂缝内非达西渗流和局部非热平衡传热(LTNE)的基础上,构建了CO_(2)多级压裂EGS热-流-固耦合模型,并分析了复杂裂缝网络内渗流传热机制;对比不同裂缝网络条件下CO_(2)的多级压裂EGS取热效果,揭示了主裂缝、次级裂缝和天然裂缝在EG... 在考虑裂缝内非达西渗流和局部非热平衡传热(LTNE)的基础上,构建了CO_(2)多级压裂EGS热-流-固耦合模型,并分析了复杂裂缝网络内渗流传热机制;对比不同裂缝网络条件下CO_(2)的多级压裂EGS取热效果,揭示了主裂缝、次级裂缝和天然裂缝在EGS取热过程中作用机制,研究了主裂缝条数、主裂缝开度、次级裂缝水平长度和天然裂缝渗透率等关键裂缝参数对EGS取热效果影响规律。结果表明:裂缝网络中存在非达西渗流,特别是在主裂缝中尤为显著。与只考虑主裂缝和天然裂缝的算例相比,进一步考虑次级裂缝后,其累积能量增加80.36%;在忽略主裂缝和次级裂缝后,其累积能量减少64.58%,说明人工裂缝网络对强化取热具有重要的影响。此外,主裂缝条数对取热效果影响最显著,当次级裂缝直接相交时累积能量达到最高。该研究有望为EGS复杂裂缝网络优化研究提供重要参考。 展开更多
关键词 干热岩 增强型地热系统 二氧化碳 多级压裂 复杂裂缝网络 裂缝参数评价
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超临界二氧化碳增强型地热系统研究综述
8
作者 秦佐己 金轶斌 +2 位作者 胡俊杰 王全荣 丁雁 《安全与环境工程》 北大核心 2025年第4期1-11,共11页
随着全球气候变化和能源转型的加速推进,超临界二氧化碳增强型地热系统(carbon dioxide enhanced geothermal system,CO_(2)-EGS)因其兼具高效热能提取与碳地质封存的双重优势,成为地热开发领域的研究热点。系统回顾了CO_(2)-EGS技术的... 随着全球气候变化和能源转型的加速推进,超临界二氧化碳增强型地热系统(carbon dioxide enhanced geothermal system,CO_(2)-EGS)因其兼具高效热能提取与碳地质封存的双重优势,成为地热开发领域的研究热点。系统回顾了CO_(2)-EGS技术的发展历程,重点分析了其在储热特性、储层稳定性和经济性方面的研究进展。与传统水基增强型地热系统相比,CO_(2)作为工作流体表现出低黏度、高流动性和优异的热传导性能,不仅提升了储层的热提取效率,还有效降低了储层损伤和设备腐蚀风险。对当前研究的梳理表明,尽管当前技术仍面临系统储热性能提升、储层稳定性和实际工程应用成本控制的挑战,但通过深入研究储热效率优化、储层响应机制、经济性评估及设计改进,CO_(2)-EGS有望在全球能源转型和碳中和目标的实现中发挥重要作用。CO_(2)-EGS在复杂地质条件下的裂隙网络优化设计、长期注采过程中储层性能的动态演化,以及多能互补技术的集成应用是未来发展的关键方向。 展开更多
关键词 超临界CO_(2) 增强型地热系统(EGS) 储热性能优化 储层稳定性 经济性分析
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二氧化碳基增强型地热系统储层换热研究现状及展望 被引量：1
9
作者 蒋政 舒彪 谭静强 《地学前缘》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期235-251,共17页
