基于地下水热耦合模拟的开封深层地热抽水-回灌研究
发布时间：2021-10-29 04:01
随着石油、煤炭等传统化石能源对地球环境的影响越来越大,地热能作为一种绿色能源越来越受到关注,绿色低碳可再生的优点使其在未来开发潜力巨大。开封市地处开封凹陷,地热资源丰富程度及开发程度在河南省均处于前列,地热资源的开发为促进当地经济发展和提高民生均做出了较大贡献。但长期的“只开采而无尾水回灌”式开发致使热储层水位埋深日益增大、地热水抽采量下降等问题。而地热尾水的回灌是解决上述问题的有效途径,保障地热资源的长期利用。因此在研究区进行地热抽水回灌模拟是十分有必要的。本文利用FEFLOW建立研究区地下水流与热运移耦合模型,依据模型对不同采灌情况进行模拟分析,并分别对渗流场和温度场对渗透系数及岩石热导率的参数敏感性进行分析,对第四热储层资源量及可采资源量进行计算,主要得到以下结论:（1）在第四热储层内规划地热井,为避免热突破,回灌温度15℃时,回灌率分别为30%、50%、100%时,建议地热抽灌井间距分别200m、300m、400m为宜。（2）以控制变量法对回灌率及回灌距离的变化对渗流场和温度场的影响的进行模拟分析,结果发现回灌率的增大可有效减小开采井中水位降深,减小降落漏斗面积,但会使开采井的...
【文章来源】：中国地质大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线图
92研究区概况本章在简单介绍研究区自然地理及区域地质条件的基础上，重点介绍研究区热储层的水文地质及地热地质条件，为之后研究区水热耦合模型的建立提供基矗2.1自然概况2.1.1地理及地形地貌开封市地理上处于华北平原中部地区，区域海拔大多分布于69m到78m之间，地形平坦，地势上总体上呈现为由西向东逐渐降低，微向北东、南东倾斜的特征。图2-1为开封市地理位置示意图。区域内地貌类型主要以堆积地形为主，大部分地区属黄河下游冲积平原，地面开阔平坦，按形态划分为四类，分别为黄河漫滩区、背河洼地区、微倾斜平原区、沙丘分布微起伏地区，如图2-2所示。图2-1开封市地理示意图
10图2-2开封市及邻近地区地貌图2.1.2气象水文开封市属于温暖带大陆性半干旱季风气候，四季有明显的差异。工作区多年气温的平均值分布于13.1℃～14.5℃之间，多年降水量平均值约为600mm。全年降水量大多发生在在每年的6、7、8、9月份。研究区多年平均水面蒸发量1200～1400mm，陆面蒸发量为500～600mm，主要集中在每年的4～7月份。多年相对湿度的平均值为65%～75%，表现为自东南向西北降低。开封地区发育两大水系，分别为黄河水系、淮河水系。两大水系中黄河流经开封长度约为30km，是流经该地区最大水系，黄河水系多年流量平均值约为1406m3/s，黄河单宽流量约为3000m3/d且有较强的侧渗能力，是开封市地下水资源的补给来源之一。2.2区域地质条件2.2.1地层岩性研究区内地热水主要开采自新生界。该地区新生界的厚度一般为3000m左
【参考文献】：
期刊论文
[1]国内地热资源类型特征及其开发利用进展[J]. 王转转,欧成华,王红印,靳平平,李丹,张玉萍. 水利水电技术. 2019(06)
[2]2018年地热勘探开发热点回眸[J]. 马峰,王贵玲,魏帅超,孙占学. 科技导报. 2019(01)
[3]中国地热资源潜力评价[J]. 王贵玲,张薇,梁继运,蔺文静,刘志明,王婉丽. 地球学报. 2017(04)
[4]咸阳地区地热采灌井最佳井距分析[J]. 党书生,马致远,郑磊. 地下水. 2016(01)
[5]西安与咸阳孔隙型热储尾水回灌堵塞机理对比[J]. 郑磊,马致远,郑会菊,何丹,李妍. 水资源保护. 2015(03)
[6]鲁北砂岩热储地热尾水回灌试验研究[J]. 赵季初. 山东国土资源. 2013(09)
[7]从欧洲地热发展看我国地热开发利用问题[J]. 汪集暘,龚宇烈,陆振能,马伟斌. 新能源进展. 2013(01)
[8]开封凹陷区地热水水化学特征及同位素分析[J]. 王现国,张慧,张娟娟. 安全与环境工程. 2012(06)
[9]地热采灌对井回灌温度场的模拟研究[J]. 程万庆,刘九龙,陈海波. 世界地质. 2011(03)
[10]孔隙型地热采灌开发方案的数值模拟研究[J]. 雷海燕,朱家玲. 太阳能学报. 2010(12)
博士论文
[1]基于水源型浅层地热能采集场地水—热耦合模拟与应用[D]. 孙海洲.中国矿业大学(北京) 2018
[2]地下热水流动与热量运移的三维非稳定流数值模拟研究[D]. 赵敬波.中国地质大学(北京) 2015
[3]水源热泵对地温场的影响及适宜性评价研究[D]. 赵静.中国地质大学（北京） 2009
硕士论文
[1]水源热泵适宜性评价及含水层温度场分析[D]. 赖光东.长安大学 2018
[2]西安三桥地区孔隙型地热尾水回灌模拟及前景展望[D]. 许勇.长安大学 2018
[3]天津东丽湖区基岩地下热水的三维非稳定流数值模拟[D]. 李婧玮.中国地质大学(北京) 2015
[4]琼北盆地地热田特征及流量—温度耦合模型研究[D]. 石小蒙.中国矿业大学 2014
[5]北京市小汤山地区基岩热储数值模拟研究[D]. 朱加蓝.中国地质大学（北京） 2014
