单井闭循环地热系统可持续开发潜力数值模拟

为了提高地热系统的产热量、实现地热能高效可持续开发的目标,需要明确储层温度恢复在地热系统间歇运行过程中的作用及其重要性。为此,以吉林省松原市某实际供热场地的单井闭循环地热系统为研究对象,利用物联网技术进行地热系统智能监测与数据采集,采用TOUGH2-WELL模拟程序模拟了单井闭循环地热系统可持续开发的潜力;进而将实测、模拟数据进行拟合来确定精确的模型参数,通过改变注入温度和注入流速来探究最佳的开采方式。研究结果表明:①在现有开采模式下,地热系统运行30年后产热量下降17%;②若将注入温度由25℃提高到31℃,则出水口温度下降幅度变小,产热量降低10.5%;③若将注入流速从8 kg/s提高到20 kg/s,出水温度虽然降低约4℃,但岩层的热恢复情况较好,产热量增大2.67%。结论认为:①在保持注入温度不变的情况下,提高注入流速,系统长期运行后生产水温下降幅度较小,岩层的热恢复情况好,更有利于地热能的持续开采;②在保持注入流速不变时情况下,地热系统在长期运行后注入温度越高,出水温度下降幅度越低,储层热恢复情况越好。