干热岩资源分布广泛、储量巨大,被认为是具有广阔发展前景的绿色能源之一,而增强型地热系统(EGS)是开采干热岩资源的主要技术方法。在CO_(2)-EGS中,超临界CO_(2)(ScCO_(2))作为取热工质可以减少水资源浪费、降低泵送能量消耗,比H_(2)O... 干热岩资源分布广泛、储量巨大,被认为是具有广阔发展前景的绿色能源之一,而增强型地热系统(EGS)是开采干热岩资源的主要技术方法。在CO_(2)-EGS中,超临界CO_(2)(ScCO_(2))作为取热工质可以减少水资源浪费、降低泵送能量消耗,比H_(2)O具有更高的传热效率,并且可以实现部分CO_(2)的地质封存,具有较大的发展前景。本文从EGS裂隙储层模型、CO_(2)的物理性质,以及CO_(2)在储层裂隙中的流动与传热特性3个方面,总结了CO_(2)-EGS储层换热技术的研究进展,并针对我国典型地热场地的实际应用提出了建议。结果表明,裂隙性多孔介质模型更为实用和高效,而局部非热平衡模型更符合实际情况。CO_(2)具有较高质量流率和较轻微的矿物溶解能力,其矿化封存可降低地震风险,但会使储层的渗透率下降,建议调整主裂缝的非接触面积或CO_(2)的注入参数以减少渗透率的降低。未来应深入研究CO_(2)的非达西流动特性,并探究CO_(2)在共和与松辽盆地储层中的损失问题以及福建漳州凝灰岩盖层对CO_(2)的封存能力。 展开更多
关键词 地热储层 干热岩 增强型地热系统 二氧化碳 渗流传热
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松辽盆地增强型地热系统(EGS)地热能开发热-水动力耦合过程 被引量：23
10
作者 雷宏武 金光荣 +2 位作者 李佳琦 石岩 冯波 《吉林大学学报（地球科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第5期1633-1646,共14页
增强型地热系统地热能开发涉及到热和水动力的耦合,对应的温度和压力场时空变化特征是评价地热开发效果的关键问题。基于松辽盆地徐家围子深部地质条件,采用TOUGH2进行了地热能开发过程中裂隙-孔隙介质系统中温度和压力变化的数值模拟,... 增强型地热系统地热能开发涉及到热和水动力的耦合,对应的温度和压力场时空变化特征是评价地热开发效果的关键问题。基于松辽盆地徐家围子深部地质条件,采用TOUGH2进行了地热能开发过程中裂隙-孔隙介质系统中温度和压力变化的数值模拟,分析了不同埋深水平情况下地热能开发的差别,研究了孔隙基质和裂隙介质的渗透率和孔隙度、岩石导热系数、井径、注入压力、注入温度及裂隙周围基质因素对地热能开发的影响。结果表明:采用定压力开发时生产井抽出控制整个区域的压力分布,压力梯度在注入井区域较大,并随着开发的进行,注入井的注入对压力的影响逐渐增大;温度由注入井到生产井逐渐增大,并随着开发的进行温度降低范围逐渐向生产井扩大;质量和热提取速率随时间逐渐减小。不同埋深位置的模拟结果显示,埋深大的温度相对较高,水的流动性较强,质量和热提取速率较高,压力和温度变化幅度均较大。裂隙系统的渗透率、注入井/生产井压力和注入温度、井径对深部地热开采过程中的压力和温度影响较大,从而影响热的提取效率;而孔隙基质的渗透率和孔隙度、裂隙介质的裂隙度和岩石的热传导系数的影响并不明显。 展开更多
关键词 增强地热系统 热-水动力耦合 数值模拟 松辽盆地
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增强型地热系统(EGS)土酸化学刺激剂对热储层的改造 被引量：5
11
作者 那金 许天福 +2 位作者 吴永东 冯波 鲍新华 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期247-254,共8页
以我国潜在EGS工程靶区热储层-松辽盆地营城组凝灰岩为目标层,通过化学刺激剂岩心流动仪模拟高温环境下土酸注入热储层过程中的化学刺激剂-热储层相互作用。通过TOUGHREACT软件建立反应性溶质运移模型,模拟上述实验的化学反应过程。研... 以我国潜在EGS工程靶区热储层-松辽盆地营城组凝灰岩为目标层,通过化学刺激剂岩心流动仪模拟高温环境下土酸注入热储层过程中的化学刺激剂-热储层相互作用。通过TOUGHREACT软件建立反应性溶质运移模型,模拟上述实验的化学反应过程。研究结果表明:加入颗粒稳定剂的低浓度土酸对热储层具有良好的化学刺激效果,岩心裂隙渗透率增加6.7倍。岩体渗透率的增加主要源自于钠长石、钾长石的溶解,石英的溶蚀作用不明显,矿物表面出现次生矿物,即无定型二氧化硅的沉淀。 展开更多
