城市深层热储热水力多场耦合模拟方法与应用

发布时间：2025-05-29 02:09

　　地热能是一种清洁环保的可再生能源,地热回灌是地热能可持续开发利用的重要保障。城市深层热储处于高温高压的复杂环境中,其温度场、渗流场、应力场的动态演化对地热对/群井系统的运行状况具有重要影响,因此研究城市深层热储在热-水-力多场耦合作用下的渗流传热传质特性,对预测开采井热突破、优化地热田管理方案、监测地面沉降和提高热储产热能力等方面具有重要指导意义。本文以城市深层热储为研究对象,综合运用现场试验、理论分析和数值模拟等手段,开展了由地热对井到群井系统的多尺度研究,提出了非均质热储等效渗流通道理论模型,建立了复杂地质条件下城市尺度地热群井系统多场耦合模拟方法,揭示了长期采灌条件下城市深层热储的热-水-力多场耦合作用机理,取得了以下主要进展和结论:（1）为研究非均质孔隙型热储的渗流传热特性,建立了考虑渗透率和岩石比热容随机分布的非均质孔隙型热储对井模型,生成了200个具有不同渗透率随机分布的非均质热储实现,采用有限元法对每个实现进行了热储变形、渗流和传热过程的全耦合模拟分析。结果表明,随着渗透率非均匀性的增加,地热对井之间出现优势渗流通道的机率显著增加,故回灌水可快速到达开采井,导致开采井热突破...

【文章页数】：151 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图1-1中国地热资源与雾霾污染分布图

⒄沟闹饕??向[1]。地热能作为一种清洁可再生能源，具有巨大潜力[2,3]。2017年1月23日，国家发改委、能源局、国土资源部等联合发布了《地热能开发利用“十三五”规划》，指出地热能是一种绿色低碳、可循环利用的可再生能源，具有储量大、分布广、清洁环保、稳定可靠等特点[4]。我国....

图1-2具有不同标准差的渗透率非均质储层中流动通道的形成过程[19]

1绪论3尽管热储工程示踪技术发展迅速，但示踪数据解释方法进展缓慢，仍依赖于定性而非定量的方法[17]。（a）标准差1.0（b）标准差6.0图1-2具有不同标准差的渗透率非均质储层中流动通道的形成过程[19]Figure1-2Flowchannelsinheterogeneousr....

图2-1随机场P和转向带示意图

2非均质孔隙型热储热水力多场耦合效应研究1911LsNiNiizzLxxu(2-7)并以该值作为三维随机场的实现。图2-1随机场P和转向带示意图Figure2-1SchematicrepresentationofthestochasticfieldPandturningbands....

图2-2三维模拟场中单位球面定义图

博士学位论文20当L，根据大数定律，上式可变为，11111limdLsiLciCrCECCfLhuhuhuuu(2-11)式中：c为单位球面，f(u)为u的概率密度函数，du为向量u在单位球面上的微元面积。对于三维空间的模拟场（n=3），上式可变为，1sphere1()d4sCr....

本文编号：4048558