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针对增强型地热系统中水通过复杂裂缝系统提取干热岩储层热量的过程,基于离散裂缝网络模型热流耦合构建了增强型地热系统的解析模型,利用Laplace变换得到了干热岩储层解析解,分析了在五点井网开采下注采井网参数对出口端温度及热提取的影响。研究结果表明:不同裂缝网络和井网模型下出口端温度下降幅度和热突破的时间不同;在相同裂缝网络下,井距越大,热突破时间越晚,当井距分别为50.0、100.0和150.0m时,热突破时间分别为2.0、5.2和15.0a;注水速率越小,温度下降越慢,当注水速率分别为0.1,0.2和0.3kg/s时,生产20.0a,温度下降幅度分别为53.0,34.5和26.8℃;通过正交实验分析方法得到注采参数中井距影响最大,其极差为13.15,其次为注水速率和注水温度,井网模型影响最小。 相似文献
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针对英东地区含油储层井段长、非均质性严重、传统渗透率模型无法满足储层评价精度要求这一矛盾,在综合试油、MDT资料,深入分析油、气、水、干层测井响应特征的基础上,利用传统的流动带指数按照“单元化分类评价”的思路分地层对储层渗透率进行表征计算,并在此基础上建立电性参数下渗透率流动带指数计算模型。工区实际生产资料评价结果表明,利用流动带指数渗透率模型计算出的渗透率相对误差低于25%,绝对误差也能控制在半个数量级以内,其结果有效地提高了非均质储层渗透率预测精度,符合储层实际情况,能够满足油藏描述及生产的需要,对该地区后续长井段复杂储层非均质性研究和后期层间吸水矛盾治理具有一定的指导意义。 相似文献
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研究地热储层裂隙岩体中的渗流传热过程对干热岩地热资源的开采具有重要的意义。本文以干热岩地热工程为背景,采用COMSOL Multiphysics数值模拟软件对地热储层单裂隙岩体中渗流传热机理进行了研究,并分析了流体注入速度和温度对岩体温度场的影响及其对干热岩地热工程的影响。研究发现流体参数对岩体温度场的影响主要体现在两个方面：一方面是对岩体温度场受扰动区域以及幅度的影响,另一方面是对岩体温度场达到稳态所需要时间的影响。流体注入速度的提升会降低系统的寿命和寿命期的出口法向总热量值,当考虑出口法向总热通量时,存在最佳流体注入速度,本研究中最佳流体注入速度为0.011m/s。流体注入温度的提升会增加系统的寿命和系统的出口法向总热通量和总热量。研究为干热岩自热资源的开发与利用提供了理论依据,为工程运行参数的设计提供了参考依据。 相似文献
4.
《地质科技情报》2017,(1)
由于裂谷盆地浅层疏松砂岩储层非均质性强,渗透率级差变化范围巨大,常规相控建模无法表征储层内部非均质性,导致渗透率模拟结果与测井及试井解释难以匹配。为了解决这一难题,在沉积微相研究的基础上,利用流动分层指标(FZI)、孔隙喉道半径(R35)2个参数,将储层细分为4类流动单元,依据各流动单元的孔渗对应关系重新计算测井渗透率。采用分级相控建模的思路,首先建立沉积微相模型,在微相模型的控制下,建立流动单元模型。在此基础上,根据各流动单元的孔渗分布特征,建立各流动单元的孔隙度和渗透率场。该方法建立的三维地质模型,既精细刻画了储层内部非均质性,又能定量表征储层物性空间分布特征,保证渗透率模拟结果与测井及试井结果一致,为油藏数值模拟提供了准确的数据基础。 相似文献
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井筒自循环技术是开发干热岩地热的一种新技术,它采用油管和套管组成的U形通道作为换热器,目前对该项技术的现场和室内试验研究尚不够。文章建立了一个实验室规模的模拟装置来模拟干热岩局部井筒自循环的热交换过程,以水作为换热介质,进行一系列室内试验,对换热的影响因素及换热参数进行研究。试验结果表明:具有较大采热能力和热容量的花岗岩在高温下具有较高的采热速率;较高的注水速率会产生较高的采热速率,但出口温度会降低,因此,应慎重选择较高出口温度和较高采热量之间的平衡。相似性分析表明,876 m长的垂直井在602.8 m3/d的注入速率下,可从150 ℃的干热岩中获取的采热量高达565 kW,该结果与现场实测数据很接近,可以证明相似性分析结果的合理性。建立的模拟装置及试验原理也同样适用于“取热不取水”的中深层同轴套管式地埋管换热技术,可以为中深层地热开发研究和实际应用提供一定的参考。 相似文献
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油藏精细地质模型网格粗化算法及其效果 总被引：1，自引：0，他引：1
在前人研究基础上, 根据DP(Dykstra-Parsons)系数能定量评价储层非均质性, 微网格块的渗透率值粗化后, 其等效渗透率的上、下限(Cmin、Cmax)能反映渗透率的各向异性的特点, 提出了一种运算速度快和相对有效的网格粗化算法。该算法能考虑到储层非均质性对不同方向渗透率值的影响, 且求解过程相对简单。应用该方法对鄂尔多斯盆地中部某油藏的陆相储层的精细地质模型进行了网格粗化计算, 然后在粗化后的模型上进行油藏数值模拟研究, 同时针对研究区地质背景和产出流体微可压缩的物性特征, 首次利用流线模拟器对精细地质模型进行了油藏数值模拟研究, 并以此结果为标准, 对该网格粗化算法时效性进行了系统评价。分析表明, 该算法具有较快的计算速度和较高的可靠性, 是解决储层非均质强、物性差的陆相成因油藏精细油藏数值模拟的一种行之有效的手段。 相似文献