关键词 增强地热系统 化学刺激剂 土酸 室内实验 数值模拟
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基于热流固耦合的增强型地热有机朗肯循环发电系统性能分析 被引量：2
12
作者 王令宝 郭志鹏 +2 位作者 卜宪标 李华山 龚宇烈 《地球学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期211-220,共10页
本文建立了耦合井筒、热储、有机朗肯循环发电系统的详细数学模型,包括三维非稳态热流固耦合模型和有机朗肯循环发电系统热动力学模型,参考青海省共和县恰卜恰干热岩体地热地质特征,包括压裂储层、围岩、裂隙、井筒等特征参数,研究了注... 本文建立了耦合井筒、热储、有机朗肯循环发电系统的详细数学模型,包括三维非稳态热流固耦合模型和有机朗肯循环发电系统热动力学模型,参考青海省共和县恰卜恰干热岩体地热地质特征,包括压裂储层、围岩、裂隙、井筒等特征参数,研究了注入流量、注入温度和井间距对系统净输出功、年均净输出功和热效率的影响规律。结果表明:在一定的注入流量、注入温度和净间距下,随着时间的推移,岩石孔隙压力和热应力作用使得裂隙渗透率增大,注入泵功耗是降低的,净输出功和热效率也是降低的。注入流量的增大提高了膨胀机轴功、注入泵功耗和生产温度衰减速率,进而导致热效率降低,存在最优的注入流量50 kg/s,使得年均净输出功达到最大值1470.1 kW。注入温度的增大可以提高系统热效率,降低净输出功的年均衰减速率,当注入温度为60℃时,年均净输出功最大。井间距的增大减缓了生产温度的衰减速率,有利于热效率的提高,但是也同时也增大了膨胀机轴功和注入泵功耗。当分支井间距为450 m时,年均净输出功达到最大值1497.3 kW。此研究可为增强地热发电系统的开发利用提供指导。 展开更多
关键词 增强地热系统 有机朗肯循环 热流固耦合 净输出功 热效率
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松辽盆地增强型地热系统开发选区评价 被引量：21
13
作者 鲍新华 张宇 +3 位作者 李野 吴永东 马丹 周广慧 《吉林大学学报（地球科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第2期564-572,共9页
干热岩是一种新型清洁能源,其开发利用区的确定十分重要。笔者首先通过对松辽盆地热源、资源量、导热、聚热、地震活动5个方面资料的收集,提出了松辽盆地增强型地热系统开发选区适宜性评价方法;然后选取8项评价因子,利用ArcGIS 10.2平... 干热岩是一种新型清洁能源,其开发利用区的确定十分重要。笔者首先通过对松辽盆地热源、资源量、导热、聚热、地震活动5个方面资料的收集,提出了松辽盆地增强型地热系统开发选区适宜性评价方法;然后选取8项评价因子,利用ArcGIS 10.2平台将松辽盆地划分为26个评价单元,根据打分法和层次分析法(AHP)求取每个因子的权重;最后,对26个选区进行综合评价,将其分成适宜、较适宜、一般适宜、较不适宜和不适宜5个等级。结果表明:松辽盆地干热岩开发适宜区和较适宜区主要集中在盆地中部的大安—大庆一带,确定的适宜选区范围对今后干热岩开发工作具有一定指导作用。 展开更多
关键词 松辽盆地 增强型地热系统 评价因子 层次分析法 选区评价
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增强型地热系统开发过程中的多场耦合问题 被引量：19
14
作者 王晓星 吴能友 +2 位作者 张可霓 苏正 曾玉超 《水文地质工程地质》 CAS CSCD 北大核心 2012年第2期126-130,共5页
