二氧化碳增強(qiáng)型地?zé)嵯到y(tǒng)動(dòng)態(tài)特性研究.pdf

1、隨著世界能源格局的變化，人類不斷開(kāi)發(fā)出更優(yōu)質(zhì)、對(duì)環(huán)境影響更小的新能源，其中干熱巖的開(kāi)發(fā)備受關(guān)注。干熱巖開(kāi)發(fā)的具體工程技術(shù)稱為增強(qiáng)型地?zé)嵯到y(tǒng)（Enhanced Geothermal Systems，簡(jiǎn)稱EGS），具體指通過(guò)利用類似于水力激發(fā)致裂這種人工方法，在致密的深層巖石中建造一個(gè)可以使流體從中間通過(guò)從而提取巖石內(nèi)熱量的熱儲(chǔ)層，之后將用來(lái)采熱的冷流體輸送到該系統(tǒng)中去，以此開(kāi)采出地下3～10km范圍內(nèi)巖石中蘊(yùn)藏的巨大熱量。從資源品質(zhì)來(lái)講，

2、干熱巖資源用于發(fā)電或者地區(qū)性的供暖，能解決國(guó)家能源的根本需求；從環(huán)境保護(hù)來(lái)講，增強(qiáng)型地?zé)嵯到y(tǒng)用2CO作為攜熱介質(zhì)，可以將2CO進(jìn)行地質(zhì)埋存，更好地解決環(huán)境問(wèn)題。
　　本文選擇以2CO作為整個(gè)過(guò)程的換熱工質(zhì)，運(yùn)用數(shù)值模擬的方法對(duì)增強(qiáng)型地?zé)嵯到y(tǒng)地下?lián)Q熱部分進(jìn)行計(jì)算分析。首先是系統(tǒng)涉及到的基本特性：對(duì)于換熱工質(zhì)2CO，所具有的熱力學(xué)性質(zhì)；與常規(guī)的以水作為換熱工質(zhì)相比較，用2CO作為換熱工質(zhì)的優(yōu)勢(shì)；作為增強(qiáng)型地?zé)嵯到y(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)——干熱巖的

3、儲(chǔ)層激發(fā)，其包括的關(guān)鍵步驟、原理，以及利用2CO來(lái)進(jìn)行壓裂的特點(diǎn)等。之后，以松遼盆地的地質(zhì)概況為參數(shù)設(shè)置的范例進(jìn)行模型的設(shè)計(jì)，并選擇以一注一產(chǎn)的雙井采熱模型進(jìn)行模擬計(jì)算，主要研究了何種情況下應(yīng)該考慮注入井和產(chǎn)出井井筒與周圍巖石的換熱、換熱流體2CO的不同循環(huán)流速對(duì)人工熱儲(chǔ)層的穩(wěn)定運(yùn)行周期以及熱提取速率的影響、采用不同的換熱工質(zhì)水與2CO哪個(gè)更具有熱開(kāi)采經(jīng)濟(jì)性。
　　結(jié)果表明，當(dāng)注入井或者產(chǎn)出井井筒內(nèi)2CO流體以較小的循環(huán)流速流動(dòng)時(shí)

4、，井筒與其周圍巖層之間的換熱不可忽略，但當(dāng)井筒內(nèi)2CO流體以較大的循環(huán)流速流動(dòng)時(shí)，則可以不考慮井筒與產(chǎn)出井周圍巖層的換熱；而且，隨著儲(chǔ)層內(nèi)2CO流體的循環(huán)流速的增加，在系統(tǒng)平穩(wěn)運(yùn)行期間2CO從整個(gè)儲(chǔ)層提取的熱量也隨之增多，但是，大的循環(huán)流速會(huì)使系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行周期縮短，從系統(tǒng)的整個(gè)經(jīng)濟(jì)性來(lái)考慮，較大的循環(huán)流速對(duì)地?zé)岬拈_(kāi)采利用是不利的；與水的比較分析顯示，當(dāng)系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行周期大致一樣時(shí)，2CO的循環(huán)流速是水的2倍，但是此時(shí)經(jīng)過(guò)儲(chǔ)層的過(guò)程中，