深层垂直井同轴换热能力数值模拟分析

• 作者: 尚宏波 张卫东 徐拴海 王晓东 王皓 赵春虎 靳德武
• 来源期刊: 煤田地质与勘探
• 学科: 地球科学
• 关键词: 深层地热能 单井 群井 延米取热量 COMSOL Multiphysics
• 年，卷（期）: 2020,（5）
• 所属期刊栏目: 水文地质 工程地质 环境地质
• 页码范围: 174-181
• 页数: 8页
• 分类号: P314
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1001-1986.2020.05.021

摘要

针对中深部(1500～4000 m)地热资源深井同轴"保水取热"科学评价问题,以COMSOL Multiphysics多物理场耦合数值计算软件为模拟平台,构建垂直单井岩–水耦合传热模型,以西安地区地层与地温特征为模拟背景,计算分析2种地温梯度(0.027、0.030/m)℃ 与4种注水口流速(0.25、0.50、0.75、1.00 m/s)工况下深层(3500 m)地热单井套管换热能力.同时,建立5种井间距下的群井数值模型,分析不同井间距下群井中心井的出口温度变化规律.模拟结果显示:地温梯度越大,进出口温差越大,单位时间换热量与单位延米换热量越大;入口注水流速越大,进出口温差越小,但单位时间换热量与单位延米换热量越大,即地温梯度、流速越大,深层垂直钻孔套管换热的效率越高;西安地区3500 m井深工况下,相邻地热井的间距为30 m时能够保证其地层温度不会相互干扰.研究结论可为深层地热开发利用提供科学参考.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	王晓东		16	53	5.0	6.0
2	王皓		17	59	5.0	7.0
3	徐拴海		20	75	6.0	7.0
4	张卫东		15	18	3.0	4.0
5	赵春虎		11	17	2.0	3.0
6	尚宏波		3	15	2.0	3.0
7	靳德武		16	120	5.0	10.0