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基于热——流—固耦合的多分支径向井地热开发模型及其取热效果分析
被引量：
7
1
作者
王天宇
周小夏
+2 位作者
李根生
王元
田守嶒
《天然气工业》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第3期133-144,共12页
多分支径向井地热开发取热系统是开采地热资源的一种新方法,具有单井注采一体、换热面积大、沟通能力强等优势,其中布井参数和储层条件是影响其取热效果的关键因素。为此,建立了基于热—流—固多物理场耦合的单主井筒多分支径向井传热...
多分支径向井地热开发取热系统是开采地热资源的一种新方法,具有单井注采一体、换热面积大、沟通能力强等优势,其中布井参数和储层条件是影响其取热效果的关键因素。为此,建立了基于热—流—固多物理场耦合的单主井筒多分支径向井传热模型并验证了模型的准确性,对比了直井与多分支径向井的取热效果,研究了布井参数、天然裂缝缝长等因素对系统取热效果的影响。研究结果表明:(1)在取热过程中岩石发生收缩变形,裂缝渗透率显著提高,但促进了冷锋入侵现象,进而加剧了热突破,缩短了系统的取热寿命;(2)增加分支井数量,可增大水平方向的取热区域,沟通更多天然裂缝,保持较高的取热温度和取热功率,其中6分支井为最优井数,最优取热总量为7.37×10^(15) J;(3)分支径向井越长,储层降温越慢,平均每增加1 m,生产温度升高0.16℃;(4)增大井间距,能延缓热突破,提高系统取热效率,延长高温取热时间,最优井间距为350 m,年取热功率为8.28 MW;(5)系统取热功率随着天然裂缝缝长的增加而降低。结论认为:(1)相较于直井,多分支径向井能沟通更大体积的高温储层,能获得较高的取热功率和取热总量,在30年取热时间里,热储采出程度增加了8.72%,有利于提高地热系统的经济效益;(2)岩石形变对取热系统有着重要影响,在进行取热效果模拟及经济性评价时必须予以充分考虑。
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关键词
干热岩
热—流—固耦合
多分支径向井
布
井
参数
天然裂缝
热应力
取热功率
参数分析
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职称材料
基于ABAQUS的径向井井壁稳定性分析
被引量：
6
2
作者
刘晓强
张习斌
+3 位作者
许鹏
常琨
苏程
朱金鑫
《断块油气田》
CAS
北大核心
2016年第4期523-527,共5页
基于岩石力学相关理论,依据Mohr-Coulomb准则,建立了多分支径向井井壁稳定力学模型,并采用有限元数值模拟方法对力学模型进行了验证,结果表明该模型具有较高的准确度。基于ABAQUS有限元数值模拟,依次研究径向井方位角、地层最大主应力...
基于岩石力学相关理论,依据Mohr-Coulomb准则,建立了多分支径向井井壁稳定力学模型,并采用有限元数值模拟方法对力学模型进行了验证,结果表明该模型具有较高的准确度。基于ABAQUS有限元数值模拟,依次研究径向井方位角、地层最大主应力与最小主应力压差(地应力差)、弹性模量、泊松比、径向井孔径等因素对三分支径向井井壁稳定性的影响。研究结果表明:多分支径向井井壁稳定性受地应力差和径向井孔径的影响较大;径向井眼的跟端和中段易存在明显的应力集中,是井眼防塌的关键区域;径向井方位角、弹性模量和泊松比对径向井井壁稳定性的影响较小,在一定范围内径向井井壁处于力学稳定状态。
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关键词
多分支径向井
井
壁稳定
力学模型
ABAQUS有限元
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职称材料
题名
基于热——流—固耦合的多分支径向井地热开发模型及其取热效果分析
被引量：
7
1
作者
王天宇
周小夏
李根生
王元
田守嶒
机构
油气资源与探测国家重点实验室·中国石油大学(北京)
地热资源开发技术与装备教育部工程研究中心
出处
《天然气工业》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第3期133-144,共12页
基金
国家自然科学基金重大项目“高温岩体复杂缝网造储理论与技术”(编号:52192621)
地热资源开发技术与装备教育部工程研究中心开放课题“多分支径向井开采干热岩数值模拟研究”(编号:21018)
中国石油大学(北京)科研基金项目“干热岩柔性压裂裂缝起裂机理研究”(编号:2462022QZDX006)。
