海上高温气藏CO_(2)羽流地热系统注采参数影响规律

CO_(2)羽流地热系统(CO_(2) plume geothermal system,CPGS)在减少碳排放、推动地热开发方面发挥重要作用。目前的研究主要集中在高温咸水层或废弃高温油藏,针对海上高温枯竭气藏储层的井筒-储层耦合研究较少。以莺歌海盆地黄流组高温气藏为研究对象,利用COMSOL软件构建了理想的井筒-储层耦合CPGS模型,分析了CPGS运行过程中热能传输规律,并对注采参数进行了敏感性研究。模拟结果表明:过大的注采流量会导致温度下降加快,建议在不同阶段调整注入流量。缩短注采井距会加快热突破,适当增加井间距可以延长系统寿命。注入温度对采热影响较小,提高注入温度可增加出口温度但减少取热功率,在开发中需要平衡这两个因素。

CO_(2)羽流地热系统热提取率影响因素数值模拟

为获得CO_(2)羽流地热系统采热特性与不同影响因素之间的关系,通过建立三维几何模型,利用COMSOL Multiphysics软件进行数值模拟研究,深入探讨井筒直径、注采井距、储层渗透率、初始孔隙率以及天然裂缝缝长等因素对CO_(2)羽流地热系统采热特性的影响。模拟研究结果表明:在控制变量法下,羽流地热系统热提取率随井筒直径的增大呈现先增加后减少的趋势;热提取率随着热储渗透率和注采井距的增大而增大;初始孔隙率增加,热储渗透性能变好,热提取率提高;由于天然裂缝的存在,增大流体流动性,降低生产温度,热突破程度更明显,系统采热效率降低。可见研究结果为优化CO_(2)羽流地热系统的采热性能提供依据,同时指导深部地热能的开采。

二氧化碳羽流地热系统中储层物性参数对热提取率的影响

二氧化碳羽流地热是以超临界CO2作为地热系统的载热流体,利用天然孔隙介质,在进行CO2地质储存的同时实现深部地热资源的提取。CO2在注入地下储层后呈羽状扩散和分布,因此称这种地热开发系统为CO2羽流地热系统。在CO2羽流地热系统中,砂岩储层分布广泛,物性各异,对热提取率的影响较大。文章以松辽盆地中心凹陷区泉头组三、四段为地热储层,建立平面二维羽流地热模型,采用TOUGH2-MP软件进行数值模拟,定量评价储层物性对热提取率的影响。结果表明,温度对热提取率的影响最大,初始盐度的影响最小,故应按照"低压、低盐度、高温、高渗透、高比热"的标准选取储层,其中高温和高渗透率是应重点考虑的因素。

CO2羽流地热系统开采特性数值模拟及预测模型

为了研究超临界CO2羽流地热系统的采热特性,建立了耦合井筒储层的数学模型,同时考虑井筒对流动的影响以及岩层的热量补偿作用,通过T2Well/ECO2N软件分析了开采周期内产出流量、热储层压力和温度随时间的变化情况,并以数值计算为基础建立了开采特性预测模型.结果表明:CO2产量在开采初期较小,连续注采10年后流量可达稳定状态,在羽流地热产出CO2时即存在热虹吸效应,出口井温度30年内基本保持恒定;通过单因素分析,研究注入参数对开采特性的影响,其中CO2注入流量对注入井口压力、出口井温度、出口井流量都有显著影响,井间距主要影响出口井温度和出口井压力;基于响应曲面法建立的开采特性预测模型可以更加直观地反映参数对开采特性的耦合影响,并可为地热发电系统的优化设计提供依据.

二氧化碳羽流地热系统中井间距和储层渗透率对热提取率的影响:以松辽盆地为例

二氧化碳羽流地热系统（CPGS）是一种新的地热能的开采技术,其以超临界CO2作为地下热能载体,利用天然孔隙介质,实现深部地热资源的提取与CO2地质储存的双重目的。以松辽盆地中央凹陷区泉头组三、四段为目标储层,运用TOUGH2/ECO2H软件建立了平面二维羽流地热模型,且对地下载热流体进行了数值模拟,定量分析了注入井与生产井井间距离以及储层渗透率对热提取率的影响。模拟结果显示,羽流地热系统的热提取率随着注入井与生产井的井间距离和储层渗透率的增大而增大。为提高CO2羽流地热系统的能量输出,应选择＂中等渗透率（模型为10-15~10-14 m2）、注入井与生产井的井间距离长（模型为707.10m）＂的地层作为热储层。

CPGS国内外研究现状及发电应用进展

CPGS结合了CO_(2)地质封存和深部地热开发2种技术的优势,在实现地热能开采的同时,也对CO_(2)进行了地质封存,从而实现了温室气体减排和可再生能源利用技术的结合,CO_(2)的排放在最大限度上减少。介绍了增强型地热系统和CO_(2)羽流地热系统,对比分析了水和CO_(2)作为传热工质的优缺点,同时详细地介绍了CO_(2)羽流地热系统的国内外研究现状以及研究需要改进之处。最后介绍了3种CO_(2)羽流地热系统发电应用技术,即热伏发电、有机朗肯循环发电技术、基于以太阳能为辅助热源的CPGS-sCO_(2)布雷顿联合循环发电技术。