摘要：为了综合分析增强型地热系统各参数对系统采热性能的影响,以及参数相互之间的影响规律,以云南腾冲热海热田为地质背景,利用正交设计思想通过数值模拟方法对井间距、注入流量、注入温度、储层渗透率等因素的变化进行了分析。结果表明:注入流量是影响系统采热性能的关键因素,并对注入温度、井间距的确定有显著影响;注入流量越大,系统稳定采热时间和运行寿命越短,且注入流量较小的变化(提高0.06m^3/s)会对系统采热温度产生较大的影响(降低47℃);增加注入温度可以提高系统的采热温度和运行寿命,但注入温度升高30℃、运行50a后采热温度只提高10℃,效果有限;井间距、渗透率、开采压力对系统采热性能的影响相近,且远小于注入流量。

摘要：梳理了国内外增强型地热系统(EGS)模拟实验装置研发进展,归纳了以高温高压反应釜、岩心夹持类渗流模拟系统、岩石三轴电液伺服控制系统和大尺寸真三轴实验系统为代表的4类模拟装置的功能特点,分析了不同实验模拟装置适用范围及其对于EGS建设关键技术研究的支撑作用。结合国内外在干热岩资源开发利用工程建设中存在的问题,分析了EGS模拟实验装置的研发方向,在现有装置平台的基础上提出了建设大型模块化干热岩开发模拟实验平台的设计思路,论述了平台装置的系统构成和模块化功能特点,探讨了热储区形成机理和复杂地质条件下多场耦合作用机制。

摘要：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。

摘要：针对寒冷地区采用地源热泵供暖造成土壤冷负荷堆积的问题,文章提出一种增强型地热系统结合热泵的新型供暖系统作为解决方案。首先,介绍了该系统的组成及运行原理;然后,基于沈阳某场地的地质资料建立模型,进行水力压裂及产能分析,探讨了该系统各项指标的变化情况;最后,与传统地源热泵和太阳能-地源热泵进行了经济对比。结果表明:该系统可解决土壤冷负荷堆积问题,且可保持恒定供热量;投资回报年限较短;可节省大量空间和土地面积。

摘要：为研究热-流-固-化(T-H-M-C)耦合作用下的对流换热机理,在实验室范围内,利用自主研发的T-H-M-C耦合模拟装置,以劈裂岩石为研究对象,改变出水孔与注水孔长度控制裂隙长度,加入支撑剂控制裂隙开度或孔隙率,温压控制系统调节温度场和压力场,准确模拟增强型地热系统(Enhanced Geothermal Systems,EGS)中对流换热及水岩相互作用。记录进出口温度、岩样内外表面温度及进出口压力、围压等数值,利用无量纲特征数雷诺数(Re)、普朗特数(Pr)、努塞尔数(Nu)等进行量化研究,装置有效改善了国内现有试验设备无法改变温度场及裂隙特征等不足之处,为EGS对流换热机理研究提供支持。

摘要：将石油天然气行业发展很成熟的水平井多裂隙开发技术用于增强型地热系统(EGS)可显著提高EGS的经济效益。本研究建立了三维EGS水平井多裂隙物理模型,采用CFX模拟分析了在井间距以及裂隙间距等不同储层特征条件下EGS的运行性能,揭示了不同储层特征对于EGS储层采热过程的影响机理。研究结果表明:①裂隙间距是影响EGS工程运行寿命和开采率的关键因素,在相同注水流量下,较大的裂隙间距不易形成热穿透,系统运行寿命更长,但降低了储层开采率;过小的裂隙间距易形成热穿透,系统运行寿命短,但开采率高。②井间距对裂隙中的流体流速影响显著,随着井间距增加,在相同开采时间下,产流流体的温度不断升高,系统的寿命也会随着井间距的增加而增加,井间距的增大也意味着储层的体积也就更大,从而有更多的热量可供开采,因而提高了系统的运行寿命。研究结果可以为EGS储层的建造提供理论指导,为实现商业化开采地热能做好理论准备。

摘要：热储层是增强型地热系统(EGS)中的关键一环,热储层激发效果的好坏直接影响到流体采热效果,选择适当的激发方法以及对激发效果进行实时评价是十分重要的。目前在热储层激发中最常用的方法是水力压裂法,化学激发法是次要方法 ,而热激发法则通常是辅助方法。从场地试验结果看,要想获得较好的激发效果,可以采取多次激发或多方法联合使用。利用微震监测、现场示踪试验和数值模拟等方法,可以分析热储层裂隙压裂情况、连通情况以及获得有关的热储层参数,进而对热储层激发效果进行评价,有助于EGS的设计和运行管理。EGS开发过程中热能开采率受到许多因素的影响,通过数值模拟手段能够分析影响EGS热能开发的内在因素(指热储层的各项参数,如热储层初始温度、渗透率、裂隙情况等)和外在因素(如井间距离、布井方式、注入流体温度、注入流体类型、井深等),了解每个因素的影响程度,这对于EGS的设计和开发是非常重要的。同时,通过数值模拟手段研究热储中THMC(温度场、渗流场、力学场、化学场)四场耦合作用,对于EGS的商业运行也是至关重要的。

摘要：通过分析增强型地热系统(EGS)的发展历程,建立分类的EGS研究体系,从而系统阐述EGS的发展动态。目前,国内对EGS的研究还处于理论研究阶段,加速EGS开发进程需要国家政策的引导与支持。此外,研究中可以结合国情特点,考虑利用废弃的深层油气井开展EGS相关的试验研究。在今后EGS的开发中,应首先对EGS过程工艺开展全流程分析,注重融入新技术来优化EGS流程工艺设计,以期实现EGS环境与经济效益的最大化。

摘要：干热岩资源是未来重要的清洁型能源,增强型地热系统(EGS)能够实现干热岩资源的开发利用。青海共和盆地干热岩资源储量巨大,可以作为EGS系统的靶区之一。水在热储层中的运移包含复杂的水-热耦合过程,不同的EGS运行方案对电厂发电能力有重要影响。本文基于共和盆地深部地质条件,建立了表征EGS系统水热特征的数值模型,研究了温度场、压力场的时空分布特征,并分析注入流体温度和循环流速两个可控因素对提热过程的影响。结果表明:在设计的运行方案(循环流速20 kg/s;注入温度60℃)下,最大提热速率可达11 MW,储层寿命为22年。注入温度每降低10℃,系统最大提热速率约增加10%,且对储层寿命没有明显影响;增加循环流速可以得到更大的热提取速率,但会减少储层寿命。

摘要：为应对二氧化碳减排需求，布朗2000年提出了新的增强型地热系统（EGS）的概念，即利用二氧化碳替代水作为热传导流。这样不但达到了二氧化碳地质储存的目的而且还带来了附加效益。根据他的建议，我们评价了热物理学性质，进行丁数字模拟，针对用二氰化碳作为工作流设计的热储层，我们探讨了流体动力学和热传输问题。我们发现，开采热碎岩的热量，二氧化碳比水的作用要大一些。就井液压而言，二氧化碳还可以提供某些优势，与水相比，由于它的压缩性和膨胀性，二氧化碳将增加浮力，降低冲洗液循环系统附加的能量消耗。CO2-EGS系统存热与液压方面是有潜力的，较大的不确定性主要是水流与岩石之间相互化学作用。用二氧化碳作为注入流体的EGS系统对于进一步调查研究极具吸引力。