[6]忻州市奇村地热资源评价[D]. 王俊鑫.中国地质大学（北京） 2014
[7]广东从化温泉区地下热水的分布特征和数值模拟研究[D]. 郭帅.中国地质大学（北京） 2013
[8]基于地下流场与温度场耦合模拟的抽水～回灌优化方案研究[D]. 韦卫敏.合肥工业大学 2012
[9]开封市城区地热水资源评价及可持续开发利用研究[D]. 张良.河南理工大学 2011
[10]地热回灌示踪技术及热储模拟实验研究[D]. 李元杰.中国地质科学院 2010
本文编号：3463918
【文章来源】：中国地质大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线图
92研究区概况本章在简单介绍研究区自然地理及区域地质条件的基础上，重点介绍研究区热储层的水文地质及地热地质条件，为之后研究区水热耦合模型的建立提供基矗2.1自然概况2.1.1地理及地形地貌开封市地理上处于华北平原中部地区，区域海拔大多分布于69m到78m之间，地形平坦，地势上总体上呈现为由西向东逐渐降低，微向北东、南东倾斜的特征。图2-1为开封市地理位置示意图。区域内地貌类型主要以堆积地形为主，大部分地区属黄河下游冲积平原，地面开阔平坦，按形态划分为四类，分别为黄河漫滩区、背河洼地区、微倾斜平原区、沙丘分布微起伏地区，如图2-2所示。图2-1开封市地理示意图
10图2-2开封市及邻近地区地貌图2.1.2气象水文开封市属于温暖带大陆性半干旱季风气候，四季有明显的差异。工作区多年气温的平均值分布于13.1℃～14.5℃之间，多年降水量平均值约为600mm。全年降水量大多发生在在每年的6、7、8、9月份。研究区多年平均水面蒸发量1200～1400mm，陆面蒸发量为500～600mm，主要集中在每年的4～7月份。多年相对湿度的平均值为65%～75%，表现为自东南向西北降低。开封地区发育两大水系，分别为黄河水系、淮河水系。两大水系中黄河流经开封长度约为30km，是流经该地区最大水系，黄河水系多年流量平均值约为1406m3/s，黄河单宽流量约为3000m3/d且有较强的侧渗能力，是开封市地下水资源的补给来源之一。2.2区域地质条件2.2.1地层岩性研究区内地热水主要开采自新生界。该地区新生界的厚度一般为3000m左
【参考文献】：
期刊论文
[1]国内地热资源类型特征及其开发利用进展[J]. 王转转,欧成华,王红印,靳平平,李丹,张玉萍. 水利水电技术. 2019(06)
[2]2018年地热勘探开发热点回眸[J]. 马峰,王贵玲,魏帅超,孙占学. 科技导报. 2019(01)
[3]中国地热资源潜力评价[J]. 王贵玲,张薇,梁继运,蔺文静,刘志明,王婉丽. 地球学报. 2017(04)
[4]咸阳地区地热采灌井最佳井距分析[J]. 党书生,马致远,郑磊. 地下水. 2016(01)
[5]西安与咸阳孔隙型热储尾水回灌堵塞机理对比[J]. 郑磊,马致远,郑会菊,何丹,李妍. 水资源保护. 2015(03)
[6]鲁北砂岩热储地热尾水回灌试验研究[J]. 赵季初. 山东国土资源. 2013(09)
[7]从欧洲地热发展看我国地热开发利用问题[J]. 汪集暘,龚宇烈,陆振能,马伟斌. 新能源进展. 2013(01)
[8]开封凹陷区地热水水化学特征及同位素分析[J]. 王现国,张慧,张娟娟. 安全与环境工程. 2012(06)
[9]地热采灌对井回灌温度场的模拟研究[J]. 程万庆,刘九龙,陈海波. 世界地质. 2011(03)
[10]孔隙型地热采灌开发方案的数值模拟研究[J]. 雷海燕,朱家玲. 太阳能学报. 2010(12)
博士论文
[1]基于水源型浅层地热能采集场地水—热耦合模拟与应用[D]. 孙海洲.中国矿业大学(北京) 2018
[2]地下热水流动与热量运移的三维非稳定流数值模拟研究[D]. 赵敬波.中国地质大学(北京) 2015
[3]水源热泵对地温场的影响及适宜性评价研究[D]. 赵静.中国地质大学（北京） 2009
硕士论文
[1]水源热泵适宜性评价及含水层温度场分析[D]. 赖光东.长安大学 2018
[2]西安三桥地区孔隙型地热尾水回灌模拟及前景展望[D]. 许勇.长安大学 2018
[3]天津东丽湖区基岩地下热水的三维非稳定流数值模拟[D]. 李婧玮.中国地质大学(北京) 2015
[4]琼北盆地地热田特征及流量—温度耦合模型研究[D]. 石小蒙.中国矿业大学 2014
[5]北京市小汤山地区基岩热储数值模拟研究[D]. 朱加蓝.中国地质大学（北京） 2014
[6]忻州市奇村地热资源评价[D]. 王俊鑫.中国地质大学（北京） 2014
[7]广东从化温泉区地下热水的分布特征和数值模拟研究[D]. 郭帅.中国地质大学（北京） 2013
[8]基于地下流场与温度场耦合模拟的抽水～回灌优化方案研究[D]. 韦卫敏.合肥工业大学 2012
[9]开封市城区地热水资源评价及可持续开发利用研究[D]. 张良.河南理工大学 2011
[10]地热回灌示踪技术及热储模拟实验研究[D]. 李元杰.中国地质科学院 2010
本文编号：3463918
本文链接：https://www.wllwen.com/shoufeilunwen/benkebiyelunwen/3463918.html