7.
热储层由基质系统和裂隙系统共同构成,二者热量传递的方式存在很大区别。仅考虑基质渗透率或裂隙渗透率,与实际采热过程并不相符。只有明确基质-裂隙双重渗透率下热储层的变化规律,才能更为合理、有效地开发地热资源。因此以青海共和盆地地热田GR1井为研究对象,基于热流固耦合理论,运用COMSOL数值模拟软件,建立双重孔隙介质渗透率水流传热模型。通过考虑不同基质渗透率(0,1×10-18,1×10-16m2)、裂隙渗透率(5×10-11,1×10-10,2×10-10m2),得到了储层温度场、应变场、应力场、位移场变化规律。研究发现:（1）仅考虑裂隙渗透率,会高估储层的开采寿命和产出温度;会低估采热过程中储层产生的压应变和沉降量,表明基质渗透率不能忽略。（2）最优裂隙渗透率为1×10-10m2,此时最适宜进行热开采;裂隙渗透率为2×10-10m2,储层寿命低于50 a。（3）采热初期,相比裂隙渗透率5×10-11m2时的最大压应变,裂隙渗透率为2×10-10m2时最大压应变提高了2. 74倍;采热40 a,相比裂隙渗透率为5×10-11m2,裂隙渗透率为2×10-10m2时,储层沉降量增加0. 164 05 m,沉降区域扩大3倍左右。所得结论对青海共和盆地干热岩开采过程中渗透率与储层变化规律的研究提供了一定参考。 相似文献
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储层孔隙结构的非均质性导致水驱不均,不同大小孔隙（喉）之间形成优势渗流流动.在水驱开发中后期,剩余油高度分散在储层孔渗系统中难以启动,如何对孔隙尺度的水驱优势流动进行抑制的同时又确保不堵塞油流通道,使剩余油被高效采出,是当前提高石油采收率技术基础研究的主要方向.制作微观仿真储层孔隙结构与尺度的非均质性物理模型,开展了连续相驱替流体（聚合物溶液、交联聚合物凝胶）和微纳米柔性微凝胶颗粒水分散体系驱油机理的对比实验.实验表明,作为连续相的传统聚合物溶液依靠粘度无区分地增加大小孔隙中的流动阻力,从而赋予低渗层区小孔隙中的剩余油以驱动力,将这些剩余油携带采出,当粘度过大时,甚至难以启动剩余油;微凝胶颗粒分散液作为低粘水分散流体,其中的凝胶颗粒优先进入大孔隙,暂堵在喉道处并抑制相对大孔隙中的流动,同时注入水转向进入相对小的孔隙,将其中的剩余油活塞式推出,该过程在空间和时间上是不断重复的.本文从流度调整的角度对实验结果进行了分析,结果表明传统的连续相驱替流体是依靠提升注入水的粘度实现流度的调整,而微凝胶颗粒水分散体系是通过降低注入水的相对渗透率,并相对提高油相渗透率,从而实现对流度的高效调整. 相似文献
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辫状河储层建模方法研究 总被引：10，自引：1，他引：9
辫状河储层在我国陆相盆地中广泛分布,而对这类储层的认识却较差。辫状河砂体的非均质性严重,这是影响开发效果的重要原因。本文以张家口地区的露头砂体为例,在密集取样的基础上建立了砂体的地质模型,分析了砂体的非均质性特征,探讨了辫状河储层的建模方法。根据孔隙度和渗透率的变差函数分别建立了孔隙度和渗透率的克里金模型和条件模拟模型;利用频谱分析法和变尺度分析法对渗透率进行了赫斯特指数的求取,得到该砂体的赫斯特指数的平均值在０.８左右,同时利用分形几何的插值理论建立了渗透率的分形几何模型。对各种模型进行的比较显示克里金模型较好地表现了物性参数的整体趋势;条件模拟模型较好地再现了储层非均质性;而分形几何模型既反映了储层宏观物性分布,又反映了其内部非均质性变化。整体上看,分形几何模型是一种相对比较好的模型,可应用于油田开发早期。 相似文献
10.
渤海湾盆地的大地热流高,5 000 m埋深地层平均温度为175℃,热储岩性以低孔低渗的变质岩、火成岩为主,具备形成干热岩资源的条件。基于大地热流、岩石热导率、生热率等热参数,利用COMSOL软件建立三维水热耦合的干热岩开采模型、分析不同井间距、注采速率、布井方式等差异开采方案下在100 a内对热储层温度的影响随开发时间的变化,选取最优方案并估算干热岩资源。结果表明：注采速率一定时,随着开采时间的增加,开采井水温度下降速率与井间距成反比;当注采井间距一定时,注采速率越大,开采井水温度下降越快,发生“热突破”的时间越早;其他条件相同的情况下,“两采两注”布井方案比“一采一注”布井方案获得的热量更多,开采效率更高。基于上述认识,确定研究区最优开采方案为：年限50 a、井间距400 m、注采量90 m3/h、“两采两注”方式。此方案下,可获得开采井水平均温度为172℃,对应全渤海湾盆地可采资源量为3.28×1019 J/a。以河北任丘市为例,按照民用住宅热负荷指标100 W/m2计算,利用最优方案进行干热岩的开采,仅需157.7... 相似文献
