供暖地热开采井筒温度损失模型及应用

地下热水开采过程中,井筒周围持续散热导致地热水温度降低形成了井筒温度损失。目前关于井筒温度损失的研究很少,在地热利用方案的编写过程中难以确定设计排量下的井口热水温度,致使后续井网部署及单井配产困难,配产量与实际用热需求易产生供需矛盾。该文首次建立了地热井井筒温度损失模型。借助大型有限元软件COMSOLMultiphysics,以华北油田某潜山区块实际生产数据为例,进行热采井筒温度损失影响因素分析,并分别对实际生产中雾迷山组热水井和高于庄组热水井井筒温度损失进行了预测,为下一步地热开采方案的编制提供借鉴和理论指导。

平衡采灌条件下热恢复及热可采模拟研究——以任丘地区馆陶组砂岩热储为例

目前广泛应用"体积法"计算静态地热资源量。该方法未考虑盖层和底部地层热补给,对于不同开发条件适应性不强。本文借助有限元COMSOL软件,基于实测数据建立了砂岩热储平衡采灌模型,对地热田温度恢复、热补给及地热资源的可采系数进行了研究。模拟结果显示,对于砂岩热储,回灌井周围温度短时间内无法恢复到原始地层温度,依靠采水井和回灌井井别互换实现井筒内堵塞物清除的同时不影响地热田连续生产是不可取的;热水开采利用的热量主要来自于热储层,随着地热田的生产运行,相邻地层热补给所占比例增大;该模型条件下运行40年后采水井和回灌井之间产生了热突破,但短时间内不会影响地热田生产,根据热突破后热储层温度分布特征计算地热资源的可采系数为19.02%。本文模拟研究结果可为进一步的地热田开发总体方案部署提供理论指导。

Application of isotopic and hydro-geochemical methods in identifying sources of mine inrushing water

Isotopic and hydro-geochemical surveys were carried out to identify the source of mine inrushing water at the #73003 face in the Laohutai Mine. Based on the analysis of isotopes and hydro-chemical features of surface water, groundwater from different levels and the inrushing water, a special relationship between water at the #73003 face and cretaceous water has been found. The results show that the isotopic and hydro-chemical features of the inrushing water are completely different from those of other groundwater bodies, except for the cretaceous water. The isotopic and hydrochemical characteristics of cretaceous water are similar to the inrushing water of the #73003 face, which aided with obtaining the evidence for the possible source of the inrushing water at the #73003 face. The isotope calculations show that the inrushing water at the #73003 face is a mixture of cretaceous water and Quaternary water. Water from the cretaceous conglomerate is the main source, accounting for 67% of the inrushing water, while the Quaternary water accounts for 33%. The conclusion is also supported by a study of inrushing-water channels and an active fault near the inrushing-water plot on the #73003 face.

钻井用浮箍结构冲蚀安全优化数值模拟研究

针对固井过程中套管用浮箍、浮鞋等附件频频发生失效事故,开展固井浮箍、浮鞋冲蚀优化的数值模拟研究。通过建立浮箍流场CFD有限元模型,定量模拟研究不同阀芯开度下含有固相颗粒的多相流对浮箍阀体的冲蚀速率,建立了冲蚀速率与固相颗粒含量、固相颗粒大小、阀芯开启度的关系曲线。结果表明:弹簧式浮箍在开启高度L大于或等于40mm,舌板式浮箍在阀板开启角度大于50°时,能使其冲蚀速率显著减小。

冀中馆陶组砂岩热储开发采灌试验研究

砂岩孔隙热储100%回灌难度大,亦为世界性难题。冀中某地上第三系馆陶组砂岩热储出水量大,水温高。为实现经济可持续开发,确定热储层水力连通性、单井采灌速度、井网井距、回扬及回灌制度等地热开发参数,设计了4口井的单井抽水试验及89d的大型井组间采灌试验。试验结果为进一步的开发方案运行提供了方法及数据支撑,对同类型热储开发借鉴意义大。经计算研究区馆陶组热储层渗透系数为0.33~0.5m/d,导水系数为19.95~40.30m^(2)/d,贮水系数为(7.41~9.85)×10^(-5);根据抽水试验水位降深关系确定地下水力连通性最好的方向为东北至西南;单井采灌速度建议控制在50~60m^(3)/h;热储层在1800m左右存在高渗层,热水井距布设至少应在400m以上;回扬制度推荐选择大排量+中排量+小排量,回灌制度推荐选择小排量+中排量+大排量。