地热储层岩体粗糙裂隙的热流耦合效应研究

作     者：刘先珊 李宇 李满 杨欣 LIU Xianshan;LI Yu;LI Man;YANG Xin

作者机构：重庆大学土木工程学院重庆400045 

基　　金：国家自然科学基金项目(52279094) 山西省交通新技术发展有限公司(SXJTJS-02040-2022-第9号) 

出 版 物：《哈尔滨工程大学学报》 (Journal of Harbin Engineering University)

年 卷 期：2024年第45卷第5期

页      码：852-862页

摘      要：为了解决地热开采涉及复杂的多物理场耦合问题,提高开采效率,本文针对开采过程中的渗流-传热问题以离散元软件3DEC构建岩体粗糙裂隙热-流耦合数值模型。考虑不同三维形貌特征的岩体裂隙,模拟水力开度为19.17μm在不同流速时的水-岩温度变化规律。结果表明:由于裂隙形貌的阻滞作用,粗糙面出水口温度下降较慢,出水口温度有所上升,模型达到稳态所需的时间随流速和对流换热系数的增大而减小。裂隙形貌对流体和岩体温度分布均有影响,粗糙裂隙面的冷锋形态和裂隙面的形貌密切相关。光滑裂隙热突破快于粗糙裂隙,增加裂隙面的粗糙度有助于延长热突破时间。粗糙裂隙面相对于光滑裂隙面的总热量提取率略有提升,流速和对流换热系数的增加显著提高总热量提取率。通过本文研究可以为地热能系统的设计提供重要参数和指导,能够提高地热能开发利用效率。

主 题 词：干热岩 渗流-传热 三维形貌 水力开度 流速 对流换热系数 粗糙裂隙面 热采率 热突破 

学科分类：070801[070801] 07[理学] 0708[理学-地球物理学类] 

核心收录：

D　O　I：10.11990/jheu.202305038

馆 藏 号：203127818...