多簇压裂条件下CO2-EGS干热岩水平井开发热-流-固三场耦合模型摘要
通过引入基岩控制方程、裂缝控制方程和热-流-固耦合关系,并借助COMSOL软件,开展了多簇压裂条件下CO2-EGS干热岩热储水平井开发数值模拟研究。研究结果表明:(1)建立的数学模型重构了热-流-固耦合关系,修正了裂缝孔隙度和渗透率与应力的函数关系,改进了CO2密度、黏度和比热容随压力与温度的变化关系。(2)考虑基岩、盖岩和围岩的热补偿作用,提出了多源热补偿模拟方法,据此建立了多簇压裂条件下CO2-EGS干热岩热储水平井开发数值模型。(3)通过数值模拟,讨论了干热岩的温度场、渗流场及应力场的演化规律,揭示了水平井井网、多簇压裂缝网的布局以及超临界CO2的性质直接影响CO2-EGS的演化过程。(4)CO2-EGS干热岩热储水平井开发的控制因素包括热-流-固(THM)三场耦合机制、水平井井网参数和多簇压裂缝网参数。THM三场耦合产出液质量流量相对于TH两场耦合提高了5.76%,但取热周期缩短了3.3 a;合理的水平井井网参数为一注两采,水平井长度为1 250 m,水平井井距为300 m;最优的缝网参数为缝间距75 m、缝宽3 mm、缝高40 m。
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