生产井井间距离对增强型地热系统影响分析

为揭示生产井井间距离对增强型地热系统(EGS)的影响,以中国青海共和盆地增强型地热系统为研究对象,采用数值模拟方法,建立了考虑生产井井间距离不同的三维热-固-流耦合热采模型。分析得到生产井井间距离为600 m,700 m,800 m,900 m,1000 m对EGS温度场、产出流体温度、储层寿命、总产热量、最大主应力以及最大主应变影响规律。研究结果表明,随着热开采进行,储层裂隙周围岩体温度下降,产出温度随开采年限增加而降低;从产出温度、储层寿命和总产热量三方面考虑,最优生产井井间距离为800 m;生产井井间距离对第一主应力及第一主应变影响显著,应结合实际情况选择最优生产井井间距离。

高温作用对三维应力下花岗岩渗透率影响试验研究

为揭示三维应力对高温后花岗岩热储层渗透率影响的规律,以松辽盆地地热开采为工程背景,以高温(150℃~650℃)处理后花岗岩为试验对象,利用自主研发的渗透率测量装置,以CO_(2)为渗透介质,进行了三维应力下(不同孔隙压、轴压及围压)花岗岩气体渗透率试验,得到了不同三维应力组合下花岗岩渗透率;分析了温度、孔隙压、体积应力对花岗岩渗透率的影响规律。研究结果表明:花岗岩渗透率随处理温度升高呈指数增加趋势,550℃以下时渗透率增长缓慢,550℃~650℃渗透率急速上升;孔隙压较小时,易发生气体滑脱效应,花岗岩渗透率随孔隙压增大而减小,到达某一临界值时,渗透率随孔隙压增大而增大,临界值与温度和体积应力有关;随着体积应力增大,花岗岩被压密,有裂隙闭合,连通性减弱,花岗岩渗透率减小。

煤中CH_(4)扩散影响因素的分子动力学分析

为从微观角度分析煤中甲烷扩散影响因素,以孙家湾、大同、双鸭山3种煤样为研究对象,基于XRD衍射试验结果,构建3种煤大分子结构模型,采用分子动力学模拟方法,研究压力、温度、CO_(2)、H_(2)O对CH_(4)分子在煤中扩散的影响,揭示了不同影响因素下煤中CH4扩散系数变化规律。研究结果表明:压力增加,CH4分子在3种煤中扩散系数先减小后趋于稳定,当压力增大到一定值后孙家湾、大同、双鸭山3种煤中CH4分子扩散系数将分别稳定于1.084×10^(-8)、0.770×10^(-8)、1.137×10^(-8)m^(2)/s;相同压力条件下,3种煤中CH4分子扩散速率由大到小顺序为双鸭山煤、孙家湾煤、大同煤。温度升高,CH4分子在3种煤中的均方位移均增大,有利于其扩散,不利于其吸附;温度变化对CH4分子在3种煤中扩散速率影响程度由大到小为孙家湾煤、双鸭山煤、大同煤。在一定范围内,水体积分数增加对CH4分子扩散具有阻碍作用,含水饱和度增加对孙家湾与大同煤中CH4分子扩散速率影响较大,对双鸭山煤中CH4分子扩散速率影响较小,注水采气法对孙家湾煤矿与大同煤矿更有效。随CO_(2)体积分数增加,CH4分子扩散系数减小。CO_(2)对煤中CH4分子扩散抑制作用由强到弱为大同煤、孙家湾煤、双鸭山煤。与H_(2)O相比,CO_(2)对CH4分子在煤层中的扩散抑制作用更强,从分子动力学扩散系数角度表明煤层注CO_(2)采气法更有效。

注采参数对松辽盆地干热岩物理力学及波动特征的影响

为探究注采参数对松辽盆地干热岩物理力学及波动特征的影响,对不同注采参数下高温遇水冷却后花岗岩进行纵、横波波速测试试验和抗压强度试验。分别考虑注采参数(岩样温度、水温、高温遇水循环次数)与岩样物理力学特征(外观形态、峰值强度、弹性模量、泊松比)、波动特征(纵、横波波速)的关联性,建立不同注采参数下力学特征与波动特征拟合曲线,并研究搁置过程中不同岩样温度、不同水温条件下岩体物理力学及波动特征变化规律。研究发现:(1)搁置初期,岩样温度越高,质量、纵、横波波速、弹性模量降幅越大;水温升高,质量、纵、横波波速、弹性模量降幅先增大后减小。(2)对采热过程中岩体物理力学及波动特征影响由大到小的注采参数依次为靶区温度、注水循环次数、注水温度。提升岩样温度、增加注水循环次数,岩样力学与波动特征均逐渐下降,提高注水温度变化规律与其相反;经历600℃高温,岩样纵波波速、横波波速、峰值强度、弹性模量降幅分别达到53.44%、58.02%、66.56%、79.84%,高温遇水循环5次后降幅依次达到33.61%、33.63%、34.22%、56%。(3)影响岩样力学与波动特征关联性的注采参数由大到小依次为岩样温度、高温遇水循环次数、水温。此研究能够为松辽盆地热采注采参数的选取提供一定参考。