地热资源的利用前景广阔,加快地热资源的开发,特别是干热岩地热的开发,对于调整能源结构、节能减排、改善环境具有重要意义。以干热岩为代表的热岩型地热具有温度高、分布广、储量大等优势,是未来地热开发的重要领域。本论文基于长水平井注水自循环开发干热岩地热的工艺原理,建立了注入携热介质采热过程中地层-井筒-流体的非稳态热交换模型;研究井筒内携热介质与地热储层热交换的机理和效率,分析地层参数、井筒参数、注入流体参数对井筒热流密度的影响。通过模拟计算,研究隔热油管的隔热性能、固井水泥环的导热性能、水平井段长度、注入携热介质的类型和注入流量、携热介质的循环方式等因素对釆热速率的影响,并对水平井自循环采热发电技术进行评估,研究不同携热介质的采热发电能力,最后对不同干热岩地热储层条件下,使用水平井携热介质自循环技术进行干热岩地热开发的经济可行性进行评价。研究结果表明,影响地层与携热介质热交换的主要因素包括地层温度、井下管柱和岩石的导热系数、携热介质类型、注入速率、流体的循环方式、井段长度等。适当增加水平井段长度、采用导热性能较好的导热水泥固井和隔热性能好的隔热油管及采用反循环（即环空注入、油管采出）的循环注入方式能够有效提高采热速率;与连续注入采热方式相比,采用间歇采热的生产模式,能够提高采出流体的温度,但采热总量降低。水平井自循环技术用于发电的可行性研究结果表明,与注水循环相比,以四氟乙烷为井筒携热介质可以获得更高的净发电功率,单位发电成本更低。在垂深3500 m,水平段井筒长度2000 m,地温梯度0.06℃/m的条件下,以水为携热介质时,单井最大净发电功率为143.5 k W,对应注入流量3 kg/s,单位发电成本为2.42元/（k W·h）;而以四氟乙烷为携热介质时,在注入流量12 kg/s的条件下,最大净发电功率可提高到340.1 k W,单位发电成本可降低为1.18元/（k W·h）。此外,在相同地层参数条件下,考虑地热能直接利用,以水为携热介质进行了单位采热成本分析,最低单位采热成本为0.158元/（k W·h）。对不同垂深、不同地温梯度的地热储层的开发经济性分析可以看出,单位采热成本和发电成本在水平段长度分别为1500 m和2500 m时达到最小值。单位采热和发电成本受建井成本影响最大,其次是银行的贷款利率。在当前价格体系下,降低钻井成本以及获得政府扶持（如降低贷款利率）可以大幅度降低开发成本,是促进地热技术发展和应用的关键。