深层垂直井同轴换热能力数值模拟分析

发布时间：2023-04-09 02:01

　　针对中深部(1500～4000m)地热资源深井同轴"保水取热"科学评价问题,以COMSOL Multiphysics多物理场耦合数值计算软件为模拟平台,构建垂直单井岩–水耦合传热模型,以西安地区地层与地温特征为模拟背景,计算分析2种地温梯度(0.027、0.030℃/m)与4种注水口流速(0.25、0.50、0.75、1.00 m/s)工况下深层(3 500 m)地热单井套管换热能力。同时,建立5种井间距下的群井数值模型,分析不同井间距下群井中心井的出口温度变化规律。模拟结果显示:地温梯度越大,进出口温差越大,单位时间换热量与单位延米换热量越大;入口注水流速越大,进出口温差越小,但单位时间换热量与单位延米换热量越大,即地温梯度、流速越大,深层垂直钻孔套管换热的效率越高;西安地区3 500 m井深工况下,相邻地热井的间距为30 m时能够保证其地层温度不会相互干扰。研究结论可为深层地热开发利用提供科学参考。

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【文章目录】：
1 岩–水换热模型构建方法
    1.1 概念模型
    1.2 数学模型
    1.3 数值模型构建
2 单井套管换热模型分析
    2.1 模型构建
    2.2 数值计算结果
    2.3 单井套管换热模型校验
3 群井换热模型分析
4 结论



本文编号：3786859