地热储层岩体粗糙裂隙的热流耦合效应研究

为了解决地热开采涉及复杂的多物理场耦合问题,提高开采效率,本文针对开采过程中的渗流-传热问题以离散元软件3DEC构建岩体粗糙裂隙热-流耦合数值模型。考虑不同三维形貌特征的岩体裂隙,模拟水力开度为19.17μm在不同流速时的水-岩温度变化规律。结果表明:由于裂隙形貌的阻滞作用,粗糙面出水口温度下降较慢,出水口温度有所上升,模型达到稳态所需的时间随流速和对流换热系数的增大而减小。裂隙形貌对流体和岩体温度分布均有影响,粗糙裂隙面的冷锋形态和裂隙面的形貌密切相关。光滑裂隙热突破快于粗糙裂隙,增加裂隙面的粗糙度有助于延长热突破时间。粗糙裂隙面相对于光滑裂隙面的总热量提取率略有提升,流速和对流换热系数的增加显著提高总热量提取率。通过本文研究可以为地热能系统的设计提供重要参数和指导,能够提高地热能开发利用效率。

四川盆地大地热流特征及热储系统类型

四川盆地地热资源类型多、储量大,可利用总量位居全国第3位,具备地热资源开发利用的基础。为进一步明确盆地的热体制对区域地热能资源评估的作用,根据四川盆地内钻井的基本地热参数与盆地构造演化过程,系统研究了盆地热流分布及主控因素、热储系统类型以及有利地热资源分布。研究结果表明:①四川盆地沉积地层的热结构分为3种,分别为受控于基底热流背景与裂陷槽岩石热导率差异的加里东阶段热结构;受控于峨眉大火成岩省玄武岩喷发及盆地拉张作用的海西阶段热结构;受盆缘强烈造山运动形成的中新生代热结构。②提出了震旦纪—早寒武世与晚二叠世—中三叠世封闭型层控热储系统与开放型断褶热储系统2类、3种热储系统类型。③明确了断裂带深循环地热资源、强构造背景下的异常高温地热资源与早期深埋地热资源3类有利地热资源类型及其优势分布区。结论认为,四川盆地地热资源勘探开发潜力巨大,取得的认识对四川盆地地热资源的勘查与评价具有重要的促进和推动作用。