地热钻井井型选择及参数优化设计

发布时间：2021-01-01 04:40

　　地热能作为一种清洁环保能源受到越来越广泛的关注和应用,目前国内外地热能开发利用的方式仍然以钻井为主。在系统调研了国内外地热井型的基础上,根据其井筒数量将地热井型分为单井系统和多井系统,根据井筒内流体是否进入地层又分为开环系统和闭环系统,并分析了各种井型及系统的特征。本文主要研究了井筒内的流体不进入地层,对地层无干扰的闭环系统。本文选取了单井系统、U型对接井系统和一注多采地热井系统并结合传热学相关理论,建立了地热井筒的一维稳态传热模型,根据所建模型可以计算井筒内任意位置处的流体温度及换热量;调研了三种井型系统的费用定额,比较了其各自的回收期,单井系统回收期是22年,U型井回收期是18年,一注多采井回收期是11年。根据系统回收期得出一注多采井型优于U型井系统和单井系统,在实际工程应用中可以作为参考,还可采用不同井型组合的方式。用数值模拟软件ANSYS对U型井的换热过程进行了模拟,建立了U型井的几何模型。通过对比模拟所得的井筒温度变化曲线与数学模型计算曲线,结果表明注入井直井段的出口水温最大误差为4.24%,水平段曲线基本吻合,表明建立的数学模型是可靠的,在温度分布云图上可以直观的显示井筒内... 

【文章来源】：西安石油大学陕西省

【文章页数】：80 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-1双井式EGS发电的概念性示意图

（2）系统的对目前国内外的所有地热井型作一个调研，并对所有井型特征作一个介绍，根据不同特征对井型进行分类。（3）结合传热学相关理论，通过合理假设建立井筒内部流体温度分布的数学模型，并用建立的数学模型计算井筒内流体在任意位置处的温度以及换热量。（4）选取单井循环系统、U 型水平对接井系统、一注多采系统三种典型的地热井型结合其数学模型计算出来的换热量和各种井型的费用定额，综合计算各种井型的回收期做到井型优选。（5）利用 ANSYS 对 U 型水平对接井井型模拟计算，分析其换热效果，井筒周围温度变化特征，流体注入流速，井筒直径，水平段井筒长度和地温梯度对其采出水温度和换热量的影响，寻求最佳的地热井参数。1.3.2 技术路线

第二章 地热开采常见井型及其特征分析，钻井技术仍然是地热资源勘探与开发的唯一手段[33]。我国地热，目前已钻成且运行的地热井数量约为 4000 口[34]，以中深层地热接开采的利用率位居世界第一。2010-2014年世界42个国家共钻地由高到低：中国（386 口）、土耳其（320 口）、美国（231 口，我国井口温度>150℃的井 10 口。

【参考文献】：
期刊论文
[1]增强型地热系统:国际研究进展与我国研究现状[J]. 许天福,胡子旭,李胜涛,姜振蛟,侯兆云,李凤昱,梁旭,冯波.  地质学报. 2018(09)
[2]竖向U型深埋管建筑供暖连续及间歇运行的现场实验[J]. 王兴,李超,官燕玲,周聪,荀迎九,桂林平.  区域供热. 2018(03)
[3]流体注入过程中井筒温度场计算及影响因素分析[J]. 陈超峰,王补信,付前进,李雪彬,胡广文,刘奥.  化工技术与开发. 2017(11)
[4]地热资源热能发展及提取技术现状[J]. 苏逊卿.  石化技术. 2017(09)
[5]中低温地热井钻井完井工艺技术研究与实践[J]. 王培义,马鹏鹏,张贤印,杨卫.  石油钻探技术. 2017(04)
[6]干热岩生产井温度场的热力计算[J]. 唐志伟,米倡华,安爱明,张学峰.  北京工业大学学报. 2017(04)
[7]西安市地热资源开发利用现状分析及对策建议[J]. 王联兵.  西部资源. 2016(06)
[8]干热岩资源和增强型地热工程:国际经验和我国展望[J]. 许天福,袁益龙,姜振蛟,侯兆云,冯波.  吉林大学学报(地球科学版). 2016(04)
[9]关于增强型地热系统的技术研究[J]. 张超,张亚伟,乔婧,唐晓龙,刘洪泉,朱昱衡,李金龙.  节能. 2016(07)
[10]干热岩地热开发钻井技术难点与对策[J]. 刘伟莉,马庆涛,付怀刚.  石油机械. 2015(08)

硕士论文
[1]多分支井经济效益研究[D]. 王加滢.大庆石油学院 2003



本文编号：2950928