地?zé)崮苁且环N綠色低碳、可循環(huán)利用的可再生能源,具有儲(chǔ)存量大、清潔環(huán)保、穩(wěn)定可靠等特點(diǎn),干熱巖屬于地?zé)崮苤械囊环N,其能源儲(chǔ)存量大約占地?zé)豳Y源總量的三分之一。所以近幾年利用干熱巖發(fā)電采暖成為人們研究的熱點(diǎn),干熱巖采暖技術(shù)雖相較于發(fā)電來(lái)說(shuō)更易于實(shí)現(xiàn),但熱儲(chǔ)層在供暖應(yīng)用過(guò)程中的產(chǎn)熱穩(wěn)定性及產(chǎn)熱效果仍需探索研究。論文對(duì)比分析了不同干熱巖熱儲(chǔ)層致裂技術(shù),得出二氧化碳?jí)毫研纬闪芽p數(shù)量多、分布均勻、縫寬適宜,而水力壓裂裂紋數(shù)量較少,多是較長(zhǎng)主裂紋。綜合得到在裂縫形態(tài)以及對(duì)巖體和環(huán)境影響方面二氧化碳致裂優(yōu)勢(shì)明顯。本文針對(duì)干熱巖雙井置換系統(tǒng)建立了單裂隙的熱儲(chǔ)層模型,運(yùn)用Fluent軟件模擬研究了該系統(tǒng)一個(gè)供暖周期（五個(gè)月）內(nèi)裂隙寬度、工作流體流速、巖層初始溫度對(duì)生產(chǎn)井的出水溫度、裂隙周圍巖層溫度分布、工作流體在裂隙內(nèi)的溫度及產(chǎn)熱速率等的影響。結(jié)果表明:巖層初始溫度對(duì)生產(chǎn)井的出水溫度、產(chǎn)熱速度影響較顯著,初始溫度越大,生產(chǎn)井出水溫度及產(chǎn)熱速率越大,裂隙周圍的取熱半徑越大。模擬了基礎(chǔ)模型熱儲(chǔ)層連續(xù)運(yùn)行十年的開(kāi)采溫度變化得到系統(tǒng)連續(xù)取熱六年半左右時(shí)間便不能滿足供暖需求,但文中將干熱巖應(yīng)用于供暖,非供暖期可進(jìn)行熱... 

【文章來(lái)源】：西安科技大學(xué)陜西省

【文章頁(yè)數(shù)】：64 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

干熱巖開(kāi)發(fā)利用圖（楊艷林[6]，2014）

熱交換形成高溫介質(zhì)熱水，從中間通道開(kāi)采出來(lái)，這是該原理完整的一個(gè)運(yùn)行流程。殼體的內(nèi)管在壓力的作用下，通過(guò)熱交換器進(jìn)行熱交換后開(kāi)提取熱量。單井循環(huán)置換法的優(yōu)勢(shì)是系統(tǒng)總共只需要一口井，這樣在建造人工熱儲(chǔ)層時(shí)的面積就會(huì)相應(yīng)的小很多很多，所以可解決前期投入金額大這一難題。但是這個(gè)系統(tǒng)也有一個(gè)不能忽視的缺點(diǎn)，有限的地下熱交換面積導(dǎo)致有限的熱交換，并且由于垂直套管太長(zhǎng)，很容易造成熱量損失，這樣如果要保證出水溫度達(dá)標(biāo)就需要巖石的溫度更高些，這對(duì)熱儲(chǔ)層的初始溫度來(lái)說(shuō)就需要很高的溫度標(biāo)準(zhǔn)。系統(tǒng)原理圖如圖1.2所示。圖1.2干熱巖單井置換原理圖

1緒論8（2）雙井循環(huán)置換法這種干熱巖系統(tǒng)具有兩個(gè)井(一個(gè)注入井，一個(gè)生產(chǎn)井）并且在注入井和生產(chǎn)井之間是有一個(gè)可充分滿足水與巖石換熱距離的，這個(gè)間距可以用來(lái)區(qū)分雙井與單井系統(tǒng)。利用水力壓裂等方式在地下干熱巖中建造人工熱儲(chǔ)層，注入井注水流入熱儲(chǔ)層流經(jīng)高溫巖石，充分換熱開(kāi)采出巖石的熱量。生產(chǎn)井和輸入井之間需要一個(gè)合適的距離，這個(gè)距離既要能滿足工作流體與高溫巖石能完全充分的進(jìn)行換熱，也要能確保生產(chǎn)井在熱儲(chǔ)層的裂隙范圍內(nèi)保證提取出熱能的工作流體順利從生產(chǎn)井開(kāi)采出來(lái)。放熱后的工作流體可繼續(xù)從注水井流入熱儲(chǔ)層進(jìn)行下一個(gè)循環(huán)運(yùn)行。其系統(tǒng)構(gòu)成可簡(jiǎn)化為如圖1.3所示。圖1.3干熱巖多井置換原理圖多井干熱巖系統(tǒng)是有多口井，但其基本運(yùn)行原理是與雙井系統(tǒng)類似的，只不過(guò)在注水井或者生產(chǎn)井的數(shù)量上有一定的差別。其本質(zhì)與兩井系統(tǒng)的本質(zhì)相同，但是流體的流速等方面有所增加。據(jù)了解迄今為止國(guó)外大部分國(guó)家對(duì)干熱的開(kāi)發(fā)利用時(shí)采用的都是干熱巖多井系統(tǒng)。多井式置換系統(tǒng)也有它的優(yōu)缺點(diǎn)，當(dāng)生產(chǎn)井井的數(shù)量增加時(shí)，產(chǎn)生的熱水量不會(huì)改變，但會(huì)增加水的滲漏量，從而增加了可開(kāi)采的熱量；當(dāng)注入井?dāng)?shù)量增加時(shí)，產(chǎn)生的熱水量將減少，并且面積區(qū)域可開(kāi)采熱流量損失。1.5干熱巖地?zé)嵯到y(tǒng)的商業(yè)價(jià)值及科研價(jià)值整個(gè)干熱巖供暖系統(tǒng)相當(dāng)于一個(gè)大型的天然的高溫高壓裝置，因此具有巨大的科研與商業(yè)價(jià)值[37-39]（1）在水-巖相互作用實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，可將示蹤元素直接添加到水中，以通過(guò)水循環(huán)監(jiān)測(cè)水-巖相互作用的過(guò)程，這種行為對(duì)沉積科學(xué)和液相微結(jié)構(gòu)具有重要意義。


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