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干热岩(HDR)是指不含或仅含少量流体,温度高于180 ℃,其热能在当前技术经济条件下可以利用的岩体。作为一种重要的非常规地热资源,干热岩的开发利用可以借鉴页岩油气的成功经验,采用相似的技术发展路径,找到“地热甜点”,开发出低成本且高效的钻完井技术,逐步形成和完善技术体系,建立与对象相适应的生产运行模式,以期实现对这种巨大资源的有效开发利用。增强型地热系统(EGS)被认为是干热岩资源开采的一种重要方式。EGS最初被称为工程型地热系统,后来才统称为增强型地热系统,是指通过实施特殊的工程工艺,改善地层储集性能或(和)向地层中注入流体,以实现对地热资源的有效开发。其基本方法原理为在干热岩体内钻两口或多口井,将低温流体通过注入井注入干热岩体的天然裂缝系统,或注入通过压裂技术在钻井之间建立的具有水力联系的人工裂缝中加热,通过吸收干热岩内所蕴含的热能,将流体温度提高到一定程度后从生产井采出至地表或近地表进行利用,形成人工热交换系统,用于发电或取暖等。采用EGS技术开发干热岩地热资源,选区选址恰当与否是能否取得成功的最关键环节之一。中深层地热资源可分为水热型和干热岩型两大类、五亚类。其中,干热岩根据其热储孔渗条件差异又可分为无水优储、无水差储和无水无储三亚类,适合作为EGS开发对象的干热岩资源为其中的无水优储和无水差储两种类型。五类地热资源规模呈金字塔形,开发技术难度逐渐增加。基于由热储埋深、热储温度、热储岩性、热储物性、盖层厚度、盖层断裂发育条件等组成的地质资源条件,由钻探成井技术、储层改造技术、管理运营技术组成的工程技术条件,以及由地热需求和资源经济性组成的经济市场条件三个因素,本文建立了三因素分析与多层次指标分解法相结合的干热岩EGS选区评价方法和关键指标,在国内干热岩资源条件较好的17个候选区中,优选出西藏羊八井高温地热区和渤海湾盆地济阳坳陷潜山分布带作为EGS试验有利区。 相似文献
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地热能作为一种清洁低碳、稳定连续的非碳基能源,可为实现碳中和、碳达峰目标提供重要保障.通过回顾国内外干热岩和增强型地热系统的开发现状,储层改造建造技术现状和近期发展,微地震监测技术发展和诱发地震灾害评估方法进展,示踪技术进步和电磁法的监测潜力,展望干热岩和增强型地热系统增产技术发展前景和研究开发方向,为相关的工程技术和研究人员提供参考. 相似文献
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The Enhanced Geothermal System (EGS) is an artificial geothermal system that aims to economically extract heat from hot dry rock (HDR) through the creation of an artificial geothermal reservoir. Chemical stimulation is thought to be an effective method to create fracture networks and open existing fractures in hot dry rocks by injecting chemical agents into the reservoir to dissolve the minerals. Granite is a common type of hot dry rock. In this paper, a series of chemical stimulation experiments were implemented using acid and alkaline agents under high temperature and pressure conditions that mimic the environment of formation. Granite rock samples used in the experiments are collected from the potential EGS reservoir in the Matouying area, Hebei, China. Laboratory experimental results show that the corrosion ratio per unit area of rock is 3.2% in static acid chemical experiments and 0.51% in static alkaline chemical experiments. The permeability of the core is increased by 1.62 times in dynamic acid chemical experiments and 2.45 times in dynamic alkaline chemical experiments. A scanning electron microscope analysis of the core illustrates that secondary minerals, such as chlorite, spherical silica, and montmorillonite, were formed, due to acid-rock interaction with plagioclase being precipitated by alkaline-rock interactions. Masking agents in alkaline chemical agents can slightly reduce the degree of plagioclase formation. A chemical simulation model was built using TOUGHREACT, the mineral dissolution and associated ion concentration variation being reproduced by this reactive transport model. 相似文献
