摘要：深层页岩天然裂缝与层理缝发育,经体积改造后易形成“主缝+支缝+次微缝”的多级裂缝结构,但受高垂向应力和高水平应力差条件的影响,深层页岩压裂裂缝开度极窄且主次缝开度差异较大。为了明确多级裂缝内支撑剂运移机制与分布规律,搭建了大型可视化支撑剂输送实验系统,研究了泵注排量、液体黏度、支撑剂粒径、支撑剂浓度、裂缝特征参数对支撑剂运移与分布的影响规律,最后基于水电相似原理计算了裂缝整体导流能力并开展了评价分析。研究结果表明:①缝内支撑剂存在多种堆积模式,其形成由流体对支撑剂的携带能力决定;②支撑剂分流效率受多种因素影响,增大排量与减小支撑剂粒径均可提高分流效率;③多级裂缝内,增大排量与压裂液黏度均在一定程度上改善了支撑剂非均匀分布,但裂缝导流能力表现为先增大后减小;④综合支撑剂分流结果与多级裂缝内支撑剂分布规律,推荐坚持“大排量+低黏度”泵注思想,以保证大粒径支撑剂占比,适当混合小粒径支撑剂,构建“近井区高导流+远井区有支撑”的高导流裂缝体。结论认为,基于含多级裂缝的大型可视化支撑剂输送实验系统,全面系统研究了不同条件下多级裂缝内支撑剂运移与堆积的模式,研究成果可为深层页岩压裂泵注工艺参数设计与优化提供理论支撑。

摘要：基于地埋管换热器热阻与热容模型(TRCM),对地埋管换热器传热控制方程和含水层渗流-传热控制方程进行优化。根据相似准则原理,采用方程分析法,设计、搭建渗流砂箱及地埋管换热系统;根据地源热泵系统运行原理和测试方法,设计、构建包括热泵机组、空调末端、渗流砂箱水动力系统以及控制测试平台的一套适用于实验室尺度下的地源热泵实验系统。对比分析表明,地埋管进出水温差、含水层过余温度的数值计算结果和实验数据之间的均方根误差均不超过5%。因此,设计、搭建的地源热泵实验系统可以再现实际工程中地埋管换热器内循环流体的传热过程,同时有效预测在地下水渗流作用下地埋管换热器井群所在含水层温度场的演化过程。