增强型(或工程型)地热系统(简称EGS)是指从地下3～10km低渗透岩体中经济开采深层地热的人工热能系统,作为目前地热领域的重要发展方向,其研究受到发达国家的高度重视,但我国还基本处于空白。在EGS运行过程中,高温岩体及裂隙受到温度场(T... 增强型(或工程型)地热系统(简称EGS)是指从地下3～10km低渗透岩体中经济开采深层地热的人工热能系统,作为目前地热领域的重要发展方向,其研究受到发达国家的高度重视,但我国还基本处于空白。在EGS运行过程中,高温岩体及裂隙受到温度场(T)、渗流场(H)、应力场(M)、化学场(C)的耦合作用,其结果直接影响整个系统的设计和运行。本文根据对EGS最基本的物理-化学过程进行分析,讨论了任意两场之间的相互作用,指出了三场耦合应考虑的重点及四场耦合现阶段研究的不完善性,最后综述了目前国际上用于解决EGS多场耦合问题的模拟软件研究进展。 展开更多
关键词 增强型地热系统 T-H-M-C耦合 数值模拟 TOUGH2
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增强型地热系统:潜力大、开发难 被引量：39
15
作者 廖志杰 万天丰 张振国 《地学前缘》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第1期335-344,共10页
文中讨论了为什么要开发干热岩地热资源？什么是干热岩系统和增强型地热系统？中国干热岩系统的潜力,如何发展中国的EGS以及我们可供考虑的建议。随着常规能源的不断消耗,可再生能源日益受到人类的青睐。在可再生能源中,地热能的容量最... 文中讨论了为什么要开发干热岩地热资源？什么是干热岩系统和增强型地热系统？中国干热岩系统的潜力,如何发展中国的EGS以及我们可供考虑的建议。随着常规能源的不断消耗,可再生能源日益受到人类的青睐。在可再生能源中,地热能的容量最大,地热发电提供的是基本负荷,但是由于诸多因素,开发滞后。尤其是对潜力大、开发难的增强型地热系统,中国更是从研究到开发,都刚刚起步。如果地热发电的规模要超过风能及太阳能等其他新能源,不能仅靠水热型地热系统的开发利用,而必须重视和利用干热岩资源,大力研发增强型地热系统。中国干热岩系统的潜势如何呢？中国科学院地质地球物理研究所利用921个大地热流数据编制了《中国大陆地区新版热流图》以及3~10km深处不同深度温度分布图,计算了不同深度干热岩地热资源量,总数为2.09×107 EJ;其中主要分布在青藏高原,占全国总资源量的五分之一。作者们认为,干热岩资源的开发和增强型地热系统的建立是一个系统工程,地热资源的开发是一项风险投资,亚经济型的EGS风险更甚。国家必须统一安排和投资。工程项目必须学习国外的经验和吸取开发的教训。要选择关键地区进行试验和研究。作者们建议可考虑选择羊八井地热田的北部作为试验地区。 展开更多
关键词 可再生能源 水热型地热系统 干热岩 增强型地热系统
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化学刺激技术在增强型地热系统中的应用:理论、实践与展望 被引量：10
16
作者 刘明亮 庄亚芹 +6 位作者 周超 朱明成 张灿海 朱永强 谭龙 骆进 郭清海 《地球科学与环境学报》 CAS 2016年第2期267-276,共10页
干热岩作为清洁的可再生能源是地热能未来开采和利用中最具潜力的部分,具体的开发工程技术称为增强型地热系统(EGS,Enhanced Geothermal System)。化学刺激技术作为水力压裂的一种辅助方法,具有成本低、风险小的特点,在完善储层改造方... 干热岩作为清洁的可再生能源是地热能未来开采和利用中最具潜力的部分,具体的开发工程技术称为增强型地热系统(EGS,Enhanced Geothermal System)。化学刺激技术作为水力压裂的一种辅助方法,具有成本低、风险小的特点,在完善储层改造方面具有重要作用。综述了国内外EGS关于化学刺激研究的相关文献,介绍了化学刺激技术的理论基础及常用的几种化学刺激剂(传统酸、缓速酸、螯合剂和CO2化学刺激剂),并对世界上仅有的几个使用化学刺激技术的EGS工程(美国Fenton Hill和法国Soultz干热岩项目)进行了介绍和总结,在此基础上提出了化学刺激剂在增强型地热系统中的研究建议及应用展望,以期为中国未来EGS的科学研究和项目实施提供参考。 展开更多
