在水热型地热系统开采过程中,选择合理的工程参数是至关重要的环节。现有关于水热型地热井采灌参数的研究大多忽视了采灌周期的影响,而不同的采灌周期会严重影响地热系统的取热效率和长期稳定性。因此,本文以东北某地热区块为研究对象,综合考虑了采灌周期、注入温度、注入排量、井距、采灌交互时间及井网分布等关键参数,采用数值模拟与多目标优化方法,系统分析了各因素对地热系统取热性能的影响,并得出适合该目标区块的最佳开采方案。 通过实验测试测得储层岩石的密度为2468-2604 kg/m³、孔隙度为18.11%-20.74%、渗透率为65.23-75.79 m D及导热系数为1.84-1.93 W/(m·℃)等物性参数。基于地下水流动与热量运移耦合方程,构建了三维非均质地热物理模型,通过对比180天地热井采出温度实测数据,验证了模型的可靠性。同时,进一步通过数值模拟分析了单因素(采灌周期、注入温度、注入排量、井距、采灌交互时间及井网分布)对取热性能的影响。研究结果如下:(1)周期性采热模式相比于连续性模式可显著延缓储层温度下降与取热功率衰减,其中以12个月为周期时热能开采效率最佳;(2)提高注入温度会延缓冷锋运移至采出井的时间,增加地热系统的寿命,但是会降低取热功率,选用10℃回灌水可以使经济效益最大化;(3)在等比回灌与采出时,采出量增大会导致冷锋快速运移至采出井,但是采出量的增大会与温度的损失形成互补,经分析最佳排量为70 m³/h;(4)井距越大,由回灌形成的冷锋面运移到开采井所需的时间越长,热能获取量也随着井距的增加而增大,井距应大于200 m;(5)对采出井与回灌井的位置进行交互时,须避免频繁或过长时间间隔导致温度损失,从而减少热能的获取,最佳交互时间为15年;(6)对四种不同的井网分布方式研究得出:采用采出井与回灌井交替排列的井网方式可提升采出温度。 基于妥协排序法(VIKOR),优选最佳开采方案为:采灌周期12个月、注入排量与采出排量110 m³/h、注入温度5℃、井距200 m、采灌交互周期15年,该方案在30年开采期内可实现最优热提取效率。