基于流场劈分的EGS产能和寿命的预测方法与优化研究

来源 :山东大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:hahaohan
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着社会高速发展对能源的要求不断提高,常规化石能源的也会造成碳排放量加剧,同时常规化石能源的紧缺带来了能源结构的转变,能源利用的清洁化、可持续化是未来能源发展的必由之路。地热能作为高效、清洁的能源决定了其在未来能源结构的重要比重,其中干热岩资源作为可用于社会生产的重要能源,温度高、储量大,决定了其必然会成为未来重要能源之一。在地热能利用方面我国紧跟时代步伐,干热岩资源的高效利用方法也在不断探索中,大力发展干热岩资源是实现我国“碳中和”目标的重要途径。作为开发中深层高温干热岩资源用于发电的有效手段,增强型地热系统(Enhanced Geothermal System,EGS)受到了越来越多的关注。面对巨大的干热岩资源储量和环保方面的优势,EGS开采技术也需要随之加强。但现阶段EGS处于起步阶段,鲜有适用于商业推广的理想EGS实际工程。除热储改造技术方面限制外,EGS产热量和运行寿命预测不准确是制约EGS实际工程难以快速普及的重要原因。而对影响EGS热开采的影响因素不明确不准确、热储内流场流动规律不明确是导致EGS产能和运行寿命预测不准确的根本原因。本文为解决EGS产能和寿命的预测问题,以Dupuit公式和吸放热公式为基础建立EGS产能和寿命控制方程,分析EGS热储内的渗流场和换热规律,建立EGS产能和寿命预测公式,并对其进行应用研究和优化,主要研究内容如下:(1)根据EGS热储的特点将热储简化为均质多孔介质模型,分析EGS换热过程,以渗透率为媒介提出将EGS复杂的多场耦合过程简化为流—热(TH)耦合过程,推导EGS产能和寿命控制方程,提出进行EGS产能和寿命计算的重要参数;基于复势函数与压力叠加原理推导分别获得平面多种布井方式的势函数与流函数,计算不同布井方式的压力势和流场的分布规律,提出“以流场分布规律划分单注入井控制面积的流场劈分方法,将多井EGS简化为多个双井EGS分别计算产能和寿命”的思路。(2)基于EGS产能和寿命控制方程和EGS流—热耦合数学模型分析控制方程中重要参数影响因素,设计并搭建了微型渗流换热模型实验系统,开展微型渗流换热实验研究,获得水温和岩体的温度响应规律,验证流—热耦合数值模拟的准确性,并开展实际工况下的双井EGS渗流换热数值模拟实验,分析各影响因素对重要参数的影响,修正重要参数影响因素,获得双井EGS产能和寿命预测公式。(3)研究不同布井方式的压力势和流场的分布规律,计算两注入井连线间最小压力坐标,提出平面多井EGS流场劈分方法:沿相邻注入井与生产井连线所组成夹角的角平分线劈分获得单注入井控制面积;改进水电比拟仪,开展多井水电比拟实验,分析流场中压力势分布规律,定性验证了 EGS流场劈分方法;基于Darcy定律开展平面多井流场有限元数值模拟,分析流场中压力势和流速分布规律,定量验证了 EGS流场劈分方法。(4)基于复势函数和压力势叠加原理分析多井平面流场在压力势叠加后的流量折减机理,研发流速折减实验系统,开展了多井压力叠加实验,验证平面流量折减机理的正确性;开展了多井整体EGS有限元数值模拟和劈分后双井EGS有限元数值模型组的数值模拟,分析井的数量和流量折减对EGS产能和寿命的影响规律,以双井EGS产能和寿命预测公式为基础,修正EGS产能和寿命控制方程中的关键参数,提出了多井EGS产能和寿命预测公式。(5)将EGS产能和寿命预测公式与已有文献案例比较,验证了双井与多井EGS产能和寿命控制方程的正确性;依托云南腾冲县热海地热田,基于EGS产能和寿命预测公式,开展不同布井方式的EGS产能和寿命预测,分析不同布井方式的EGS产能和寿命,提出了 EGS产能和寿命预测公式的应用于优化方法。
