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汽-液两相地热热储集总参数模型及其多目标优化研究

发布时间:2021-01-08 22:49
  采用集总参数模型(或“水箱”、“储罐”模型)对地热热储的未来生产量进行评估是地热热储工程中很重要的一环,借助这一类模型可以精确高效地评价热储生产的可持续性。关于低温地热热储的集总参数模型已经日趋完善,然而鲜有针对高温地热热储或汽-液两相地热热储的集总参数模拟。此外,以往的集总参数模型通过采用压缩率的方式将汽-液两相流体当作单相流体处理。考虑到汽-液混合物的压缩率会随干度及压力的改变而急剧变化,且热储是否为非承压储层对压缩率也有非常大的影响。因此,这样的模型存在着很大的不确定性。为了解决这一问题,本文引用干度作为新变量,提出了一个能被广泛应用的两相集总参数模型用以模拟地热热储的压力、温度以及干度响应。集总参数模型作为一个动态模型,以更少的计算成本实现较高精度的模拟。本文所提出的集总参数模型以水和蒸汽为唯一工质,提出了两相以及过热集总参数模型。该模型中存在着大量的预估参数和热力学参数,且水蒸气性质是通过插值法求得。因而该模型是一个非线性且多参数的问题,且不易得出优化过程中目标方程的梯度信息、Hessian阵和Jacobian矩阵。因此,本文采用BFGS拟牛顿法和遗传算法(Genetic A... 

【文章来源】:天津大学天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】:63 页

【学位级别】:硕士

【文章目录】:
摘要
ABSTRACT
Nomenclature
Chapter 1 Introduction
    1.1 Overview
        1.1.1 Geothermal Reservoir Modelling
        1.1.2 Lumped Parameter Modelling
    1.2 Research Contents and Chapter Arrangement
Chapter 2 Introduction to Reservoir Modelling
    2.1 Numerical Modelling
    2.2 Liquid-Phase Lumped Parameter Modelling
        2.2.1 Basic Concepts in Lumped Parameter Modelling
        2.2.2 Construction of the Mathematical Representations
Chapter 3 Two-phase Lumped Parameter Modelling
    3.1 Construction of Mathematical Representations for Tank Models
        3.1.1 Governing Equations
        3.1.2 Explanations of Connectivity
    3.2 Construction of Mathematical Representation for Wells
        3.2.1 Governing Equations
        3.2.2 The Calculation of Production Rate
    3.3 History Matching
Chapter 4 BFGS Update and Genetic Algorithm
    4.1 BFGS Quasi-Newton Method
    4.2 Genetic Algorithm
Chapter 5 Results
    5.1 Analysis on the Input Parameters
        5.1.1 Connectivity for Fluid Flow and Thermal Conduction
        5.1.2 Volume of Tanks and Corrected Permeability for Wells
        5.1.3 Correction Factor for the Pressure Loses in Wells
        5.1.4 Effect of Well Head Pressure on Production Rate
    5.2 Data Fitting
        5.2.1 Introducing the Pseudo History Data and A Simpler Model
        5.2.2 Results of Data Fitting
    5.3 The Effect of A Well-Tank Coupled Model
Chapter 6 Conclusions and Future Works
    6.1 Conclusions
    6.2 Future works
REFERENCES
APPENDIX A
APPENDIX B
APPENDIX C
发表论文和参加科研情况说明
致谢


【参考文献】:
期刊论文
[1]典型高温地热系统——羊八井热田基本特征[J]. 多吉.  中国工程科学. 2003(01)



本文编号:2965453

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