关键词 增强型地热系统 化学刺激 储层改造 土酸 缓速酸 螯合剂 干热岩 水力压裂
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增强型地热系统采热性能评价——以共和盆地恰卜恰地区干热岩储层为例 被引量：12
17
作者 单丹丹 李玮 +3 位作者 闫铁 李卓伦 逯广东 张弦 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第10期150-160,共11页
增强型地热系统(EGS)是从干热岩储层中提取热能的有效手段,准确评价其采热性能对于提高系统的取热效率、延长取热寿命等具有重要意义。为此,以共和盆地恰卜恰地区干热岩储层为研究对象,基于COMSOL Multiphysics建立了表征EGS水热耦合的... 增强型地热系统(EGS)是从干热岩储层中提取热能的有效手段,准确评价其采热性能对于提高系统的取热效率、延长取热寿命等具有重要意义。为此,以共和盆地恰卜恰地区干热岩储层为研究对象,基于COMSOL Multiphysics建立了表征EGS水热耦合的数值模型,采用整体间接耦合的方式,分别对注入井井筒、含裸眼段裂隙网络热储层及采出井井筒进行瞬态流动传热耦合模拟,并对比分析了裂隙渗透率等参数对EGS采热性能的影响。研究结果表明:(1)不考虑采出井井筒部分热损失,将导致开采初前期采出温度被高估4%~5%,不考虑裂隙网络储层流量与热量损失,将导致对采出流量与热提取速率值的评价过高;(2)增大注入流量,会使EGS维持一段时间高温高热提取率开采,但将导致储层寿命降低,提高生产压力则会降低热提取速率并增大流动阻抗,不利于热开采;(3)增大裂隙渗透率虽然能提高热提取速率,但会降低储层开采寿命;(4)当裂隙开度处于细微变化时,对系统采热效果的影响较小。结论认为,采用分段式间接耦合模拟的方式可以实现对EGS的完整性评价,进而为高温热储层商业化开采提供理论及实践依据。 展开更多
关键词 增强型地热系统 青海省共和盆地 间接耦合 采热性能 热提取速率 流动阻抗 裂隙渗透率
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增强型地热系统关键技术研究现状及发展趋势 被引量：31
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作者 巩亮 韩东旭 +4 位作者 陈峥 汪道兵 焦开拓 张旭 宇波 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第7期135-159,共25页
增强型地热系统(EGS)是开发干热岩型地热资源的主要手段,但其目前存在高温作用下人工压裂缝网不合理、多尺度多场耦合规律不明、井内闪蒸流动造成采热效率低下、地热流体热电转换效率低等关键问题,不利于地热资源的大规模商业化开发。... 增强型地热系统(EGS)是开发干热岩型地热资源的主要手段,但其目前存在高温作用下人工压裂缝网不合理、多尺度多场耦合规律不明、井内闪蒸流动造成采热效率低下、地热流体热电转换效率低等关键问题,不利于地热资源的大规模商业化开发。围绕上述重大瓶颈问题,针对EGS开采干热岩型地热资源涉及的4大关键技术,系统梳理和分析了各项技术的研究进展及发展趋势。