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地热能规模化利用的可持续开发,通常需要建立数学模型,以实现定量管理和预测。文章评述OpenGeoSys(OGS)数值模拟软件及其在地热资源开发利用过程中的应用算例。OGS是一款基于有限元的免费开源软件,它可处理与地热能开发相关的水流场-温度场-力学场-化学场等多场耦合过程。OGS已应用在国内外多个地热场地,文中着重介绍它在浅层地热能的流体温度变化预测、水热型地热能开发过程中的采灌井距优化、结垢机理和干热岩开发过程中的渗透性演化等方面的应用算例,为地热能的开发提供计算手段和参考。 相似文献
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Heat exchange during laminar flow in an open fracture is studied numerically on the basis of the Stokes equation in the limit of hydrothermal lubrication. We examine the influence of fracture roughness on hydraulic permeability and heat flux through the fracture sides when a cold fluid is injected into a homogeneous hot host rock. Spatial temperature fluctuations inside the fluid are studied assuming the temperature of the rock to be constant and the fracture aperture to be self-affine. An application to the case study at the deep geothermal reservoir of Soultz-sous-Forêts, France, is presented. Finally, a thermal model based on sparse spatial information of the geometrical aperture is successfully proposed to reproduce the response of the fracture. 相似文献
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The role of shear dilation as a mechanism of enhancing fluid flow permeability in naturally fractured reservoirs was mainly recognized in the context of hot dry rock (HDR) geothermal reservoir stimulation. Simplified models based on shear slippage only were developed and their applications to evaluate HDR geothermal reservoir stimulation were reported. Research attention is recently focused to adjust this stimulation mechanism for naturally fractured oil and gas reservoirs which reserve vast resources worldwide. This paper develops the overall framework and basic formulations of this stimulation model for oil and gas reservoirs. Major computational modules include: natural fracture simulation, response analysis of stimulated fractures, average permeability estimation for the stimulated reservoir and prediction of an average flow direction. Natural fractures are