其他文献
传统服务机器人存在资源和智力两大技术瓶颈,难以满足实际的应用要求。将云计算技术与机器人技术相结合,构建服务机器人云服务平台,为机器人提供智能云服务,是打破上述瓶颈的有效手段。服务机器人将本体密集型计算任务卸载至云端,其智力水平被大规模拓展并超越其物理本体的限制,为人类提供主动式智能化服务。本文工作来源于国家重点研发计划项目,重点针对服务机器人云服务平台构建方法及大规模云服务高效调度算法开展具体研究
外国直接投资在新的全球化潮流中起着非常重要的作用,不仅对发达国家如此,对最不发达国家也是如此。众所周知,由于其作为推动经济增长和赋权的工具所带来的好处,每个国家都不时寻求拟订政策,为其经济增长和赋权重新定向和吸引更多的外国直接投资。虽然似乎有理由认为外国直接投资将填补加纳等最不发达国家经济的投资缺口,从而推动这些国家的经济增长,现有文献对这一论断持有非结论性的观点,因为关于外国直接投资对经济增长的
学位
准确地检测和识别无线电信号有利于更加有效地利用无线电频谱资源。此外,对于电子对抗领域,信号检测和识别是信号侦察和分析的重要步骤。针对于无人机信号检测识别问题,文中提出了一种基于时频图像的信号检测识别方法,主要借助图像处理技术和卷积神经网络模型实现,最终得到信号的中心频率、带宽、出现时间、持续时间、类型、置信度信息。实验结果表明,无人机检测识别算法的虚警率为1.37%,漏警率为1.46%,充分验证了
目的经过探究溶血磷脂酸(LPA)表达水平在冠状动脉病变狭窄严重程度影响,以及患者在出院后短时间内溶血磷脂酸表达水平对MACE发生的作用,并希望能够借此预测出冠心病患者关于冠状动脉血管的狭窄程度,从而对患者预后情况进行评定,以便在规范化治疗上给予相关凭据。方法从2018年12月份至2019年12月份,在这一时间段内挑选了 102例在本院心内科室进行住院医治并且有进行冠状动脉造影检查的患者当作此次的研
李麦麦是20世纪30年代非常活跃的一位学者,他积极参与中国社会史论争和中国本位文化建设大论争。在此期间,他以唯物史观为指导,在古史分期和本位文化问题上皆提出了有价值的见解。在古史分期问题上,李麦麦并没有将中国社会的发展硬套进马克思提出的五种社会形态里,而是否定了奴隶社会的存在。他认为商朝是氏族社会向封建社会的转变,周朝是典型的封建社会。李麦麦不仅从这一公式中跳出来,否定奴隶社会的存在,并且还认为封
全断面硬岩隧道掘进机(Tunnel Boring Machine-TBM)在施工安全、掘进效率、经济环保等方面具有显著优势,在深长隧道建设中被广泛应用。深长隧道地质条件复杂,节理作为一种最常见的地质构造,其特征参数对岩体的破坏有着显著影响,分析节理特征参数对TBM滚刀破岩效率的影响,对于提高TBM滚刀破岩效率有十分重要的意义。因此,本文通过TBM滚刀掘进模拟试验以及离散元数值模拟方法研究了节理特征
学位
随着各行业对安防的日益重视,视频监控技术得到了广泛的应用和研究,各种功能的视频监控系统层出不穷,视频监控系统在针对国防、安保和商业等领域不同需求的功能划分也越来越明确。在边防、农牧场、野外等无人环境中往往存在无电网供电,无有线网络接入的情况,出现的可疑移动对象往往具有低频率的特点。传统视频监控二十四小时不间断监控获得的有效信息和消耗的资源不成正比。针对这种应用场景下的视频监控系统,本课题设计了一种
学位