主要内容包括:①在干热岩储层人工压裂技术方面,详述了储层改造方法、人工缝网形成机制和裂缝扩展预测模型等方面的研究进展;②在干热岩开采数值模拟技术方面,分别从岩心尺度多场耦合模型、储层尺度多场耦合模型和尺度升级方法3个角度,阐述了裂缝表征方法、数学模型及求解方法的研究进展;③在井筒热流体高效提取技术方面,讨论了井筒内流体闪蒸的原理、闪蒸流动特性研究的实验和数值模拟方法;④在干热岩地热发电技术方面,介绍了地热发电原理、发电系统类型和主要的应用市场。结论认为,EGS是一个技术密集型系统,但由于地下储层工况的复杂性和地面设备的不稳定性,机理研究往往与实际脱节,需与先导试验项目密切结合、互相指导,开展产—研结合模式,在不断往复中提高认知、突破关键点,从而大幅提升EGS的应用价值。 展开更多
关键词 干热岩 增强型地热系统 人工压裂 裂隙岩体 多尺度多场耦合 闪蒸流动 地热发电 先导试验
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增强型地热系统不同注采井网参数分析 被引量：7
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作者 樊冬艳 孙海 +4 位作者 姚军 李华锋 严侠 张凯 张林 《吉林大学学报（地球科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期797-806,共10页
针对增强型地热系统中水通过复杂裂缝系统提取干热岩储层热量的过程,基于离散裂缝网络模型热流耦合构建了增强型地热系统的解析模型,利用Laplace变换得到了干热岩储层解析解,分析了在五点井网开采下注采井网参数对出口端温度及热提取的... 针对增强型地热系统中水通过复杂裂缝系统提取干热岩储层热量的过程,基于离散裂缝网络模型热流耦合构建了增强型地热系统的解析模型,利用Laplace变换得到了干热岩储层解析解,分析了在五点井网开采下注采井网参数对出口端温度及热提取的影响。研究结果表明:不同裂缝网络和井网模型下出口端温度下降幅度和热突破的时间不同;在相同裂缝网络下,井距越大,热突破时间越晚,当井距分别为50.0、100.0和150.0m时,热突破时间分别为2.0、5.2和15.0a;注水速率越小,温度下降越慢,当注水速率分别为0.1,0.2和0.3kg/s时,生产20.0a,温度下降幅度分别为53.0,34.5和26.8℃;通过正交实验分析方法得到注采参数中井距影响最大,其极差为13.15,其次为注水速率和注水温度,井网模型影响最小。 展开更多
关键词 干热岩 增强型地热系统 离散裂缝网络模型 热流耦合 解析模型
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二氧化碳增强型地热系统的研究进展 被引量：13
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作者 张炜 许天福 +1 位作者 吕鹏 王淑玲 《地质科技情报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第3期177-182,共6页
增强型地热系统,作为一种新型的地热发电技术,可通过水力压裂的方式从干热岩中提取地热资源。而超临界CO2作为一种优良的传热流体,在用其替代水开采增强型地热系统中地热能的同时,还可以达到间接地质封存CO2的目的。在阐述CO2增强型地... 增强型地热系统,作为一种新型的地热发电技术,可通过水力压裂的方式从干热岩中提取地热资源。而超临界CO2作为一种优良的传热流体,在用其替代水开采增强型地热系统中地热能的同时,还可以达到间接地质封存CO2的目的。在阐述CO2增强型地热系统的优缺点、模拟研究和经济潜力的基础上,总结了该研究领域的最新进展,并提出了进一步开展研究的相关建议,以期为CO2增强型地热系统的研究在中国的深入开展提供帮助。 展开更多
关键词 温室效应 可再生能源 增强型地热系统 地质封存 超临界CO2
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