工质密度和储层渗透率演化对EGS系统传热效能的影响

工质进入地热储层后的流动和采热问题是典型的热流固(THM)耦合问题。工质的密度、地热储层的渗透率在热开采过程中受THM耦合作用影响,导致地热储层传热效能的变化。为了探究这一变化,基于等效多孔介质模型建立了THM完全耦合的二维有限元模型和计算程序,模拟了增强地热系统(EGS)长期热开采过程,分析了岩石温度、孔压、储层变形的演化规律,研究了密度、渗透率演化对EGS采热性能的影响。结果表明:在温度、地应力、孔压等因素中,温度是稳定开采阶段对流体密度演化和渗透率演化影响最大的因素。但对于最终储层的传热效能而言,密度演化延缓了储层出口温度的冷却速度,提高了净热提取率;而渗透率演化虽然加速了出口温度的冷却,也提高了净热提取率。研究丰富了斜压流体THM耦合模型的应用,为EGS地热开采和储层管理提供了重要参考。