simulated stochastically by implementing ‘fractal dimension’ concept. Natural fracture propagation and shear displacements are formulated by following computationally efficient approximate approaches interrelating in situ stresses, natural fracture parameters and stimulation pressure developed by fluid injection inside fractures. The average permeability of the stimulated reservoir is formulated as a function of discretized gridblock permeabilities by applying cubic law of fluid flow. The average reservoir elongation, or the flow direction, is expressed as a function of reservoir aspect ratio induced by directional permeability contributions. The natural fracture simulation module is verified by comparing its results with observed microseismic clouds in actual naturally fractured reservoirs. Permeability enhancement and reservoir growth are characterized with respect to stimulation pressure, in situ stresses and natural fracture density applying the model to two example reservoirs. Copyright © 2002 John Wiley & Sons, Ltd. 相似文献
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水力压裂是青海共和盆地干热岩地热资源开发的难点技术问题之一。本文基于升级改造的大尺寸真三轴水力压裂物理模拟实验系统模拟干热岩储层高温高压环境,利用青海共和盆地露头岩心进行水力压裂物理模拟实验,揭示干热岩储层水力裂缝的起裂和扩展规律。通过物理模拟实验发现：干热岩储层裂缝起裂可以通过文中提出的起裂模型判断起裂方式和预测起裂压力;水力裂缝在岩石基质中的扩展形态简单,仅沿最大主应力方向延伸;但是水力裂缝会受到岩石中弱面的影响,发生转向沿弱面延伸,形成较复杂的裂缝形态。因此,建议在干热岩储层实际施工中,在天然裂缝发育较丰富的层段开展水力压裂,以实现复杂裂缝网络提取地热能。 相似文献
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青海共和盆地干热岩赋存地质特征及开发潜力 总被引：4，自引：1，他引：3
青海共和盆地贮藏有丰富的干热岩地热资源。为提升共和盆地干热岩地热资源成因的理论认识,进一步推动干热岩资源的勘探,文章从共和盆地干热岩热源机制、盖层条件、储层特征等方面对共和盆地干热岩资源成因件进行了全面分析。首先,结合区域地质构造分析、地热地质调查、地球物理（航磁、地震）解译等手段,在共和盆地恰卜恰岩体内实施了4口深度为2927~3705 m的干热岩勘查孔,并在3705 m处钻获236℃的优质干热岩资源,为中国非现代火山区干热岩地热资源勘探的首个重大突破。其次,系统测试了钻孔不同深度花岗岩放射性,结果表明,共和盆地花岗岩体铀、钍、钾放射性含量略高于大地背景值,放射性生热率较低,对干热岩热源的贡献小,其热源可能来自壳内熔融体。第三,基于地质资料分析和航磁解译,圈定了共和盆地总体面积约1.4×104 km2的潜在干热岩分布区。最后,采用体积法评估了共和盆地干热岩资源潜力,结果表明,共和盆地3.0~6.0 km深度范围保守的、静态干热岩资源总量为8974.74×1018 J,换算标准煤可达3066.19×108 t,具有广阔的开发利用前景。 相似文献
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近年来水热型、浅层地热能发展产生的缺点问题日益突出,以取热不取水为原则,中深层U型水平对接换热技术成为新的技术方向。通过对鄂尔多斯盆地南缘延安地区地层岩性、地温梯度特征、热储层特征等特征研究,分析了研究区中深层地热资源潜力,研究结果表明鄂尔多斯盆地南缘奥陶系马家沟组为良好的热传导型热储,深部地温梯度为3.05℃/100m。当马家沟组深度在3157m时,对应温度达到110.67℃。测井及注水试验结果表明,奥陶系马家沟组为极弱含水层,几乎没有流体,属于良好的干热岩型地热资源,具有较高的开采价值。充分确定了该区地热地质条件良好、地热资源潜力巨大。为合理、高效开发利用该区地热资源提供了科学依据,对进一步开发利用该区的地热能具有重要意义。 相似文献