面向成本的中深层地热储群井采灌优化布局研究

发布时间：2021-06-11 04:34

　　回灌是水热型地热资源开发的必由之路。但是,回灌冷水可能会引起热突破,致使开采井水温降低,热田寿命缩短。为此,需要对热田区开采井与回灌井进行合理布局,以实现地热资源可持续开发利用。本文基于地热系统数值模拟平台（OpenGeoSys）,采用面向成本的地热田采灌井布局优化方法,充分考虑热田地热地质特征、水文地质特征以及生产的实际需求,输出给定采灌情景下的热储温度与压力的变化,并利用成本核算模型,综合考虑热储压力和温度变化所产生的附加成本,以成本最低为优化目标,给出最优采灌模式。本文以牛驼镇地热田为例,对比了雄县地区群井开采背景下,对井采灌与集中采灌的经济成本。结果表明,对井采灌模式下,热田中心热储压力下降较小,但温度下降较大;集中采灌模式下,热田中心热储压力下降相对较大,而温度下降相对较小。对其进行成本核算表明,在50年的开发寿命以内,采用对井采灌模式产生的成本为1.4×10⁸元,采用集中采灌模式则为6×10⁷元,优于对井采灌模式。本文所采用的优化算法,适用性广,有助于地热田的可持续开发利用。 

【文章来源】：科技促进发展. 2020,16(Z1)CSCD

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

采灌布局优化算法流程图（改自文献[22])

雄县，雄安新区辖县之一，地处冀中平原，地理位置上与北京和天津共同构成地热“金三角”。雄县主要采用地热供暖，供暖时期从每年11月中旬-次年3月中旬。从大地构造位置上讲，雄县位于渤海湾盆地内冀中凹陷的北部。区域内凸起和凹陷相间分布，第4系和上第3系砂岩、砾岩和泥岩近乎水平，下第3系砂岩、砾岩和泥岩倾角平缓。下伏地层包括白垩系、侏罗系、二叠系、石炭系、奥陶系、寒武系、青白口系、蓟县系和长城系，以及太古界变质岩，分布厚度和范围不均(图2)。对雄县范围内地热田具有重要影响的断层构造主要包括牛东断层、大兴断层、容城断层、牛南断层和雄县断层(图2)。其中，前4个断层共同构成牛驼镇凸起的边界，形成于燕山运动晚期，在喜马拉雅运动早期活动加剧，是长期有活动的断层。整体而言，牛驼镇凸起为前新生界的单斜构造，地层倾向NW。

边界条件设置如下（见图3）。牛驼镇地热田西部和北部的容城断层和大兴断层为透水边界，可接受来自北部燕山和西部太行山的补给。东部和南部的牛南断层和牛东断层为弱透水边界。因此，将选定的断层作为定水头边界，采用Kong[25]等给出的地下水年龄标定区域流速。

【参考文献】：
期刊论文
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博士论文
[1]天津地区雾迷山组热储地热回灌研究[D]. 阮传侠.中国地质大学(北京) 2018



本文编号：3223823