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缝洞型岩溶热储流动传热耦合数值模拟
作者姓名:姚军  张旭  黄朝琴  巩亮  杨文东  李阳
作者单位:中国石油大学(华东)油气渗流研究中心
基金项目:国家自然科学基金面上项目“缝洞型碳酸盐岩凝析气藏流固耦合渗流理论及数值模拟研究”(编号:52074336)、国家自然科学基金重点项目“增强型地热系统热—流—力—化四场耦合热质传输机理研究”(编号:51936001);
摘    要:缝洞型岩溶热储是一种典型的地热能储层,具有出水量大且地热利用后尾水易于回灌的优势,是我国最具开发利用潜力的地热储层类型之一,但由于其储集空间类型多样(孔缝洞),且具有复杂的多尺度、强非均质性、多流态特征,因此对于热采过程中所涉及的流动、传热过程及热采动态等特征的认识尚不清晰。为此,基于缝洞型岩溶热储的特点,提出了基于离散缝洞网络方法的热流耦合数值模拟方法,并进行了模型准确性验证。研究结果表明:(1)提出了多孔介质渗流区采用达西定律描述,溶洞自由流区域采用Navier-Stokes方程描述,两区域间采用Beavers-Joseph-Saffman边界条件进行耦合的流动传热耦合数值模型;(2)裂缝网络连通性是控制和评价缝洞型热储流动传热效果的关键参数,而溶洞的存在对热储内的流动传热效果起重要影响;(3)离散缝洞网络热流耦合模型能够有效地描述缝洞型热储的流动传热过程,并发现裂缝网络连通性控制着缝洞型热储的热流耦合过程;(4)溶洞的存在会严重影响热储的热流耦合过程,一是增多系统内贯穿的高速流动通道数量,甚至使系统从不连通变为连通,二是增大系统内局部流动通道速度。结论认为,该方法对于研究缝洞型岩...

关 键 词:地热  缝洞型岩溶热储  离散缝洞网络模型  数值模拟  热流耦合  连通性  裂缝  溶洞
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