文摘
多分支径向井地热开发取热系统是开采地热资源的一种新方法,具有单井注采一体、换热面积大、沟通能力强等优势,其中布井参数和储层条件是影响其取热效果的关键因素。为此,建立了基于热—流—固多物理场耦合的单主井筒多分支径向井传热模型并验证了模型的准确性,对比了直井与多分支径向井的取热效果,研究了布井参数、天然裂缝缝长等因素对系统取热效果的影响。研究结果表明:(1)在取热过程中岩石发生收缩变形,裂缝渗透率显著提高,但促进了冷锋入侵现象,进而加剧了热突破,缩短了系统的取热寿命;(2)增加分支井数量,可增大水平方向的取热区域,沟通更多天然裂缝,保持较高的取热温度和取热功率,其中6分支井为最优井数,最优取热总量为7.37×10^(15) J;(3)分支径向井越长,储层降温越慢,平均每增加1 m,生产温度升高0.16℃;(4)增大井间距,能延缓热突破,提高系统取热效率,延长高温取热时间,最优井间距为350 m,年取热功率为8.28 MW;(5)系统取热功率随着天然裂缝缝长的增加而降低。结论认为:(1)相较于直井,多分支径向井能沟通更大体积的高温储层,能获得较高的取热功率和取热总量,在30年取热时间里,热储采出程度增加了8.72%,有利于提高地热系统的经济效益;(2)岩石形变对取热系统有着重要影响,在进行取热效果模拟及经济性评价时必须予以充分考虑。
关键词
干热岩
热—流—固耦合
多分支径向井
布
井
参数
天然裂缝
热应力
取热功率
参数分析
Keywords
Hot dry rock
Thermal-hydraulic-mechanical coupling
Multilateral radial well
Well layout parameter
Natural fracture
Thermal stress
Heat extraction power
Parameter analysis
分类号
TK529 [动力工程及工程热物理—热能工程]
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职称材料
题名
基于ABAQUS的径向井井壁稳定性分析
被引量：
6
2
作者
刘晓强
张习斌
许鹏
常琨
苏程
朱金鑫
机构
中国石油大学(华东)石油工程学院
中国石化华北油气分公司石油工程监督中心.河南郑州
中国石化华北油气分公司勘探开发研究院
中国石油青海油田公司钻采工艺研究院
出处
《断块油气田》
CAS
北大核心
2016年第4期523-527,共5页
基金
国家科技重大专项“大型油气田及煤层气开发”(2011ZX05051)
中国石油大学(华东)研究生创新工程资助项目(YCXJ2016024)
文摘
基于岩石力学相关理论,依据Mohr-Coulomb准则,建立了多分支径向井井壁稳定力学模型,并采用有限元数值模拟方法对力学模型进行了验证,结果表明该模型具有较高的准确度。基于ABAQUS有限元数值模拟,依次研究径向井方位角、地层最大主应力与最小主应力压差(地应力差)、弹性模量、泊松比、径向井孔径等因素对三分支径向井井壁稳定性的影响。研究结果表明:多分支径向井井壁稳定性受地应力差和径向井孔径的影响较大;径向井眼的跟端和中段易存在明显的应力集中,是井眼防塌的关键区域;径向井方位角、弹性模量和泊松比对径向井井壁稳定性的影响较小,在一定范围内径向井井壁处于力学稳定状态。
关键词
多分支径向井
井
壁稳定
力学模型
ABAQUS有限元
Keywords
multi-branch ultra-short radius radial well
bore stability
mechanical model
ABAQUS finite element
分类号
TE21 [石油与天然气工程—油气井工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于热——流—固耦合的多分支径向井地热开发模型及其取热效果分析
王天宇
周小夏
李根生
王元
田守嶒
《天然气工业》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023
7
在线阅读
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职称材料
2
基于ABAQUS的径向井井壁稳定性分析
刘晓强
张习斌
许鹏
常琨
苏程
朱金鑫
《断块油气田》
CAS
北大核心
2016
6
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职称材料
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